黑臭水体治理——截污工程中的淤泥质土层处理初探——以广州市番禺区某河涌截污工程项目为例

徐放

（湖南省建筑设计院有限公司 湖南长沙 410000）

1 项目概况

本工程为广州市番禺区某河涌截污工程设计。河涌位于居民区内，两侧为5～6层的民房，岸边局部有毛石挡墙，大部分为居民自制的沙包支挡措施。河涌截面较窄，约为2～5m，是两岸居民用以排污的通道。当地有赛龙舟的习俗，因此，也会用作龙舟的水路通道。

河涌全长约1km；上游为箱涵暗渠，长约420m，下游为明渠，长约580m；本次截污工程对上游箱涵暗渠部分在暗渠出口末端采用截污闸进行截污；明渠部分新建两条截污干管，分别为A线和B线；其中A线全长294m，截污干管为D530X10钢管，B线全长202m，截污干管为D530X10钢管。上下游各设有一座泵站，用以将收集的污水泵送至附近的市政管网。

2 管线设计

根据地质报告，管道沿线的土层如表1。

表1

淤泥层厚度为10～20m，管道及泵站均落在淤泥层上，考虑到两侧房屋较近，管道采用浅埋的形式，减少开挖量，避免引起两侧房屋或路面的沉降开裂。

2.1 管道基础

管道基础采用抛石挤淤的处理方式：抛石过程中要求块石大面向下，平面尺寸不小于300mm，最薄处厚度不小于150mm，且严禁采用风化岩。从管道中心线位置向两侧对称抛填并压实，抛石过程中采用粒径20～40mm的碎石分层嵌缝并碾压密实。注意最早的1～2层块石可采用人工打夯方式将块石打入淤泥中，待片石铺满整个槽底，且履带式机械（重量不小于8t）能行走后，再采用机械碾压夯实，直至最后碾压的两遍石面下沉量不超过20mm时，再在其上换填300～500mm厚级配砂石至管道基础下皮，分层夯实，压实系数0.90。处理后的地基承载力特征值不小于80kPa。

2.2 挡墙稳定

局部存在的毛石挡墙，开挖前，施工单位必须对沿线挡土墙底标高及挡墙墙身质量进行检查，若发现挡土墙下有空鼓现象，应第一时间进行处理，可采用C30素混凝土浇灌，保证其截面的完整性；施工过程中，监测挡土墙的稳定性，必要时可用松木桩或钢板桩临时支护开挖，管槽采用跳槽开挖。

位于现状河床面以上的管道，施工完毕后，采用片石护坡，防止河水对管基的冲刷，详图1。其余情况下，包括含毛石挡墙的典型断面详图2。

3 泵站设计

3.1 A泵站

图1

图2

A泵站位于河涌下游，泵站底标高低于岸边挡土墙底，无法直接开挖，须做支护处理。基坑采用拉森钢板桩加内支撑支护结构，坑底夯填块石挤淤，保证其承载力满足要求。钢板桩必须采用静压法压入，不得使用大型设备震动打入。拉森钢板桩锁口宜均匀涂以混合油，其体积比为黄油：干膨润涂土：干锯沫=5：5：3。内支撑应坚持“分层开挖，先撑后挖”的原则，土方开挖应分层分区连续施工，并对称开挖，开挖至设计支撑在地面标高下200～300应及时施加支撑，随挖随支撑。基坑一般不应超挖，如有超挖部分须用石屑回填，并压实。基坑周边3m范围内严禁堆载。地面超载仅限施工挖掘机械，不大于20kN/m2。

图3 WA线截污干管泵站钢板桩支护平面图

图4 剖面图

3.2 B泵站

B泵站为箱涵出口处，喇叭口状，两侧有现状毛石挡墙。B泵站的泵坑埋深较深，直接开挖难度很大；与A泵站相比，B泵站位于上游，河道较窄，大型设备无法到达，支护桩无法实施，因此，必须采用相对较轻或较小的设备和工艺，设计中采用高压旋喷桩作地基处理，同时通过控制停浆面使最外侧两排兼做支护桩。

本工程采用双管法高压旋喷注浆法进行地基加固及用作基坑支护，技术参数：空气：压力 0.7MPa，流量 1～2m3/min；浆液压力：25MPa、流量 80～120L/min；旋喷提升速度：0.1～0.2m/min；旋转速度：5～16r/min。浆液比重：浆液采用强度等级为42.5级普通硅酸盐水泥搅制，水泥浆液的水灰比：0.8～1.2。孔径：高喷钻孔孔径□75mm；孔斜：合格标准为偏斜率≤0.5%。

成桩直径不小于0.5m。高压旋喷应全孔连续进行，若中途拆卸喷射管，则应进行复喷，搭接长度不小于200mm，供浆正常的情况下，孔口回浆密度变小。且不能满足设计要求时，应加大进浆密度。

高压旋喷桩质量检验要求：①桩位中心定位偏差不应超出50mm，施工前应插桩位标，经检验后方可施工。②桩长应符合设计要求。③桩身垂直度要求不超过1.0%。④水泥的品种和标号经检验合格后投入使用，不准使用过期的结块水泥。高压旋喷桩施工后28d方可施工上部结构。图5～7为现场影像。

图5

图6 d500高压旋喷桩平面布置图

图7 A-A剖面图

图8 B-B剖面图

4 结语

城中村越来越成为发展较快的大中型城市的心病，类似的河涌非常普遍，它们的共同点是：①位于建成区，施工场地受限严重；②两侧建构筑物及道路较近，对基坑开挖、支护有较高的要求；③河道淤积严重，地质情况较差。本文以广州市番禺区某河涌截污工程项目为例，探讨此类截污工程的淤泥质土层的处理方法，以期对国内黑臭水体治理中截污部分的设计起到指导和借鉴作用。