市政污水管道沉井支护体系止水施工难点解析

郭强

摘要：城市生活废水、工业废水等均会对环境产生污染，故城市的污水处理厂有着举足轻重而不可替代的作用和地位。为落实污水处理厂建设的质量问题，必须对污水管道沉井支护体系止水施工质量和难点进行控制。为此，本文以汾东污水处理厂为研究对象，重点阐述了高压旋喷桩、三轴帷幕水泥搅拌桩的施工流程以及在施工过程中应该注意的细节，并提出沉井易渗漏部位的质量控制要点。期望污水管道沉井支护体系达到预期的止水效果，以保障污水厂的安全稳定的运行。

关键词：支护体系;止水施工;沉井;污水管道

1 工程概况

汾东污水处理厂建设地点，位于太原市南部区域，汾河以东，太榆退水渠东南方，潇河北部，太中银铁路线西方，东里解村南部，洛阳村东部。设计总规模为54x10000m3/d，近期规模35x10000m3/d，近期一期规模15x10000m3/d。配套管网一期工程内容包括41.4km管道工程以及1 座总规模是54x10000m3/d污水提升泵站。污水提升泵站分期建设，近期一期土建规模是35x10000m3/d，近期一期水泵设备安装规模是15x10000m3/d，预留未来较长时间用地。该泵站拟选址位于太茅西路和十四号线交叉口东南方向，孙家寨村西侧，占地面积约1.01 公顷。

本标段为规划太茅路南延（208国道—西南环铁路），桩号为K1+320～K4+251（P3-21～P3-51），设计污水管主线管径D3000mm，长，2931m，设计坡度0.7‰，支线管径D1000，长约283m，管底埋深6.5～10.8m，平均埋深7m。采用顶进法施工。沉井工作井16座，沉井接收井29座。

2 地质分析

本工程在勘探深度界限内场地是第四纪全新粉土、粉质黏土和砂类土构成。场地静态地下水位埋深保持在2.30～4.95m间，标高保持在765.57～770.01m间。这一场地地下水包含潜水、微承压水两种。潜水层为2-1 层粉土、3-2 层粉土，主要接受大气降水与太榆退水渠补给;微承压水层为2-2 层粉细砂、3-1 层粉细砂以及4-1 层粉细砂，主要接受侧向补给。因为勘察时处于丰水期，所以正常状态下水位会下降50厘米，至于枯水期则是下降1 米。抗浮设计水位能按实测水位提高1.0m。除此之外，还需要综合考虑滑坡、泥石流、采空区、地面下沉等不良地质作用以及地质灾害。

3 沉井支护止水帷幕桩

3.1 高压旋喷桩

桩截面Φ700间距500mm，双管Φ700高压旋喷桩，42.5#一般硅酸盐水泥，其每米的用量不能够低于260kg。主要用于沉井洞口加固及特殊地段的止水帷幕。施工方法及技术措施与施工工艺流程图如图1。

（1）测量定位。先选择液压锤清理路面砼，然后按照控制桩以及设计图，精准地放出旋喷桩孔位。

（2）钻机就位、钻孔。按照现场放线确定钻机位置，确保钻杆头与孔位中点对齐。另外，确定钻机位置之后还需要进行水平校准，使其满足垂直度要求。在进行校准时，钻杆轴线应当和钻孔中点保持垂直，误差维持在1%之内。同时可以选择垂球这一工具，如果钻机确实不垂直，那么可以在机座下方增加一层薄木块。钻机垂直达到要求即可钻孔，孔洞直径是φ125mm。在钻孔时，水平方向的误差保持在50毫米以内，选择原土造浆护壁。

（3）插管、试喷。钻孔完毕，向孔中插进旋喷管，此时可以尝试注浆。注浆材料包括普硅32.5R水泥，水灰两者的比重维持在0.8到1.0之间，具体可以参考高压旋喷桩施工技术参数表。

（4）高压旋喷注。正式施工之前提前预备排浆沟、泥浆池，在施工时产生的冒浆液可以引导至泥浆池，待到其沉淀固结之后统一运送到现场之外保存或处理;旋喷之前查看高压设施、管路系统，无论是压力，还是流量均达到设计标准。注浆管、喷嘴中不能够存在杂质。注浆管接头密封圈保持最佳状态;做好记录工作，具体记录真实的孔位、孔深、孔中障碍物、注浆规模等相关信息。

注浆管插进土壤内，喷嘴满足要求標高时，就能够依照施工参数喷射注入泥浆。待到喷射压力达标之后才可以慢慢增加注浆管数量，从下到上旋喷注入泥浆;在旋喷过程中，首先需要喷射泥浆，接着再旋转、提高，避免浆管断裂;调配水泥浆过程中，水、灰比重需要达到标准，不可私自变更。喷射时需要采取措施避免水泥浆沉淀，进而导致浓度下降。投入原材料之后，搅拌时间必须大于3 分钟，压浆之前才可以把浆液装进集料斗内，水泥浆应随拌随用。

注浆时若是存在突然降低、提升抑或是大规模冒浆等现象，需要找到原因所在，还必须制定解决对策。在注浆时供浆、供气中断，第一时间把喷管降低到停供点下方30厘米处，供浆、供气继续后才可以提高。待喷灌提高到设计桩下端1 米处时，减缓提高速度一直到设计高程。喷射完成之后，应当把冒出浆液倒灌进孔中，不再下沉结束。

（5）废弃浆液处理。注浆过程中会生产一系列废弃浆液，会弄脏施工现场，也会阻止施工进程，所以需要提前设置泥浆池，把废弃的浆液排放到泥浆池内，等到起凝结之后运送到场外解决。

（6）冲洗机具。灌注泥浆结束之后，以最快的速度把注浆管拔出，把其与注浆泵清理干净，避免浆液凝固进而堵塞。值得注意的是，若是停工不低于3 小时，同样需要把浆管、注浆泵清理干净。

3.2 三轴帷幕水泥搅拌桩

主要用于沉井施工的支护止水帷幕。直径Φ800间距600mm，套接一孔施工，42.5#一般硅酸盐水泥，其每平方米的用量大于或等于350kg。

（1）试成桩。施工过程中，首批桩应当是试桩，数量不得低于3 根，由设计工作者前去施工现场，在监理工作者监督下施工，具体监督内容包含：水泥投放规模、浆液水和灰的比重、浆液泵送时长、搅拌下沉现象、提高时长、桩长、垂直度控制方式。经过试桩明确注浆规模维持在ф800@600截字体每米浆量等设计参数。

（2）施工“套打”顺序。施工过程中选择套接一孔搭接对策。“套孔”方法包含两类，分别为“跳槽双孔全套复搅式”以及“单侧挤压式”。本工程中选择跳槽式双孔全套打复搅式这一方法施工，在围护墙转角、不连续施工状态下采用单侧挤压式连接方式。如图2。

（3）桩机就位。桩机摆放到确定位置，移动之前看清四个方向的状况，若是存在障碍物，则需要第一时间清理，待到移动完还需要检验定位状况，若是不准确则需要校正。桩机需要保持平稳、平正，可以利用其自身水准器来展开调节，另外还可以频频使用全站仪校准，把相关资讯第一时间传达给机长，便于保持桩机垂直符合要求。立柱导向架的垂直度小于0.004。即使三轴水泥搅拌桩桩位确定，依然需要再次审核，误差范围在20毫米左右。

（4）搅拌速度及注浆控制。三轴水泥搅拌桩无论是下沉还是上升，均需要灌注一定数量的水泥浆，另外还需要保持相应的速度。按照设计标准，参照相关技术资料内容，下沉速度每分钟维持在50厘米到1 米间，上升速度则为每分钟1 米到2 米间，桩底还需要继续搅拌并就成桩进行记录。下沉注浆量为60%到70%，上升注浆量为30%到40%。

（5）制備水泥浆液及注浆。水泥应选择罐装，利用计算机实现拌浆自动化。水泥浆液中水、灰比重是1.5到2.0，水泥用量是370kg/m3，按照每钻加固土体方量计算拌浆、注浆规模，注浆压力保持在0.8Mpa到1.0Mpa。若是周边存在包含对象，则下沉速度每分钟保持在0.5米到0.8米，上升速度每分钟保持在1 米以内，喷浆压力不能高于0.8Mpa。钻进搅拌过程中，下沉注浆量为60%到70%，上升注浆量为30%到40%。

3.3 沉井易渗漏部位的质量控制要点

（1）沉井支模的对拉螺栓。查看螺栓止水片是不是达到标准，焊缝焊接水平，螺栓孔是不是选择高标号砂浆堵塞。

（2）沉井分节间的施工缝处理。依照要求提前留出凸缝，待到凿除疏松之后才可以浇筑混凝土，在对接缝展开防水施工之前需要清理干净、润湿接浆、振捣密实。

（3）预留孔、洞二次灌混凝土。在灌注孔、洞之前需要凿除毛刺并进行清理，对其进行加固、润湿处理，选择更高一级别的混凝土标号浇筑，经过一次次的振捣确保其更加密实。

（4）封底与井壁接触处。在下沉沉井之前需要凿除底板、井壁相连接处凹凸不平的地方，在浇筑混凝土之前需要进行清理、润湿、接浆工作。

（5）沉井制作的混凝土质量。在浇筑混凝土时一定要做好分层工作并捣实，掌控好混凝土初次凝结时间，不可保留垂直施工缝。严格按规范要求进行养护。

结语

综上所述，污水管道沉井支护体系止水施工难点在于沉井支护止水帷幕桩，其主要包括高压旋喷桩以及三轴帷幕水泥搅拌桩。高压旋喷桩在施工时钻机钻孔、插管与试喷、高压旋喷注浆、废弃浆液处理等每一道工序、每一个细节都要一丝不苟;对于三轴帷幕水泥搅拌桩来说，在施工过程中的施工“套打”顺序、搅拌速度及注浆控制等环节质量保证的重点。另外，沉井易渗漏部位的质量控制要点包括沉井支模的对拉螺栓、沉井分节间的施工缝、预留孔洞二次灌混凝土、封底与井壁接触处等。只有熟悉并掌握污水管道沉井支护体系止水施工难点，在满足施工要求的前提下完成施工，以降低施工的难度，保证施工质量。

参考文献

[1]霍国友，谢力.顶管技术在市政截污管道施工中的实践经验[J].中国给水排水，2009，25（6）：95-97.[2]苏卫勇.止水与防渗漏技术在顶管工程施工中的应用[J].中国建筑防水，2011（9）：26-28.