鄂北地区水资源配置工程大直径PCCP管道腋角回填新工法

李文中 陈华贵 王充 熊清明

摘要：鄂北地区水资源配置工程倒虹吸工程腋角部位回填是工程施工重难点，传统人工回填工法存在施工效率低、人员管理难、返工率高等问题。结合工程实际，提出了小型机械配合人工的腋角回填密实方法。介绍了新方法的工艺流程、关键技术和施工要点。该方法在鄂北地区水资源配置工程的应用提高了施工效率，保证了施工质量，降低了成本投入，使验收合格率大幅提高。

关键词：PCCP管道安装;新工法;腋角回填;鄂北地区水资源配置工程

中图法分类号：TV530.7文献标志码：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.11.003

Abstract： The backfill of axillary angle of inverted siphon of North Hubei Water Transfer Project is the focus and difficult point. The conventional manual method is inefficient in construction and difficult in personnel management， and has high reworking rate. The new engineering method of backfilling and compacting the axillary angle by using small machinery and manual power was put forward considering the practical construction condition. The procedure， key technology and main attention-to-be-paid points of the construction were introduced. The application of the new engineering method in North Hubei Water Transfer Project improved the construction efficiency， lowered the cost and increased the qualified rate in check and acceptance.

Key words： installment of PCCP; new engineering method; backfill in axillary angle; North Hubei Water Transfer Project

1 腋角回填重难点

鄂北地区水资源配置工程（以下简称“鄂北工程”）采用PCCP管道建设倒虹吸引调水，其中，孟楼-七方倒虹吸工程（桩号25+520～97+600）起于老河口市孟楼镇柴岗村，途经5个乡镇，跨越唐河、白河，终于枣阳市七方镇吴庄村，全长72 km。工程安装的PCCP管道埋于地下，3排并排安装，内径3.8 m。管道沟槽挖填地段大部分为弱膨胀土，设计要求的土方回填划分为4个区。PCCP安装剖面见图1。其中，腋角部位回填所在的Ⅰ区最为重要，压实密度需不小于90%。

孟楼-七方倒虹吸工程土方开挖及回填工作量巨大，并且存在大量难以回填密实的腋角部位土方回填工程。腋角部位难以回填密实的原因包括：①回填工作面无法有效展开，管道间距只有约50 cm;②腋角部位存在PCCP阴极保护线缆，夯实力度过大易造成线缆损坏，施工时必须格外小心;③施工工具太过简陋;④回填压实度要求高;⑤施工人员素质参差不齐，施工质量较难保证。

PCCP管道腋角回填工程为孟楼-七方倒虹吸工程重难点施工部位，影响整个PCCP管道安装工程的进度及资金投入[1-2]。为了更好解决工程建设中遇到的难题，结合工程实际提出并采用了“小型机械配合人工的腋角回填密实方法”，保质保量完成了腋角部位土方回填工作，提高了工程建设速度，且节约了资金。施工质量得到业主及参建各方的一致认可。

2传统腋角回填工法

传统腋角回填施工工艺为：当PCCP管道安装就位后，立即在腋角部位回填砂或土料，回填完后，PCCP管道落在回填部位，同时采用人工加小型夯板的形式对腋角进行夯实，即工人用木制或铁质夯板沿腋角进行捣鼓直至夯实[3-4]。

传统腋角回填方法缺点主要有：①工程初期需投入大量人工以及夯板、木锤等工具进行腋角夯实，效率较低。②施工人员管理难度大，施工质量不稳定，验收返工率高，特別是压实度指标大部分难以达到要求。③管道间距小，回填夯实无法展开工作面，施工效率低，工作面人员作业难以实施，若减少作业面施工人数又会使夯实速度降低，导致后继安装回填速度难以满足要求。

造成传统工艺方法质量不稳定的原因主要包括：①施工人员在高温、湿热及高强度条件下难以保证施工质量;②施工工具不规范，操作不便;③施工时需要沿管道纵向两侧组织大量人工夯实，工作面无法展开，施工时人员互相干扰严重，且夯实力度不一，导致回填土压实度不达标。

3 新方法主要工艺

孟楼-七方倒虹吸工程共有三线约216 km的管道需要回填腋角，由于很难有效控制传统方法施工质量，且效率低，遇到赶工、大直径PCCP管安装且长距离施工时，腋角回填质量难以保证。因此，提出并采用了“小型机械配合人工的腋角回填密实方法”。

该方法施工工艺流程可分解为6步，简称“六步法”，即：长臂挖机转土→小机械分层摊铺→人工整平清杂→腋角底部及管周围自制电动夯板夯实→小型手扶式压路机碾压→验收。

（1）先用长臂挖机将土对称回填至PCCP管两侧;

（2）采用菜园挖掘机和小型震动碾压机械按规定层土厚分摊均匀;

（3）人工将腋角及难以用机械分摊铺部位的土再次摊铺，直至摊铺到位;

（4）采用电动夯板将腋角震动夯实到位，一共夯实3次，直到夯实密实为止;

（5）腋角回填完后，再采用小型压路机将其他腋角边缘及管道中间部位的土方夯实到位;

（6）最后由施工队、项目部及监理进行检查，落实三检制，形成土方回填碾压资料。

“六步法”施工工艺流程见图2。

4 新方法关键技术

（1）自行研发改进施工工具——电动夯板。腋角及管道四周埋设有阴极保护电缆线，其回填密实度是质量控制的重点，采用小型机械可以对这些部位进行有效施工。在施工时既要保证土体密实度又要保护阴极和电缆线，因此，使用新型电动空气锤改装的电动夯板。新工具在腋角回填施工中能够保证回填压实质量，同时也提高了效率。而且，电动夯板改制方法简单易行，将电动空气锤的锤头位置改为夯板，并采用焊接形式改装即可。

（2）回填土层的合理分层及碾压。为了达到回填压实密度，回填土需要合理分层，通过碾压试验确定了分层厚度以及碾压遍数。该工程采用人工加电动夯板夯土的土层回填厚度为15～20 cm，小型压路机碾压回填厚度分层为30 cm。小型碾压机重500～1 000 kg，碾压3～5遍，辅以人工清除回填土料中的岩石、树根、路面材料、碎块或其他杂物等，见图3。

新方法施工工艺流程安全可靠，技术简单规范，节约资源，利于环保，同时可节省人工和成本。新工法取得了较好的应用效果，回填土料经过多次检验后符合压实度要求，适用于长距离、大直径的PCCP管道安装腋角部位回填土施工。

5 新方法使用要点

在實际施工中，新方法主要为对土方含水量及压实度的控制：在最佳含水量下压实使功最小，并获得最佳压实效果。不同范围内土质不同，其最佳含水量也不一致，因此，在施工过程中需进行如下控制。

（1）在土场中取土时应对不同种类的土加以区分、分层或分片挖取，在路基上尽量把不同种类的土分段填筑。？

（2）用工地手检法和含水量快速测定仪判断各段土质和含水量，以决定加水量或晾晒时间。

（3）进行压实度检测，保证压实完成后的路基表面平整无起伏，无坑槽，无明显轮迹，无翻浆等情况。

6 运用效果

新方法使用后取得明显效果：施工人员数量大量减少，传统方法需要7人完成的工作量，新方法只需1人即可完成;电锤力度均匀，能够保证腋角回填后的土体压实度;施工效率提高，可满足大量的腋角部拉土体回填需求，避免因此道工序导致整个施工进度滞后;能够有效进行长距离管线的回填及夯实工作。

7 结 语

传统腋角回填施工一直采用纯人工夯实方法，存在施工质量不稳定、验收不合格、返工率高等缺点。经过对比分析，提出了小型机械配合人工的腋角回填密实方法，具有人工投入大幅减少，且便于管理，施工安全隐患少等优点。鄂北工程施工中采用该方法提高了施工效率，保证了施工质量，且降低了成本投入，使验收合格率大幅提高。该方法可在长距离、大直径的PCCP预应力管道安装施工中推广使用。

参考文献：

[1] 朱健，侯海芳，范垚垚，等.  软土地区紧邻地铁的深大基坑土方开挖技术[J].  建筑施工，2018，40（5）：656-658，661.

[2] 王熙.  淤泥质土深基坑土方机械开挖施工技术[J].  建筑机械，2018（4）：87-90.

[3] 杨熙.  大型地下建筑物深基坑土方开挖施工技术[J].  建筑施工，2018，40（1）：11-14.

[4] 高海彦，丁志录，张洪波.  全逆作深基坑土方开挖关键技术[J].  施工技术，2017，46（13）：50-53.

（编辑：李 慧）