不同管径、不同材质管道回填施工工艺探析

董晓泽 隋 伟 高飞飞 郎志军 李 迅 张晓利

（中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450004）

1 管道回填工法特点

管道回填作为一种比较常见的施工项目，往往不被重视。为了提高对管道的保护作用，一般选用砂作为回填材料，从垫层开始一直回填到设计标高。但从经济角度考虑，选择合适的土质资源（含水量低，强度高），可减少砂的过量使用，降低施工成本，有利于环保，因此，多采用优质土对回填方案进行优化。

本工法是以工程为对象、工艺为核心、标准图纸为依据、试验分析为辅助，运用系统工程原理，结合最新技术以及质量管理控制，经过大量回填试验、数据分析而得出的一种先进、高效、可靠的技术，具有针对性强、适应范围广等特点。在保证工程质量和安全的前提下，达到环保、提高施工效率、降低能耗、降低工程成本等目的，本工法应用范围广泛，适用于不同直径的GRP管、水泥管、给水管、HDPE管等管道的回填。

2 管道回填工艺原理

从基坑开挖开始，控制好深度和护坡角度，保证基坑安全、稳定。深基坑底层选择级配良好的碎石作为持力层，根据地下水文条件选择不同厚度的砂垫层作为管底部保护层。根据管道直径不同，在中间区域摊铺不同宽度的砂进行回填，远离管道的基坑两侧使用回填土来代替砂，以减少砂的用量，达到节材目的。往上分层回填，除垫层外，上部所有回填均以管道纵向轴线为基准，由内至外依次回填。这样可以保证回填砂对管道的保护效果。管顶上部应根据不同规格和材质留有足够的回填砂，防止管道上部因受压应力影响而发生变形甚至破裂。土必须经过筛选，不得含有淤泥、湿陷性黄土等有害土。选择适当的检验方法，以保证检验结果的准确性。检验合格后，方可进行下层回填施工。

3 管道回填工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

管道回填工艺流程如图1所示。

图1 管道回填工艺流程

（1）冷却塔循环水管道直径为3.2m，采用分段施工。基层清理完毕后，铺设600mm厚级配碎石，分两层进行施工，级配碎石提前洒水拌和。根据天气情况适当调整拌和水量，夏季高温时可提高最佳用水量10%～15%，防止水分快速蒸发导致含水率偏低，造成压实度不合格。

（2）级配碎石回填完毕，继续进行下一层砂垫层的施工，由两侧向中间对称施工，用滚轴压路机由外向内依次压实，夯实碾压遍数要根据试验确定，一般不少于3遍，滚轴要行行相接，轮距搭接不得少于200mm。管道中间部分不能有粒径超过50mm的石子颗粒。砂垫层施工完毕进行标高控制，调整平整度，施工完毕后开始铺筑管道，管道要求顺直、无凸起，与砂垫层紧密接触，不能留有空隙。防止管道受力不均而产生下沉、歪斜等现象。采用容积不小于200cm3的环刀取样并现场测定其干密度，以不小于试验所确定的中密状态时的干密度值为合格，合格后进行管道分节吊装，吊装完成后进行管道黏接工作。黏接完成后，人工回填中粗砂，以管道纵轴线为基准，由外向内同时施工。

（3）管道定位完成后，开始下一层回填，整个沟槽内，除了上部的土和底部的级配碎石外，全部采用中粗砂回填。因此，对图纸进行优化可以保证管道质量，减少中粗砂的过量使用，避免浪费。沟槽剖面图呈倒梯形结构如图2所示。

图2 冷却塔进水管道回填示意图

图2中沟槽剖面区域呈倒梯形结构，采用无大颗粒碎石的土回填。中间区域采用中粗砂回填，覆盖整个管道，起到良好的外应力释放和保护作用。再以管道的纵轴线为基准，到两侧护坡长度为L1、到回填材料截面处为L2，要求优化系数k值不能小于0.5，k=L2/L1。经过试验，管顶上部k取1，管顶下部k取0.65。k值小，管道保护不充分，属于不良设计；k值大，则不能将省材最大化。

（4）最后一层回填砂施工完毕后，上部全部采用回填土至设计标高，用双滚轴压实机，严禁使用大型压路机，防止下部管道受挤压而损坏，分段施工，不是一段施工完后才能继续下一段，而是多段同时施工，工作效率大幅提高。回填土与边坡接触部位采用冲击夯进行二次夯实，以进一步提高回填土与边坡原土之间的接触力，提高整体稳定性。

（5）检查回填土内有无杂物、粒径是否符合国家有关规定，然后确定回填土中的含水量是否在控制范围内。如果含水量偏高，可以采取翻松、晾晒或均匀掺入干土等措施；如果含水量偏低，优先采用预先洒水润湿等措施。回填土应分层铺摊，根据土质、密实度要求和机具性能确定每层的铺土厚度，一般震动打夯机每层铺土厚度为200～250mm，人工打夯要小于200mm，每层至少夯实3遍，打夯应做到行行相接、行行相连，纵横交叉为宜。

（6）深浅两基坑相连时，应先填夯深基础，填至与浅基坑标高一致后，再与浅基础一起填夯。如需分段填夯，为了保证回填的整体稳定性，交接处应填成阶梯形，一般以梯形高宽比1∶2为宜，注意上下层错缝间距不得小于1m，道基坑回填应四周同时进行，较长的管沟墙内应采取内部加支撑措施，然后在外侧回填土方，回填砂应按规定进行环刀取样，回填土按规定进行灌砂法取样，测出干回填料含水率，计算压实度；达到要求后，进行上一层的铺土，填土完成后，再进行表面的拉线找平，如果有超过标准高程的地方，要及时依线铲平，并补土夯实。

3.2 操作要点

3.2.1 深沟槽施工要点

深沟槽现场采用循环水管道，包括汽轮机至水塔管道、水塔至循环水泵房、水泵房至汽轮机和取水系统至监控水池。定位完成后开挖沟槽，深沟槽要分层开挖，分层高度不超过2.5m，沟槽底部开挖宽度符合设计要求，现场最粗的管道为汽轮机至水塔东侧，项目采用17台机动冷却塔，循环水管径由东3 200mm向西逐渐变为1 600mm，管道之间采用黏接方式，深度5m以内的沟槽边坡放坡坡度按照表1确定，当挖至沟槽底部250mm时，可采用人工开挖。管道转角部分应加大开挖宽度，为后续施工留出足够空间。

表1 深度5m以内沟槽边坡坡度

循环水管道采用玻璃钢管，冷却水塔进水设计压力为0.54MPa，管道间采用粘接方式连接，管道与设备之间采用法兰连接。施工前要对管材进行检测，确保管材质量符合要求，接口完好无损、无附着物。现场需要将标准长度管材或管道切开时，切割尺寸误差不得超过2mm。回填中心管沟时，应在管道两侧同时进行人工填砂，直至管顶0.5m以上，在不损坏管道的情况下，使用蛙式打夯机夯实。在抹带接口处回填细粒料，地下水位高于沟槽基坑底面施工应采取排水等措施，使基坑保持无水状态。

3.2.2 浅沟槽施工要点

浅沟槽开挖主要包括给水管道、含油废水管道、海水补给水管道、生活饮用水管道、生活污水管道、各构筑物之间的连接管道等，根据设计要求，管道底部采用回填砂作为垫层。沟槽开挖后，平整沟槽底部，检验管道底部地基承载力，要求不小于100kPa。沟槽开挖、基础施工、管道安装、回填作业均采用现场作业。管道安装完成后立即回填，管道纵轴向1m范围内采用中粗砂回填，砂中不能含有石块、砖头、土壤硬块等，管中心两侧压实系数不小于95%，回填土时注意保护管道，管顶以下回填必须两侧对称分层施工，防止浮管或偏移。根据现场实际情况调整走向和标高，原则上是有压管道避让无压管道，小管避让大管。

3.2.3 管涵镇墩施工要点

管道穿越道路，采用混凝土管作为保护管，混凝土护管与管道之间用中粗砂填充，夯实工具无法施工作业，采用灌水法密实。根据图纸设计要求，不同镇墩基础对应不同的持力层，相应承载力也不同，管涵不符合要求的地方用级配砂石换填，如果遇到不良地层，应全部挖出并用级配砂石换填，基坑需要验槽，确保持力层为设计地层。基础施工完毕后，两侧改用回填土压实，压实系数不能小于0.95，基础周围回填应与管道回填同时进行，不便同时进行时，要留有台阶形接茬。回填要两侧同时对称进行，不得漏夯。回填土压实后与基础边贴紧，回填宽度不宜小于400mm，对边角打夯不得遗漏。

4 结语

本工法主要从环境友好型角度出发，遵循可持续发展，绿色施工，采用环保工艺，控制噪音、粉尘、废料污染，严格依照管道安装的整体流程，结合实际工作情况选择优质的管道原材料，明确安装原则，能够利用事先设计好的安装方案，合理开展施工工作，以便各个环节的施工安装工艺都能够顺利且稳定开展，使管道可以有序地进行安装调整，提高管道安装的整体质量，具有很强的推广作用。