胶泥质地层市政管网施工回填质量控制研究

李吉明

（中电建生态环境集团有限公司，广东深圳 518101）

为满足日新月异的社会发展需要，适应城镇化越来越快的发展步伐，城镇各类管网排水项目涉及的范围日益广泛且规模也日益庞大。当前，市政排水工程管道建设是城市建设的关键部分，积极维护好城市排水系统正常运行已密切关系到城镇居民的日常生活，关乎民生。城市管道工程是市政工程当中的重要内容之一，管道工程包括新建管道施工及老旧管道的更新维护。

在市政管网工程施工中，回填工序质量控制是新建管道质量控制的重要环节，而微膨胀胶泥质地层管网施工回填质量控制技术具有极强的工程实用意义和经济效益。施工中，如遇到微膨胀胶泥质地层，可采取渣土外运换填方法处理，但难度较大、成本高、工效低；也可考虑开挖料直接回填，但由于该土料不能满足作为回填土料的规范要求，回填质量难以达到设计规范及要求，且后续会导致管道变形、拉裂、路面沉降等诸多问题。若对胶泥质土料进行化学改良，可大幅度提高工效。其与常规的压实回填技术工法相比，能加快施工速度，保证了改良土的含水率，确保了施工的连贯性，也保障了工期。为保证施工回填质量，通过现场试验总结，找到改良土的合理级配合比和最优含水率，已满足回填质量要求。该方法有效解决了微膨胀胶泥质地层管网施工回填料的问题，保证了回填质量，避免后续完工管网出现沉降病害问题；利用原土进行管网建设的回填施工，在回填质量有保证的前提下，能有效降低建设成本。胶泥质地层市政管网施工回填质量控制，适用于软塑状的黏土网脉，其干强度高、韧性好、具有弱膨胀性、开挖料微膨胀和含水率高等地层。

1 施工工艺及施工准备

该工艺通过化学改良的方法可有效改善胶泥地质的物理特性。在胶泥质土中掺入适量外加剂，混合后将产生一系列的化学反应，胶泥质土的物理性质也会发生某些变化。最终，改良后的胶泥质土满足管网管道回填工序质量的要求。通过改良原状土回填料在实际工程中的应用，通过技术指标和经济指标来阐述改良原状土回填技术的可行性及经济性。在工程实践中，黏土回填填方土料是否满足设计、规范的要求，将直接影响回填质量。工程实践中，将填方土料的含水率与最优含水率的差值一般控制在2%～4%之间，以保证填方的稳定性和强度要求。若土料含水量大，通常采取翻松、风干、晾晒等方法，或采取吸水材料、干土相混合的措施；若回填土料过干，可翻松后适量洒水，必要时可灌水浸泡。

1.1 施工工艺流程

管道回填是管网施工质量的一道重要工序，必须下功夫做好回填质量控制这一重要环节，以确保回填质量完全受控。通过研究，找出影响回填质量的因素，总结微膨胀胶泥质地层管网施工工艺，形成切实可行的质量控制方法，提高效率和效益。做好微膨胀胶泥质地层管网施工回填质量控制，如图1 所示。

图1 回填施工质量工艺流程图

1.2 改良土处理

沟槽的回填，必须将沟槽内的杂物清理干净，不得有生活垃圾、树根、草皮和木块等，沟槽内不得有积水，严禁沟槽带水回填，合理设置临时排水措施，确保地下水、地表水涌入工作面；其次，严控回填土料的含水率，结合回填土料和所用的压实工具，通过现场压实度试验确定最优含水率；最后，胶泥质地层市政管网施工回填主要机械设备配置振动平碾、蛙夯、履带式反铲挖机、全封闭渣车和装载机等，外加剂掺合料为生石灰。

现以四川新都毗河项目石板滩污水管道回填为例，以黏土层作为管道地基持力层，测得土体平均含水率24.6%，自由膨胀44%，沟槽回填21 839 m3，黏土所占18 126 m3，占比约为83%。黏土层占比高，土质具有弱膨胀性，含水率高，远大于最佳含水率，不适用于管道基础回填，需采取降低土体含水量的技术措施。由于换填所占比例过大，施工成本高，故采用掺入添加剂（生石灰）的方式和土体晾晒来改良土壤，使其满足回填要求。

据施工现场实测资料分析，以当地4 月份的气候条件，若采用晾晒处理措施来满足施工压实度要求，土体至少要晾晒5 d 才能达到最优含水量的基本要求，通过翻松晾晒处理，原土体含水率能降低2%～4%。经现场实测，随机土样含水率见表1。该项目管网拟建场地土体实测平均含水率 24.6%，土体最佳含水率为17.6%。

表1 随机土样含水量检测表%

根据表2 数据分析，采取晾晒处理措施，土体含水率每天降低2%～3%，土体含水量降至最佳含水量的晾晒时间至少需要5 d，才能满足施工压实条件。如果采用晾晒的办法，每层土施工周期为5～6 d，施工周期会大大延长，且多数情况下，巷道狭窄不具备晾晒条件。

表2 素土翻晒含水量变化数据表

采取对土体掺入添加剂方式，对掺入添加剂24 h后土样含水量数据变化进行检测统计。经反复试验对比，掺入16%～20%生石灰拌和并静置24 h，实测含水率数据（表3）。填方土料的含水率与最优含水率的差值满足规范要求且达到节约施工成本、缩短施工周期、满足回填压实度等设计要求。

表3 素土掺入生石灰含水量变化数据表

完成试验段工作，对不同边界条件下的原状土进行回填试验，确定不同回填土配比、含水率、分层厚度、沟槽支护方式、试验长度及碾压设备和压实遍数等，通过实验室试验与现场试验相结合的方式，针对不同试验结果，总结利用原状土回填施工要点及技术工艺。

2 回填质量控制

施工过程中，必须严格按照设计方案施工，以保障良好的施工效果，明确施工主体责任，提升对质量的把控程度。严格落实相关质量管理制度，做好自查、互查、自检和互检，组织交底专题会，落实质量、安全、技术的书面交底工作并签字。

2.1 下料及摊铺整平

回填前须检查敷设的管材是否存在破损、变形、裂缝等，若发现有破损、变形、裂缝等质量问题的，应立即进行修补或更换管材，以便尽快进行沟槽的回填施工。沟槽清理完毕后，将回填料按要求回填至沟槽内，根据试验段确定的每层虚铺厚度进行填料，并均匀摊铺整平，避免薄厚不均及局部堆集，以免影响压实效果。下料时，一定要注意管道两侧及管顶以上50 cm 范围内回填质量控制，回填材料应由沟槽两侧对称回填，严禁直接回填在管道上；其他部位的回填，宜均匀下料至槽内，不要集中推入槽内；回填材料的拌和应在沟槽外进行，并在运入沟槽之前拌和均匀，严禁在槽内进行回填料的拌和。

2.2 回填压实

对于管道半径以下的区域，在进行回填作业时，要采取防止管道飘浮、位移的有效措施。宜在一昼夜中气温最低时段进行管道回填作业，回填夯实应从管道两侧同时进行，以避免管道发生位移、浮管。沟槽回填时，自管底基础部位开始，直到管顶以上50 cm 范围内，不得使用机械作业，必须进行人工回填、夯实；管顶50 cm以上的部位可用机械从管道轴线两侧同时夯实，每层回填厚度应小于等于20 cm。管道回填的压实应逐层进行，不得一填到顶、一次成型，再压实。回填过程中，不得损伤已敷设好的管道；压实时，应于管道两侧对称同时进行，并注意观察管道是否位移或损伤。如果回填井段长度较长，可分段回填压实，其相邻段的接茬应做成台阶型，并不得漏夯；对于管道两侧和管顶以上50 cm 范围内胸腔的夯实，根据试验段压实参数，可采用轻型压实机具，管道两侧的压实面高差不宜超过30 cm；沟槽底至管顶以上1.0 m 范围内禁止采用推土机等大型机械进行回填压实；对于有双排或多排管道的沟槽，在基础底面位于同一高程时，其管道之间的回填压实应与管道、槽壁之间的回填压实对称进行；有双排或多排管道的沟槽，但基础底面的高程不同时，应从基础较低的沟槽开始回填，当回填至较高基础底面高程时，管道之间的回填压实应与管道与槽壁之间的回填压实对称进行。分层回填夯实施工工艺如图2 所示。

图2 分层回填夯实施工工艺现场照片

3 安全、环保措施

3.1 安全措施

对施工中可能存在的安全隐患进行详细排查，并有针对性地制定切实有效的防护措施；建立健全建筑工地安全管理规章制度、安全监控网络、安全保障体系，并认真贯彻执行；同时，严把进场物资、设备等质量关，物资、设备等及时报废，杜绝安全隐患的存在。

3.2 环保措施

管网回填施工过程中，容易出现扬尘、地下水污染、市政管井堵塞和道路污染等情况。为将管网回填带来的环境污染降到最低，一般应采取环保措施：①对计划分时段施工的区域，为防止施工噪音扰民，应注意控制施工时段。②对需采用发电机的加固部位，需增设隔音棚，将噪声尽量降到最低。③土方施工必须采用湿法。当出现4 级以上大风或天气异常时，微细颗粒材料将停止施工。④施工现场裸土3 个月以上不使用的必须进行绿化，8 h 内不扰动的临时裸土必须采用遮阳网或彩条布进行遮盖。土料堆高及坡比严格按照规范要求执行。⑤现场定时洒水，防止风尘。⑥现场使用的生石灰，按要求储存并码放整齐，现场库房安排专人负责，做好出入库登记，台账记录完整、准确，仓容整洁。

4 结束语

胶泥质地层市政管网施工回填质量控制有效解决了在胶泥质地层施工中如何实现开挖土料的资源化利用重大技术难题。提高了施工效率，化解了管网施工中利用原土回填施工的难题。通过研究从回填土技术的回填质量及性能参数、质量控制效果、投资经济指标及实施周期等不同角度总结施工要点，提高效率和效益，节约施工成本，有较大的社会效益。在提高人民生活质量的同时减少施工对周边环境的影响，提升企业品牌形象。对市政道路雨污水管网建设等类似工程有指导和借鉴意义。