| 标题 | 浅析大口径球墨铸铁管沟槽的开挖与回填 顾海通 |
| 范文 | 董会峰 李斌 摘 要：由于经济的持续发展，各地区对生产、生活用水的需求量日益加大，大口径给水球墨铸铁管在长距离输配管网中因其高强度、可扩展性和防腐好作为材质的首选。由于市政工程距离相对较远，往往会穿越不同的地质地貌、土地类型，采用的回填材料也不同，本文对于大口径球墨铸铁管的沟槽开挖与回填做一些浅显的探讨。 关键词：市政；给水球墨铸铁管；沟槽开挖；沟槽回填 目前大口径给水球墨铸铁管的连接方式一般为柔性，施工中沟槽的开挖与回填质量对于柔性接口的安装质量影响非常大，管道沟槽开挖与回填施工中关于基底的处理方式、雨季施工、工作面的宽度、回填材料的选择、回填方式、等一系列问题均需深入思考。 1 沟槽的开挖 1.1 沟槽开挖的深度与基底 设计师一般会建议最小覆土厚度，覆土厚度、管道外径、垫层厚度之和即为沟槽开挖深度。 沟槽开挖采用机械时，须预留距基底200～300mm的土层，预留土层必须由人工开挖至设计高程，人工整平。此方式的目的为防止基底原状土不被扰动。因为大口径球墨铸铁管道接口形式大部分为柔性，柔性接口管道对基底要求比较高。 大口径球墨铸铁管的沟槽较大，土方量较多，需要根据施工进度要求、土质要求选择和适应好的挖掘机，笔者施工参与施工过的DN1800规格管道的沟槽开挖时，先采用485履带式挖掘机开挖，后由一个规格为320的履带式挖掘机进行修坡，最后由人工进行将预留基底进行开挖。 沟槽开挖前，须认真阅读地质勘察文件，查看开挖深度的土质类型及承载力数值，并与设计文件中管道要求的承载力进行核对，如果基底土质承载力小于设计承载力，则须向各方提出建议，采取处理措施。比如发现基底土质为杂填土、腐蚀性土时，应全部挖出来，结合设计师的意见进行换填处理，并压实。 1.2 沟槽基底有水的处理措施 在开挖过程中，需要预留坡度，坡向集水坑，避免基底被水浸泡，此时的水主要有三种，一是雨水，二是地下涌水，三是试压漏水。一旦出现基底存水，必须迅速用水泵排出，减少基底浸泡时间。 一旦发现基底被浸泡扰动，需要将扰动土层去除，用天然级配砂砾或石灰土换填，压实，压实度达到设计要求。 如果有涌水出现，需要采取降水措施，并检测基底的承载力，达不到设计要求的话，则需要采取换填措施。 如果基底土壤含水量高，也不能直接安装管道，需要采取换填措施。 1.3 沟槽基底为石方的处理措施 原状基底为岩石或坚硬土层时，管道下方应铺设砂垫层，其厚度为150～200mm，此处的砂垫层为中粗砂，不可为细砂。 如果岩石基底局部超挖时，处理方法为：将基底碎渣全部清理，回填低强度等级的混凝土或者粒径10～15mm的砂石回填夯实。 1.4 沟槽基底为冻土时的处理措施 冬季施工时，沟槽开挖后，需要采取保护措施，防止基底冻结，一旦发现冻结，管道不得安装。必须将冻土清理干净，采用普通素土换填压实，方能进行下一道工序施工。 1.5 沟槽底部的开挖宽度 上述数据为工作面的最小宽度，施工时须根据当地的土质情况、设计师的意见、勘察工程师的建议、施工的压实机械等多种因素综合考虑。 1.6 沟槽开挖的坡度设置 如果土质良好，土质也比较均匀，地下水位低于沟槽地面的高程，且开挖深度在5m以内，且不考虑支撑措施，沟槽开挖的最小坡度可以参考下表： 沟槽深度较大时，应确定分层开挖的深度，比如，人工开挖沟槽的深度大于3m时应该分层开挖，每层的深度不超过2m；沟槽的每层之间需要设置台阶，放坡开挖时台阶宽度不小于08m，不放坡开挖时不小于0.5m。 1.7 沟槽坡度的检查 一般采用坡度板来控制坡度，坡度板须采用有一定刚度的、不易变形的材料制作而成，设置须牢靠。坡度板距离基底的高度须在3m以内。 对于平面上呈直线的管道，坡度板设置的间距不宜大于15m，对于曲线管道，坡度板间距应加密。井室的位置、折点和变坡点处，应增设坡度板。 1.8 承口坑的开挖 大口径球墨铸铁管的连接方式一般為承插口，此时需要在沟槽内的承插口位置开挖承口坑，保证管道平直及满足安装操作需要。承口坑应根据安装管道排好管后的实际承口的所在位置进行开挖； 2 沟槽的回填 2.1 垫层的铺设 大口径给水球墨铸铁管的垫层铺设材料一般为中、粗砂，不得使用细砂。 砂垫层铺设之前，必须确保沟槽内没有石头、软泥、木块、砖等杂物，排水干净，不能有积水。 砂垫层为管底基础，砂垫层的厚度一般依据设计师的意见，如果设计不明确，可以参考下表执行： 砂垫层铺设须均匀，采用压路机压实，压实度须大于90%。 沟槽为软土地基时，可以先铺设一层厚度不小于150mm的砂砾或粒径5～40mm的级配碎石，压实之后再其上面铺设一层厚度不小于50mm的中、粗砂垫层。 2.2 管基有效支撑角范围的回填 管基有效支撑角的范围内应采用中粗砂填充密实，与管壁紧密接触，必须人工填充，插捣密实，此处的压实度必须达到95%。此处必须采用中粗砂填充，不得采用其他材料填充。 管基的有效支撑角的数值，需要设计师来确定。 2.3 管顶以下有效支撑角以上范围内回填 此处回填时，应防止管道上浮、位移，一般采取以下措施，首先用人工回填，机械可以配合铺设回填材料，每层虚铺厚度为100～200mm，回填材料进沟槽时，须从两侧同时运入，沟槽内人工随即铺设、整平，管道两侧压实面的高差不应超过300mm不得将土直接放在管道上，且不得集中推入。 此处管道两侧压实度为不小于95%，但管道正上方的压实度则为85±2%，压实工具采用轻型压实设备，必须1t的小型压路机或者羊角碾。 回填材料为中粗砂或者符合设计要求的原土，详见图4。 2.4 管顶500mm范围内沟槽回填 回填材料可以为中粗砂，也可以为符合设计要求的原土，也可以为碎石屑，也可以选择使用最大粒径<40mm的砂砾。 管道两侧压实度须不小于95%，但管道正上方的压实度则为85±2%。 压实工具不得选用重型压实机械，需要结合设计师的建议进行选用压实工具，防止管道压迫变形。 2.5 管顶500mm以上至设计高程的回填 回填材料可选用原土层回填，压实工具也可以选用重型压实工具，回填时须从管道轴线两侧同时压实，压实度须不小于90%即可。槽底至管顶以上500mm范围内，不得含有机物、冻土以及大于50mm的砖、石等硬块。 冻期回填时，管顶以上500mm范围以外可均匀掺入冻土，其数量不得超过填土总体积的15%。 根据压实工具的不同，虚铺厚度可以参考下表： 2.6 行车道路下的沟槽回填 沟槽位于行车道下，沟槽回填应优先考虑使用中粗砂将管基腋角部位填充密实后，再用中粗、砂分层回填到管顶以上500mm。 2.7 软土层、低洼存水处、沼泽区域的回填 基底经过设计要求的方法处理后，采用行车道路下沟槽回填的方式回填。 2.8 覆土厚土的控制 管顶的覆土厚度须符合设计要求，如果达不到，则须采取补充回填土的措施。 2.9 管道回填示意图 3 关于回填材料的检测 3.1 回填材料的选择 回填材料的选择须符合设计师的要求，经参考地质勘查报告的建议，回填之前须经业主、监理等单位的确认，并经由有资质的检测机构出具检测报告。 回填材料需要取样，取样方式为：条件相同的回填材料，每铺设1000㎡取样一次，每次取样经做两组测试，如果材料不同，则须分别取样。 3.2 含水率问题 回填材料确定之后，须经试验人员做击实试验，获得达到符合要求压实度条件下的最优含水率，回填前，须测试回填材料的含水率，并与试验人员获得的最优含水率进行比较，如果达不到最优含水率的要求，需要将回填材料进行晾晒，雨季施工时，须将回填材料及时覆盖，防止被雨水浸泡。 3.3 施工中的回填与压实试验 由于大口径给水球墨铸铁管道距离长，可能会穿越不同的地质状况，施工前最好做回填与压实试验，得出回填材料的虚铺土的厚度、压实遍数、压实工具的型式、含水率等参考数据。 采用重型压实机械压实或者较重车辆在回填土上行驶时，管顶以上的最小覆土厚度须按照压实机械的重量、管道的承载力，通过计算确定。 4 注意的事项 大口径给水球墨铸铁管道回填到设计高程时，应在12～24h内测量并记录管道变形率，管道变形率应符合设计要求；设計无要求时，球铁管道变形率应不超过2%。 测量管道变形率时，须采用圆度测试板或者轴芯仪在管内拖拉测量。 5 结语 在大口径给水球墨铸铁管安装的沟槽开挖与回填的相关施工经验中，漏水情况出现的大部分原因皆为基底施工不合格、回填材料不合格、压实度不达标引起，一旦漏水，处理难度非常大，损失也非常大。 大口径给水球墨铸铁管施工中，沟槽开挖、回填工作复杂，也很重要，施工进度也缓慢，回填的质量直接影响管道安装质量和管道寿命，需要我们在项目管理中重视这两道工序，在资金、工期上面给予支持，保证大口径给水球墨铸铁管道的安装质量。 参考文献： [1]《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008. [2]《北京市给水排水管道工程施工技术规程》DBJ 01-47-2000. [3]《球墨铸铁管安装手册》新兴铸管股份有限公司. [4]《土工试验方法标准》GB/T50123-1999. 作者简介：顾海通，2007年毕业于华北水利水电大学，中级职称。 |
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