浅析市政排水管道施工原理

浅析市政排水管道施工原理

秦丽华1鲁静2

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（1.重庆通拓交通规划设计有限公司；2.重庆中设工程设计股份有限公司，400020）

【摘要】现代化城市，应具有完善的排水系统。本文主要介绍市政排水管道的施工的基本原理，以及管道施工的要点分析。

【关键词】排水管道；沟槽；基础

引言：

污水管网占污水工程总投资的50%~70%，而构成污水管道造价的挖填沟槽、沟槽支撑、湿土排水、管道基础、管道敷设各部分的比重，与管道的埋深和开挖支撑的方式有很大关系。在土质较差、地下水位较高的地区，若能设法减小管道埋深，对降低工程造价尤为明显。管道埋深有两个意义：覆土厚度、埋设深度。覆土厚度是指管道外壁到地面的距离；埋设深度是指管道内壁到地面的距离。为了降低造价，缩短工期，管道埋深是越小越好。但是覆土有一个最小值，这个最小覆土厚度应满足以下三个因素：（1）必须防止管道内污水冰冻和土壤冻胀而损坏管道；（2）必须防止因地面荷载而受到破坏；（3）必须满足街坊污水管衔接的要求。

1、沟槽开挖与支护

开槽断面形式的选择根据管径大小、材质、埋深、土壤性质来选定。一般形式有直槽、梯形槽、混合槽及联合槽。沟槽的深度是由管道埋深而定的，槽深影响着断面形式及施工方法的选择，较深的沟槽，宜分层开挖；沟槽的底宽应满足管槽的施工要求；槽帮坡度应根据土壤种类、槽深等因素来确定。沟槽土方开挖可采用人工开挖、机械开挖和人工开挖相结合等方式，凡是有条件的尽量采用机械开挖。沟槽在3m以内，可以直接采用人工开挖。超过3m应分层开挖，每层挖深不宜超过2m；人工开挖多层沟槽的层间留台宽度在放坡开槽时不应小于0.8m，直槽时不应小于0.5m，安装井点设备不应小于1.5m。机械开挖常用单斗挖掘机和多斗挖掘机，沟槽分层的深度按机械性能确定。

沟槽支撑是防止槽帮土壁坍塌的一种临时性挡土结构，目的是防止施工过程中土壁坍塌，创造安全的施工条件。常用的支撑种类有横撑和竖撑、板桩撑。横撑和竖撑由撑板、横梁或纵梁、横撑组成，挖土深度至1.2m时，必须撑好头挡板，以后挖土与撑板应交替进行，一次撑板高度宜为0.6~0.8m。板桩撑俗称板桩，可分为企口木板桩和钢板桩。根据工程具体情况、土质及地下水位等条件，可在开槽前或挖至0.5~1.0m深时，垂直打入地下一定深度，然后继续开挖，但要始终保持板桩在开挖工作面以下一定深度，可防止地下水从槽帮渗入沟槽内，也可阻挡一些流沙。另外在施工过程中，有时需要倒撑。例如：当原支撑妨碍下一工序进行时、原支撑不稳定时。一次拆撑有危险或其他原因必须重新安设支撑时，均应倒撑。

2、施工降排水

当地下水流入沟槽和基坑时必须有一个可靠的降低地下水措施，否则将会耽误工期，甚至造成工程失败。施工排水除了排出地下水外，还包括地表水和雨水，在施工现场及基坑或沟槽的周围应设筑堤截水。

明沟排水也称集水井排水，在开挖沟槽内先挖出排水沟，将沟槽内的地下水流入排水沟，再汇集到集水井内，用水泵将水排除。集水井应在沟槽开挖之前施工，集水井井壁可用木板密撑，井底应用木盘或卵石封底，防止井底涌砂，造成集水井四周坍塌。集水井一般布置在沟槽一侧，距沟槽底边1.0~2.0m间距不宜大于150m。

轻型井点系统适用于含水层为砂性土（粉砂、细砂、中砂、亚粘土、亚砂土），尤其是2~50m/d的土层，降水效果明显，降低水位3~7m，是目前施工过程中最广泛的降水系统，现已有定型的成套设备。

轻型井点系统由滤水管、井管、弯联管、总管、抽水设备等组成。滤水管一般直径38~50mm，长度为1~2m的镀锌钢管制成；井管为不设孔眼的镀锌钢管，管径与滤水管相同，并与滤水管用管箍连接，其长度视含水层及降水深度而定，一般为5~7m；弯联管采用加固橡胶管，内有钢丝，以使井管与总管有伸缩余地，橡胶管长度应大于10cm，外用夹子箍筋不得漏气。总管一般采用直径为150mm的钢管，每节长为4~6m。管壁上焊有直径与井点管相同的短管，用于弯联管与总管的连接；抽水设备有自引式、真空式和射流式。

3、管道基础

基础一般由地基、基础和管座三个部分组成。地基指沟槽底的土壤部分，基地承受管道和基础的重要及管内水的重量，管上部土的荷载及地面荷载；基础是指管道与地基间的设施，起传力作用；管座指管道与基础间的设施，使管道与基础成为一体，以增加管道的刚度。

排水管道有以下常用的几种基础：弧形素土基础、砂垫层基础、灰土基础、混凝土基础。弧形素土基础是在原土上挖成弧形管槽，弧度中心角采用60°~90°，管道安装在弧形槽内，适用于无地下水且原土干燥并能形成弧形槽；砂垫层基础是在沟槽内用带棱角的中砂垫层后200mm，适用于无地下水、坚硬岩石地区；灰土基础适用于无地下水且土质松软的地区；混凝土基础分为混凝土带形基础和混凝土枕基，混凝土枕基只在管道接口处设置的管道局部基础，适用于干燥土壤雨水管道及污水支管上；混凝土带形基础是沿管道全长敷设，按管座的形式不同分90°、135°、180°、360°四种管座基础，这种基础适用于各种潮湿土壤，以及地基软硬不均匀的排水管道，无地下水时，可以再底槽原土上直接浇混凝土基础，在地震区或土质松软、不均匀沉陷严重地段，最好采用钢筋混凝土带形基础。

4、管道敷设

4.1下管与稳管

下管就是将管节从沟槽上运到沟槽下的过程。下管可分为集中下管和分散下管，下管的方法有人工下管和机械下管两种方法。排管应从下游排向上游，管节承口应对上游，插口应对下游，槽下运管一般由人工完成。

稳管就是将管道按照设计高程和平面位置稳固在地基或基础上，其施工程序包括：做基础、铺管、基座混凝土浇筑和管道接口四道工序。管道的安装方法分为普通稳管法和“四合一”稳管法。普通稳管法是先浇筑管道基础，待基础混凝土达到强度后，再按铺管、浇筑混凝土管、管道接口三道工序顺序施工。“四合一”稳管法是将管道基础、铺管、浇筑管座混凝土和接口四道工序连续操作，以缩短工期，管道整体性好。

4.2管道位置控制

管道位置控制包括轴线位置控制和管道高程控制。

轴线位置控制主要用于重力流的排水管道，分为中心线法和边线法。高程控制时，使用丁字形高程尺，尺上刻有管底和坡度线之间距离的标记，将高程尺垂直放在管底，当标记和坡度线重合时，表明高程正确。控制中心线和高程必须同时进行，使二者同时符合设计规定。

4.3接口

排水管道的密闭性和耐久性，在很大程度上取决于铺设管道的质量。管道的接口应具有足够的强度和不透水性，能抵抗污水或地下水的侵蚀，并有一定的弹性。接口分为柔性接口和刚性接口。当管道穿过粉砂、细砂层并在最高地下水位以下，或在地震烈度为8度设防区时，应采用柔性接口。柔性接口施工复杂，造价较高，但在地震区采用有独特的优点。刚性接口不允许管道有轴向的交错，但比柔性接口施工简单、造价低，因此采用较为广泛，刚性接口抗震性差，用在地基较好，有带形基础的无压管道上。

5、结语

本文主要总结了排水管道施工的基本原理，包括沟槽的开挖及支护、施工过程中的降排水、管道的基础、管道接口。目的就是保证排水管道按照设计要求正确合理施工，满足《给水排水管道工程施工及验收规范》，保证排水管道的施工质量，以良好的工作质量保证工程质量。

参考文献：

[1]《给水排水管道工程施工及验收规范》，中华人民共和国住房和城乡建设部，2009-05-01.

[2]程和美.《管道工程施工》，中国建筑工业出版社.

[3]孙慧修.《排水工程》.中国建筑工业出版社，2004.

[4]《给水排水设计手册-城镇排水》.中国建筑工业出版社.