污水处理工程的基坑设计与施工处理分析

污水处理工程的基坑设计与施工处理分析

王伟华

微顶（上海）排水工程有限公司

摘要：污水处理工程是一项复杂工程，其基坑的设计和施工都是较为关键的环节，直接影响到整个工程的质量，本文以实际污水收集管线完善工程为例，对该项工程中的基坑设计及实际施工处理进行简要研究。

关键词：摇管技术；基坑设计；基坑施工；污水处理工程

引言：当前，我国正在全面推进城市化建设，而污水处理工程的规模也在不断扩大，施工技术也在不断提升，污水处理是维护城市环境的重要工作，因而污水处理工程的施工也是十分重要，基于此，本文对污水处理工程中的基坑设计和施工处理进行了分析。

1.工程概况

本工程项目的地理位置位于上海市宝山区月浦镇老蕰川路和盛石路，污水处理工程的基坑设计范围也围绕着盛石路，其周边的环境包括绿地、厂房以及多条河流，且整个道路下的管线较多，包括电力、燃气、通信以及给水等多种类型的管线，主要采用非开挖微型顶管施工工艺组织施工的方式，整体工程工22段，其施工管道的总长为858米，管径为DN300和DN600，对工作井的施工主要采用摇管施工技术，其中使用的摇管筒型号为φ2090、φ2590以及φ3590，最为关键的是φ3590型号的摇管筒施工，其主要是为了解决一体化泵站配套φ3590工作井问题。

2.污水处理工程的基坑设计

污水处理工程的基坑设计应当按照相应的设计规程来完成，主要依据建筑施工基坑处理技术规程以及该施工项目当地的污水处理工程岩土工程实际勘察报告，进一步保证污水处理工程的施工质量达到标准。本工程的施工难点为工程线路较短，且环境的变化较大因而对整个施工的技术要求和组织要求较高，其中作为重要的环节就是顶管坑、接收坑摇管施工以及管道顶进施工环节，因而为了保证施工能够顺利推进，整个工程的多方主体也应当相互协调，共同探讨出可靠的施工方案，进一步确保施工顺利推进^[1]。根据本工程地质环境的特征，选用了摇管技术进行施工，该技术与普通支护技术相比操作更为简便，且施工占地面积较小，适用于这类地质环境复杂且施工工期紧张的工程，且能够在一定程度上提升功效，减小施工噪音和交通压力。在本次施工中基坑设计重点为控制好基坑沉降问题、防止其周围出现边坡滑移以及出现基底隆起等情况，这主要是由于污水处理工程所处的施工位置通常是土质稳定性较差的地区，因而在实际设计中，应当根据工程实际情况设计基坑的力学参数，主要是分析基坑土质的稳定性和承载力，避免由于设计不合理导致施工时遇到沉降等问题。

3.污水处理工程的基坑施工处理技术

3.1施工准备

污水处理工程的基坑施工在准备阶段需要将人员、材料以及设备等安排妥当，根据本项目工程的特点和相关技术要求，本次施工安排的人员共15人，其中包括测量员、操作手、班组长、电工、电焊工、挖机驾驶员以及普工等，共分为摇管施工班组和顶管施工班组两组。根据现场施工的实际需求，所需要准备的设备包括顶管掘进机、水准仪、激光经纬仪、砂浆搅拌机、摇管机、电焊机、吊车、发电机、挖掘机、运土车、水车以及水箱等，所有施工人员在施工前都要就位，施工设备要在施工开始前7天内入场并做好调试工作，所有原材料在经过审批合格后供应，在入场前检查好检验资料和质量合格证书。

3.2测量控制

在顶管施工过程中采用非开挖微型顶管施工工艺，在测量过程中需要注意几点控制内容。例如，在平面网的布置方面，测量员要对高程控制点和平面控制点进行复测，确保控制点的精度满足施工要求，若出现偏差应当及时上报，避免在施工开始时影响进度，在施工开始后在测量区设置加密控制点，加密控制点的形式为环状导线点，其边长不应当超过100米；在高程控制方面，设置其加密点与加密控制的导线相同，呈现闭合环状结构，并根据工程的实际情况，在实际施工开始后设置临时水准点，另外，在施工测量之前要做好准备工作，测量人员应当加深对设计图纸的了解，对重点数据进行复核，做到心中有数，在实际施工测量时，将井面的实际位置、高程以及管线中心位置放出，同时与实际施工人员进行技术交底，严格控制好位置参数，避免出现偏差，反复校检数据是否准确^[2]。基坑测量的准确性是污水处理工程中基坑管理的重点，因而在实际施工之前，测量工作应当具有复测，且施工单位还要协助承包方，对高程和线形进行合理控制，保证每一个控制点都具有加高的准确性，实施测量工作的责任制，确保监理工程师工作落实到位，主要对测量的人员数量和资质进行监管，对开工前的各位置和高程进行精度复核，同时要保证测量工作严格按照相应程序推进，且验收报告真实准确。

3.3工作井施工

接收坑在施工之前还需要开展地质勘察工作，若发现实际地质与报告存在出入应当立即与监理工程师进行沟通。在本次施工中，φ2090和φ2590工作井采用Y2590型摇管机施工，φ3590工作井采用Y3590型摇管机施工操作，在使用前对摇管机的夹力和扭力进行测试，确保摇管机满足实际施工的要求，操作人员在施工前要做好技术交底工作，确保施工符合质量要求且满足施工安全标准，实际开展工作坑施工的流程较为复杂

^[3]。例如，要先进行工作坑的放样工作，根据施工设计图纸将工作坑的中心点放出，需要注意做好整个工作坑施工区域的管线调查工作，确保底下管线不会被施工破坏，保持一定的安全距离，然后进行摇管机的安装工作，在确定好的工作坑位置上开挖出1.6米深的基坑，然后将首节钢筒放入到内部，再将摇管机安装在钢筒的上方位置，再进行钢筒的焊接工作，将第二节钢筒放入，其接口部位与第一节对齐，保证其缝隙交错的偏差不超过10毫米，然后焊接工进行焊接操作，在焊接完成后连接挖机油路，再将摇管下沉到设计的标高处，然后在钢筒井口位置设置四个水平监测点，使用水准仪对监测点位置进行监测，每十分钟测量一次，主要是控制好钢井井筒的高差，将其高差控制在10厘米以内，将垂直度偏差控制在1%以内。

布设完成后使用摇管机进行摇管操作，依据实际施工设计图纸，将其摇管到设计标高位置后进行开挖封底，钢筒井下沉到设计标高位置后，其基地所坐落位置的土层结构为灰色粉质黏土层，该土层结构中含有云母材料，其夹博层为粘性土，在摇管时其反应较为快速，且强度较干、韧性较低、无光泽，由于位于灰色粉质黏土层结构当中，因而不存在微承压水风险，待摇管钢筒井下沉到设计标高位置后，采用干封底工艺进行封底操作，实施取土施工，若是取土过程中发现井筒内出现流沙或管涌情况，应当立即停止施工，这种情况是由于井内外的水压不平衡，因而需要在井内注水，使其达到平衡，再进行水下取土施工，然后进行水下封底操作，这样能够有效防止土体被扰动出现下沉以及出现突沉情况，钢筒井的底部埋设入土层的深度应当在8米以上，这样能够有效保证钢筒结构及封底具有较高稳定性，顶管操作时也会更加牢固，需要注意的是，水下取土操作时，注水过程中应当将注水位控制在钢筒井口下的0.5米处高度位置，然后再开展水下取土施工，取土时还要使用测量绳实时测量取土的深度，待到取土至标高位置后停止取土，然后将相应规格的工字钢和钢板进行焊接，下方到井底位置上铺设，最后根据封底深度来安装料斗和水下灌注混凝土导管，将其与混凝土罐车相固定后进行封底操作，浇筑混凝土进行钢筒井封底，浇筑过程中使用测量绳实时监测，待到浇筑至标高位置后停止施工，将料斗和导管的临边防护结构拆除即可。

3.4微型顶管施工

3.4.1工作坑后背安装

微型顶管施工在工作坑底部浇筑完成后进行操作，先将顶管后背进行安装，一般来说微型顶管施工需要两个配套的工作坑，其中包括接收坑和推进坑两种，各设置一座工作坑，设置工作坑的深度为管底标高下0.82米左右，然后在坑底进行混凝土浇筑，浇筑高度为1米左右，将其作为基坑底板，同时预留出一座深度为50厘米的集水坑，将钢筒井的井壁设置为机械顶管的后背，运用三角铁来焊接机台与顶进坑后背之间的间隙，待到其结构固定后才能够开展顶管施工。

3.4.2导管顶进

在先导管顶进的过程中，主要是使用导向仪来控制顶进施工，例如，根据管线中心和高程架设后的结果，使用导向仪来调整坡度比，主要是依据其实际的设计坡度，运用气割的方式开洞口，开孔分为三个环节，分别开出黑管孔、导向孔以及管道孔，在开孔完成后还要使用镜面框来进行止泥和止水操作，使用激光经纬仪来设置顶进坡度，然后按照这个坡度将先导管顶进接收坑内部，然后将导向头卸下，将黑管连接安装，再将黑管顶进接收坑内部，然后将简易机头安装后，缓缓推进洞内，将机头所用的液压油管和高压水管安装好，再将黑管和简易机头在接收坑内部拆除，再将树脂混凝土管顶进接收坑，最后将机头推入到接收坑内。

摇管机沉井技术在使用时主要具有操作简便、占地面积较小，且受到的外部干扰小，因而在一些地下管线布置复杂，或是交通要道区域内的施工中较为常用，在实际进行开坑和沉井工作时，还能够随时停止，其沉井的技术具有较好的稳定性。一体化泵站在建设施工中需满足设备安装所需的空间及深度要求，传统的基坑围护方式，如钢筋混凝土沉井、高压旋喷桩、深层搅拌桩等需克服地层、环境、工期等不利因素的影响，往往不能同时满足各方面要求。Φ3590型号摇管机最大可施工直径为3590mm的钢制沉井，深度可达15米以上，可满足大部分一体化泵站直径及深度要求。除此以外，它还可以克服承压水水位高、淤泥质及流砂等不良地层；同时，它还具有施工速度快、占用施工场地小、对周边环境及建、构筑物影响小等优点，与传统基坑支护形式相比，具有更经济、环保的优势。

结论：综上所述，在本文的污水处理工程中，基坑的设计主要是结合实际的工程情况及相关技术标准来进行设计，在施工处理的过程中，重点是工作井的施工和顶管施工。由本文分析可知，污水处理工程的基坑施工处理工艺包括：施工准备、测量控制、工作井施工以及微型顶管施工等多个环节。

参考文献：

[1]伍燃亮.污水处理工程的基坑设计与施工处理[J].建材与装饰,2019(27):82-83.

[2]王军.污水处理工程基坑支护施工工艺探讨[J].低碳世界,2019,9(01):16-17.

[3]罗德梁.污水处理厂工程项目淤泥层基坑开挖施工技术[J].中华建设,2019(01):132-133.