膠泥質(zhì)地層市政管網(wǎng)施工回填質(zhì)量控制研究

李吉明

（中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)有限公司，廣東深圳 518101）

為滿足日新月異的社會(huì)發(fā)展需要，適應(yīng)城鎮(zhèn)化越來(lái)越快的發(fā)展步伐，城鎮(zhèn)各類管網(wǎng)排水項(xiàng)目涉及的范圍日益廣泛且規(guī)模也日益龐大。當(dāng)前，市政排水工程管道建設(shè)是城市建設(shè)的關(guān)鍵部分，積極維護(hù)好城市排水系統(tǒng)正常運(yùn)行已密切關(guān)系到城鎮(zhèn)居民的日常生活，關(guān)乎民生。城市管道工程是市政工程當(dāng)中的重要內(nèi)容之一，管道工程包括新建管道施工及老舊管道的更新維護(hù)。

在市政管網(wǎng)工程施工中，回填工序質(zhì)量控制是新建管道質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，而微膨脹膠泥質(zhì)地層管網(wǎng)施工回填質(zhì)量控制技術(shù)具有極強(qiáng)的工程實(shí)用意義和經(jīng)濟(jì)效益。施工中，如遇到微膨脹膠泥質(zhì)地層，可采取渣土外運(yùn)換填方法處理，但難度較大、成本高、工效低；也可考慮開(kāi)挖料直接回填，但由于該土料不能滿足作為回填土料的規(guī)范要求，回填質(zhì)量難以達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范及要求，且后續(xù)會(huì)導(dǎo)致管道變形、拉裂、路面沉降等諸多問(wèn)題。若對(duì)膠泥質(zhì)土料進(jìn)行化學(xué)改良，可大幅度提高工效。其與常規(guī)的壓實(shí)回填技術(shù)工法相比，能加快施工速度，保證了改良土的含水率，確保了施工的連貫性，也保障了工期。為保證施工回填質(zhì)量，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)總結(jié)，找到改良土的合理級(jí)配合比和最優(yōu)含水率，已滿足回填質(zhì)量要求。該方法有效解決了微膨脹膠泥質(zhì)地層管網(wǎng)施工回填料的問(wèn)題，保證了回填質(zhì)量，避免后續(xù)完工管網(wǎng)出現(xiàn)沉降病害問(wèn)題；利用原土進(jìn)行管網(wǎng)建設(shè)的回填施工，在回填質(zhì)量有保證的前提下，能有效降低建設(shè)成本。膠泥質(zhì)地層市政管網(wǎng)施工回填質(zhì)量控制，適用于軟塑狀的黏土網(wǎng)脈，其干強(qiáng)度高、韌性好、具有弱膨脹性、開(kāi)挖料微膨脹和含水率高等地層。

1 施工工藝及施工準(zhǔn)備

該工藝通過(guò)化學(xué)改良的方法可有效改善膠泥地質(zhì)的物理特性。在膠泥質(zhì)土中摻入適量外加劑，混合后將產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，膠泥質(zhì)土的物理性質(zhì)也會(huì)發(fā)生某些變化。最終，改良后的膠泥質(zhì)土滿足管網(wǎng)管道回填工序質(zhì)量的要求。通過(guò)改良原狀土回填料在實(shí)際工程中的應(yīng)用，通過(guò)技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)闡述改良原狀土回填技術(shù)的可行性及經(jīng)濟(jì)性。在工程實(shí)踐中，黏土回填填方土料是否滿足設(shè)計(jì)、規(guī)范的要求，將直接影響回填質(zhì)量。工程實(shí)踐中，將填方土料的含水率與最優(yōu)含水率的差值一般控制在2%～4%之間，以保證填方的穩(wěn)定性和強(qiáng)度要求。若土料含水量大，通常采取翻松、風(fēng)干、晾曬等方法，或采取吸水材料、干土相混合的措施；若回填土料過(guò)干，可翻松后適量灑水，必要時(shí)可灌水浸泡。

1.1 施工工藝流程

管道回填是管網(wǎng)施工質(zhì)量的一道重要工序，必須下功夫做好回填質(zhì)量控制這一重要環(huán)節(jié)，以確?；靥钯|(zhì)量完全受控。通過(guò)研究，找出影響回填質(zhì)量的因素，總結(jié)微膨脹膠泥質(zhì)地層管網(wǎng)施工工藝，形成切實(shí)可行的質(zhì)量控制方法，提高效率和效益。做好微膨脹膠泥質(zhì)地層管網(wǎng)施工回填質(zhì)量控制，如圖1 所示。

圖1 回填施工質(zhì)量工藝流程圖

1.2 改良土處理

溝槽的回填，必須將溝槽內(nèi)的雜物清理干凈，不得有生活垃圾、樹(shù)根、草皮和木塊等，溝槽內(nèi)不得有積水，嚴(yán)禁溝槽帶水回填，合理設(shè)置臨時(shí)排水措施，確保地下水、地表水涌入工作面；其次，嚴(yán)控回填土料的含水率，結(jié)合回填土料和所用的壓實(shí)工具，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度試驗(yàn)確定最優(yōu)含水率；最后，膠泥質(zhì)地層市政管網(wǎng)施工回填主要機(jī)械設(shè)備配置振動(dòng)平碾、蛙夯、履帶式反鏟挖機(jī)、全封閉渣車和裝載機(jī)等，外加劑摻合料為生石灰。

現(xiàn)以四川新都毗河項(xiàng)目石板灘污水管道回填為例，以黏土層作為管道地基持力層，測(cè)得土體平均含水率24.6%，自由膨脹44%，溝槽回填21 839 m3，黏土所占18 126 m3，占比約為83%。黏土層占比高，土質(zhì)具有弱膨脹性，含水率高，遠(yuǎn)大于最佳含水率，不適用于管道基礎(chǔ)回填，需采取降低土體含水量的技術(shù)措施。由于換填所占比例過(guò)大，施工成本高，故采用摻入添加劑（生石灰）的方式和土體晾曬來(lái)改良土壤，使其滿足回填要求。

據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料分析，以當(dāng)?shù)? 月份的氣候條件，若采用晾曬處理措施來(lái)滿足施工壓實(shí)度要求，土體至少要晾曬5 d 才能達(dá)到最優(yōu)含水量的基本要求，通過(guò)翻松晾曬處理，原土體含水率能降低2%～4%。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，隨機(jī)土樣含水率見(jiàn)表1。該項(xiàng)目管網(wǎng)擬建場(chǎng)地土體實(shí)測(cè)平均含水率 24.6%，土體最佳含水率為17.6%。

表1 隨機(jī)土樣含水量檢測(cè)表%

根據(jù)表2 數(shù)據(jù)分析，采取晾曬處理措施，土體含水率每天降低2%～3%，土體含水量降至最佳含水量的晾曬時(shí)間至少需要5 d，才能滿足施工壓實(shí)條件。如果采用晾曬的辦法，每層土施工周期為5～6 d，施工周期會(huì)大大延長(zhǎng)，且多數(shù)情況下，巷道狹窄不具備晾曬條件。

表2 素土翻曬含水量變化數(shù)據(jù)表

采取對(duì)土體摻入添加劑方式，對(duì)摻入添加劑24 h后土樣含水量數(shù)據(jù)變化進(jìn)行檢測(cè)統(tǒng)計(jì)。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)對(duì)比，摻入16%～20%生石灰拌和并靜置24 h，實(shí)測(cè)含水率數(shù)據(jù)（表3）。填方土料的含水率與最優(yōu)含水率的差值滿足規(guī)范要求且達(dá)到節(jié)約施工成本、縮短施工周期、滿足回填壓實(shí)度等設(shè)計(jì)要求。

表3 素土摻入生石灰含水量變化數(shù)據(jù)表

完成試驗(yàn)段工作，對(duì)不同邊界條件下的原狀土進(jìn)行回填試驗(yàn)，確定不同回填土配比、含水率、分層厚度、溝槽支護(hù)方式、試驗(yàn)長(zhǎng)度及碾壓設(shè)備和壓實(shí)遍數(shù)等，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方式，針對(duì)不同試驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)利用原狀土回填施工要點(diǎn)及技術(shù)工藝。

2 回填質(zhì)量控制

施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案施工，以保障良好的施工效果，明確施工主體責(zé)任，提升對(duì)質(zhì)量的把控程度。嚴(yán)格落實(shí)相關(guān)質(zhì)量管理制度，做好自查、互查、自檢和互檢，組織交底專題會(huì)，落實(shí)質(zhì)量、安全、技術(shù)的書(shū)面交底工作并簽字。

2.1 下料及攤鋪整平

回填前須檢查敷設(shè)的管材是否存在破損、變形、裂縫等，若發(fā)現(xiàn)有破損、變形、裂縫等質(zhì)量問(wèn)題的，應(yīng)立即進(jìn)行修補(bǔ)或更換管材，以便盡快進(jìn)行溝槽的回填施工。溝槽清理完畢后，將回填料按要求回填至溝槽內(nèi)，根據(jù)試驗(yàn)段確定的每層虛鋪厚度進(jìn)行填料，并均勻攤鋪整平，避免薄厚不均及局部堆集，以免影響壓實(shí)效果。下料時(shí)，一定要注意管道兩側(cè)及管頂以上50 cm 范圍內(nèi)回填質(zhì)量控制，回填材料應(yīng)由溝槽兩側(cè)對(duì)稱回填，嚴(yán)禁直接回填在管道上；其他部位的回填，宜均勻下料至槽內(nèi)，不要集中推入槽內(nèi)；回填材料的拌和應(yīng)在溝槽外進(jìn)行，并在運(yùn)入溝槽之前拌和均勻，嚴(yán)禁在槽內(nèi)進(jìn)行回填料的拌和。

2.2 回填壓實(shí)

對(duì)于管道半徑以下的區(qū)域，在進(jìn)行回填作業(yè)時(shí)，要采取防止管道飄浮、位移的有效措施。宜在一晝夜中氣溫最低時(shí)段進(jìn)行管道回填作業(yè)，回填夯實(shí)應(yīng)從管道兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，以避免管道發(fā)生位移、浮管。溝槽回填時(shí)，自管底基礎(chǔ)部位開(kāi)始，直到管頂以上50 cm 范圍內(nèi)，不得使用機(jī)械作業(yè)，必須進(jìn)行人工回填、夯實(shí)；管頂50 cm以上的部位可用機(jī)械從管道軸線兩側(cè)同時(shí)夯實(shí)，每層回填厚度應(yīng)小于等于20 cm。管道回填的壓實(shí)應(yīng)逐層進(jìn)行，不得一填到頂、一次成型，再壓實(shí)?；靥钸^(guò)程中，不得損傷已敷設(shè)好的管道；壓實(shí)時(shí)，應(yīng)于管道兩側(cè)對(duì)稱同時(shí)進(jìn)行，并注意觀察管道是否位移或損傷。如果回填井段長(zhǎng)度較長(zhǎng)，可分段回填壓實(shí)，其相鄰段的接茬應(yīng)做成臺(tái)階型，并不得漏夯；對(duì)于管道兩側(cè)和管頂以上50 cm 范圍內(nèi)胸腔的夯實(shí)，根據(jù)試驗(yàn)段壓實(shí)參數(shù)，可采用輕型壓實(shí)機(jī)具，管道兩側(cè)的壓實(shí)面高差不宜超過(guò)30 cm；溝槽底至管頂以上1.0 m 范圍內(nèi)禁止采用推土機(jī)等大型機(jī)械進(jìn)行回填壓實(shí)；對(duì)于有雙排或多排管道的溝槽，在基礎(chǔ)底面位于同一高程時(shí)，其管道之間的回填壓實(shí)應(yīng)與管道、槽壁之間的回填壓實(shí)對(duì)稱進(jìn)行；有雙排或多排管道的溝槽，但基礎(chǔ)底面的高程不同時(shí)，應(yīng)從基礎(chǔ)較低的溝槽開(kāi)始回填，當(dāng)回填至較高基礎(chǔ)底面高程時(shí)，管道之間的回填壓實(shí)應(yīng)與管道與槽壁之間的回填壓實(shí)對(duì)稱進(jìn)行。分層回填夯實(shí)施工工藝如圖2 所示。

圖2 分層回填夯實(shí)施工工藝現(xiàn)場(chǎng)照片

3 安全、環(huán)保措施

3.1 安全措施

對(duì)施工中可能存在的安全隱患進(jìn)行詳細(xì)排查，并有針對(duì)性地制定切實(shí)有效的防護(hù)措施；建立健全建筑工地安全管理規(guī)章制度、安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、安全保障體系，并認(rèn)真貫徹執(zhí)行；同時(shí)，嚴(yán)把進(jìn)場(chǎng)物資、設(shè)備等質(zhì)量關(guān)，物資、設(shè)備等及時(shí)報(bào)廢，杜絕安全隱患的存在。

3.2 環(huán)保措施

管網(wǎng)回填施工過(guò)程中，容易出現(xiàn)揚(yáng)塵、地下水污染、市政管井堵塞和道路污染等情況。為將管網(wǎng)回填帶來(lái)的環(huán)境污染降到最低，一般應(yīng)采取環(huán)保措施：①對(duì)計(jì)劃分時(shí)段施工的區(qū)域，為防止施工噪音擾民，應(yīng)注意控制施工時(shí)段。②對(duì)需采用發(fā)電機(jī)的加固部位，需增設(shè)隔音棚，將噪聲盡量降到最低。③土方施工必須采用濕法。當(dāng)出現(xiàn)4 級(jí)以上大風(fēng)或天氣異常時(shí)，微細(xì)顆粒材料將停止施工。④施工現(xiàn)場(chǎng)裸土3 個(gè)月以上不使用的必須進(jìn)行綠化，8 h 內(nèi)不擾動(dòng)的臨時(shí)裸土必須采用遮陽(yáng)網(wǎng)或彩條布進(jìn)行遮蓋。土料堆高及坡比嚴(yán)格按照規(guī)范要求執(zhí)行。⑤現(xiàn)場(chǎng)定時(shí)灑水，防止風(fēng)塵。⑥現(xiàn)場(chǎng)使用的生石灰，按要求儲(chǔ)存并碼放整齊，現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)房安排專人負(fù)責(zé)，做好出入庫(kù)登記，臺(tái)賬記錄完整、準(zhǔn)確，倉(cāng)容整潔。

4 結(jié)束語(yǔ)

膠泥質(zhì)地層市政管網(wǎng)施工回填質(zhì)量控制有效解決了在膠泥質(zhì)地層施工中如何實(shí)現(xiàn)開(kāi)挖土料的資源化利用重大技術(shù)難題。提高了施工效率，化解了管網(wǎng)施工中利用原土回填施工的難題。通過(guò)研究從回填土技術(shù)的回填質(zhì)量及性能參數(shù)、質(zhì)量控制效果、投資經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及實(shí)施周期等不同角度總結(jié)施工要點(diǎn)，提高效率和效益，節(jié)約施工成本，有較大的社會(huì)效益。在提高人民生活質(zhì)量的同時(shí)減少施工對(duì)周邊環(huán)境的影響，提升企業(yè)品牌形象。對(duì)市政道路雨污水管網(wǎng)建設(shè)等類似工程有指導(dǎo)和借鑒意義。