复杂市域环境行车道下高地下水位大埋深管网施工工法.pdf

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1、1复杂市域环境行车道下高地下水位大埋深管网施工工法复杂市域环境行车道下高地下水位大埋深管网施工工法1.前 言前 言城市管道工程是城市的基础设施，它制约着城市和工业的发展。近年来，我国城市管道事业得到迅猛的发展，以缓解城市、城乡及工业对给水排水管道的需要，尤其是城市基础设施的不断扩允建设，给城市给排水管道工程的施工带来了前所未有的机遇和挑战。尽管在城市中由于受交通条件的制约，采用非开挖技术抢修沉管开始受到青睐，但是开槽埋管技术作为传统的铺管技术，仍然在施工中具有重要的意义，目前仍是城市管道施工最主要的施工方法。结合城市管网工程开槽埋管施工中土质变化大，地面和地下公用设施多，施工场地狭小，对交通影

2、响大，文明施工环境保护及安全防护要求高，以及对社会各方影响大等特点。鉴于此，为了改善传统城市管网开槽埋管等技术问题，研发一种新的复杂市域环境行车道下高地下水位大埋深管网施工施工技术，沟槽外侧打设拉森钢板桩，内侧安装一种定型化快速安拆支撑体系支撑，然后进行开槽埋管的施工方法等填补了国内相关空白。本工法申报单位结合具体工程应用案例，首先形成了企业级工法复杂市域环境行车道下高地下水位大埋深管网施工工法，在工程实践中不断完善，经国家一级查新机构浙江省科技信息研究院查新，此工法关键技术内容，填补了国内相关空白，经评审鉴定该项目研究成果总体上达到国内领先水平，授权实用新型 2 项。2.工法特点工法特点2.

3、0.1 采用路面切割拆除施工技术，路面拆除过程中防止对附近完好的道路面板块产生挤压而造成损坏，施工效率高、对周边环境影响小。2.0.2 采用定型化支撑体系，支撑钢管一端通过挂板与型钢连接，另一端通过挂板、顶托与型钢连接，通过调节顶托实现开挖沟槽支撑体系的快速安装和拆除，施工方便快捷，缩短支撑安拆时间。22.0.3 采用一种新的城市管网开槽埋管施工技术，沟槽外侧打设拉森钢板桩，内侧安装一种定型化快速安拆支撑体系支撑，然后进行开槽埋管的施工方法，占用施工场地小，对周边环境影响小。2.0.4 支护结构下部采用多元化支撑方式，根据施工条件合理选用支撑方式，施工方便快捷。3.适用范围适用范围本工法适用于

4、城市管网开槽埋管施工，尤其适用于水系和降水丰富的高地下水位大埋深管网施工。4.工艺原理工艺原理采用路面切割拆除施工技术，路面拆除过程中防止对附近完好的道路面板块产生挤压而造成损坏，施工效率高、对周边环境影响小。采用一种新的城市管网开槽埋管施工技术，沟槽外侧打设拉森钢板桩，内侧安装一种定型化快速安拆支撑体系支撑，然后进行开槽埋管的施工方法。利用井点降水的原理，先将地下水降止沟槽底以下，使开挖后的沟槽处于无水条件，再利用沟槽支护的方法，防止边坡变形及地表沉降，确保四周建筑的安全。沟槽采用机械开挖，按设计分段进行。大管径管道采用吊杆起吊下管，小管径管道采用人员配合小型机具下管，人工安装接管，并回填压

5、实。H型钢拉森钢板桩顶托钢管钢板支撑托架挂板图 4.1 基于定型化支撑城市管网开槽埋管结构示意图5.工艺流程及操作要点工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工工艺流程施工流程具体如图 5.1 所示。3图 5.1施工流程图5.2操作要点操作要点5.2.1 施工准备施工准备（1）熟悉结构图纸，对照图纸查勘所有节点位置，对可能影响施工的建（构）筑物进行彻底清理并制定、实施可靠的安全防护措施；（2）编制详细的施工方案和施工进度计划；（3）施工设备、材料进场，搭建临时设施和安装、调试设备，水电接通到位，并配备发电机组备用。（4）现场围护施工现场采用彩钢板等进行全封闭围护，并按照有关规定设置好警示标志及警

6、示灯。靠近道路一侧及预留路口两侧处，必须用彩钢板进行维护；靠近人行道侧如有堆土时，也可用彩旗绳等进行围护。在有车辆通行的丁字路口、十字路口处，宜用不高于 0.9m 的通视效果较好的栏杆围护，并应派专人协助指挥交通。5.2.2 路面无损破除路面无损破除采用一种拆除效率高、对周边影响小的混凝土切割工具，防止对附近完好的道路面板块产生挤压而造成损坏，从而留下安全隐患。路面切割宽度宜大于管沟4上口每边 0.1m，以确保路面边沿在管沟开挖时不受破坏，施工时注意不要损坏道路切割边沿。5.2.3 钢板桩打设钢板桩打设施工机械采用吊车配合振动锤施工。（1）为保证钢板桩沉桩的垂直度，在钢板桩打入时应设置打桩导向

7、架，导向架采用 H 型钢焊接。（2）钢板桩打设单桩打入法以一块或两块钢板为一组，从一角开始逐块插打，直至工程结束。先用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽，轻轻加以锤击；开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精度，以便起到样板导向作用，故每打入 1m 应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋或钢板与导向架焊接固定。5.2.4 沟槽开挖与支撑沟槽开挖与支撑沟槽采用机械开挖，但在工作量不大，施工场地狭小，地下公用设施较多时，可采用人工开挖。严格控制标高，在挖至槽底时，应留设计槽底标高以上 2030cm 厚的土层用人工清底，以免扰动基面；当沟槽须进行支撑时，应随挖

8、随撑，以免管沟塌方；当沟槽深度超过 2.5m 时，应分层开挖，每层高度不大于 2m。不能用于回填的土方应及时运走，不得堆放在管沟边，如确有困难无法及时运走时，应与回填用土分开堆放。沟槽支撑采用一种定型化支撑体系，支撑钢管一端通过挂板与型钢连接，另一端通过挂板、顶托与型钢连接，通过调节顶托实现开挖沟槽支撑体系的快速安装和拆除。当开挖深度过大时，可对下部进行支撑，支撑可采用密撑分横板密撑和立板密撑两种：（1）横板密撑：基本同稀撑，但横板为密排，紧贴槽帮，用方木立靠在横板上，横撑撑在方木上。（2）立板密撑：立板连续排列，紧贴槽帮，用方木横靠在立板上，横撑撑在方木上。5竖板密撑横板密撑图 5.2.4

9、支撑形式图5.2.5 管基处理管基处理（1）石灰土类基层：所用土壤用 2cm 的筛子过筛，石灰颗粒不得大于 5mm。灰土拌合不得少于 3 遍，分层夯实，夯实遍数一般不少于 4 遍。（2）平基与管基：平基施工时，应留出管道接头位置不浇注混凝土，混凝土管座浇注应从管道两侧同时进行，必须振捣密实，并与管身结合紧密。5.2.6 下管下管采用吊车下管时，应事先与起重人员或吊车司机一起勘察现场，根据管沟深度、土质、环境情况等，确定吊车距边槽的距离、管材存放位置以及其他配合事宜。绑（套）管子应找好重心，以使起吊平稳。管子起吊速度应均匀，回转应平稳，下落应低速轻放，不得忽快忽慢和突然制动。稳管是将管子按设计的

10、高程和位置稳定在地基或基础上。对于距离较长的重力流管道，一般由下游向上游进行。5.2.7 管道铺设管道铺设管道铺设必须符合下列要求：接口严密坚固，经水压试验合格；平面位置和纵断面高程准确；地基和管件、阀门等的支墩坚固稳定；保持管内清洁，经冲洗消毒，化验水质合格。给水管道的接口必须按照规程认真操作。对每个接口应编号，记录质量情况，以便检查。当管道铺设中断或下班时，应将管口堵好，以防杂物进入。并且每日应对管堵进行检查。5.2.8 管道试验管道试验（1）水压试验1）试压管段的灌水宜从较低一端进行。管端盖堵上最上部设置排气立管及阀门。62）应选择管段平顺，无凸起点的管段作为一个试压段。如确有困难，试压

11、段内含凸起点时，宜在凸起点处设置排气孔，并且凸起点两边各两根管子的管顶敷土不宜小于 1.0m。灌水及试压过程中，应派专人负责凸起点排气，并观察试压时凸起点两边管子是否有拱起的现象，一旦发现管子有拱起的现象，应立刻通知试压人员卸压。3）开始水压试验时，应逐步升压，每次升压不得大于 0.2MPa，每次升压后，应对管道及后背进行检查，确认没有问题后，再继续升压。（2）闭水试验闭水试验前，应认真作好检查井内壁、管堵及流槽的抹面工作，防止因水由井壁、管堵、流槽与井壁、垫层处渗走而导致试验失败。闭水试验应在管箍养护两天以上，管道浸泡 2448 小时后进行。水压试验宜由管段上游向下游进行。5.2.9 回填回

12、填城市开槽埋管施工中，道路下的管道回填是一道非常重要的工序，其施工质量将直接影响路面质量，施工中必须做为关键工序进行严格的控制。回填应在隐蔽工程验收合格后，根据管道试水及试压要求，及时进行回填，尤其先将管道胸腔部分填好，以防晾槽过久，造成损失。当沟槽位于路基范围内时，管顶以上 25cm 范围内回填土的压实度不应小于87%，其他部位回填土的压实度应符合规定。5.2.10 拆除围护结构拆除围护结构选用振动锤进行拔桩；为防止拔桩后地面沉降及对其它构筑物的影响，应及时回填。5.2.11 路面恢复路面恢复路面恢复按照原路面设计要求，分道路基层与表层进行施工。6.材料与设备材料与设备6.1 材料表 6.1

13、 材料表序号材料名称单位备注1混凝土m372拉森钢板桩m3型钢t4钢管m5钢丝绳m6.2 机械设备主要机械设备见表 6.2表 6.2 主要机械设备表序号名称规格型号数量备注1汽车吊20t22挖屈机23自卸汽车15T24电焊机25切割机26路面开凿机17压路机18T28打夯机3T19洒水车8m327.质量控制质量控制7.1 工程质量控制标准工程质量控制标准（1）公路路基施工技术规范（JTG/T 3610-2019）；（2）建筑与市政工程绿色施工管理标准（DB37/T 5086-2016）；（3）建筑施工组织设计规范（GB/T 50502-2009）；（4）城市地下管线探测技术规程（CJJ 61-

14、2017）；（5）建筑与市政工程地下水控制技术规范（JGJ 111-2016）；（6）给排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）；（7）公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2017）；（8）建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2013）；（9）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2015）。7.2 质量保证措施质量保证措施7.2.1施工降水要根据城市的特点、地下水情况及工程地质进行选定，包括沟槽或工作坑施工要求的降水深度，水文地质资料，如水位、土质、渗透系数、透水层位置、影响半径，附近河、湖、水渠、排水管道等对施工沟槽渗水漏水的8可能性，附近地上地

15、下建筑物的结构等。7.2.2支撑形式应根据槽深、土质、地下水位、施工季节以及槽边建筑物情况等选定，必要时，要进行沟槽边坡稳定性检算，根据检算结果再选择合理的支护方案。7.2.3管线拉口纵断高程合平面位置准确，接口严密紧固，砼基础与管壁结合严密、坚固稳定。凡暂时不接支线的预留管口应砌死，并用水泥砂浆抹严，但同时应考虑以后拆除的方便。新旧排水管道连接时，必须事先与市政工程管理部门联系，取得配合。在接通旧污水或合流管道时，必须会同市政工程管理部门制定技术措施，以确保工程质量、施工安全及旧管道的正常运行。进入旧排水管道检查井内或沟内工作时，必须事先同市政工程管理部门联系，并遵守其安全操作规程，并应有防

16、毒气的措施。7.2.4施工现场事先予以平整，不得回填杂填土或生活垃圾。施工前检验机具性能和施工工艺各项技术参数，并进行实际标定，有关技术参数及时提供现场监理工程师，以作为控制搅拌桩质量的依据。8.安全措施安全措施8.0.1施工工程中，需严格按照国家建设工程施工安全管理条例，始终贯彻“预防为主，安全第一”的方针，对施工全过程中实施有计划、系统化的安全生产管理，树立全员安全意思，为确保施工期间的人身、设备及环境安全提供可靠的保障。8.0.2工程施工前，对参与本工程施工的全体职工进行安全生产的宣传教育，组织学习市、局、公司颁发的关于安全生产的有关文件，并要求职工在施工中严格遵守有关文件的规定。8.0

17、.3工程实施前，对投入本工程施工的机电设备和施工设备进行全面的安全检查，不符合安全规定的地方立即整改完善，并在施工现场设置必要的安全标志和警告牌。由专人负责保养，交接班时，接班人员必须检查机械的各方面性能并明确当班工作内容。8.0.4生活区室内照明线路用瓷夹固定，电线接头牢固，并用绝缘胶布包扎；保险丝按实际用电负荷量装设。使用高温灯具时，与易燃物的距离不得小于 1m，一般电灯泡距易燃物品的距离不得小于 50cm。98.0.5经常保养施工机具，保证安全装置灵敏可靠，同时搞好安全用电管理，施工现场不得乱拉电线电缆，电气设备和照明灯具具有良好的接地接零保护。8.0.6重视个人自我防护，进入工地按规定

18、佩戴安全帽，进行高空作业和特殊作业前，必须落实防护措施正确使用特殊防护用品，防止发生人身安全事故。8.0.7在支撑搭设、拆除和浇筑混凝土时，无关人员不得进入支模底下，应在适当位置挂设警示标志，并指定专人监护。8.0.8在支撑搭设、拆除和浇筑混凝土时，无关人员不得进入支模底下，应在适当位置挂设警示标志，并指定专人监护。8.0.9多层撑的沟槽，应按自下而上的顺序，逐层拆除，必须等下层槽拆撑回填完成后，再拆除其上层槽的支撑。立板密撑或板桩，一般先填土至下层撑木底面，再拆除下撑，然后回填至半槽，再拆除上撑，拔出木版或板桩；横板密撑或稀撑，一次拆撑有危险时，必须进行倒撑，另用撑木将上半槽撑好后，再拆原有

19、撑木及下半槽撑板，下半槽回填后，再拆上半槽的支撑。8.0.10沟槽挖土一般堆放在沟槽两侧。堆土高度不宜大于 1.5m，堆土应堆在距槽边 0.8m 以外。计划在槽边运送材料的一侧，其堆土距槽边的距离，应根据运输工具而定，但不应小于 0.8m。8.0.11特殊工种的安全教育、考核、复验，严格按照特种作业人员安全技术考核管理规则（GB5306-85）号文执行。经过培训考试合格，获取操作合格证者方能持证上岗。对已取得上岗证者，要进行登记存档，按期复审。9.环保措施环保措施9.0.1遵守国家和地方政府关于环境保护的法律、法规和规定。遵守建设项目环境保护管理条例和公路建设项目环境影响评价规范（JTGB03

20、-2006）的规定。9.0.2在地下管道施工中，主要的环境污染包括噪音、废料、粉尘等，在不同的施工地段，环境保护的要求和措施不同，除符合本施工工法外，在特殊环境下，还应符合当地特别要求。9.0.3贯彻执行 ISO14001 环境管理标准，建立环境管理体系和相应的规章制度，识别环境因素和危险源，控制重大环境因素和危险源，确定目标，落实责任，定期组织检查。109.0.4混凝土浇筑、高振动的施工机械等噪音较大，尽量避免夜间在居住区施工作业，并采取消声、防振措施，使噪声和振动达到环境保护标准。9.0.5生产和生活中的废水和废物，经检查符合环保标准后弃置到工程师指定地点，检验不符合环保要求，送至垃圾场弃

21、置。9.0.6进场人员进行文明施工教育，要特别注意对操作工的岗前教育。9.0.7加强环保问题的宣传教育工作，提高全体员工的环保意识。施工现场必须悬挂各种环保宣传标语，营造“环境保护”的浓厚气氛。9.0.8施工现场、施工便道常洒水，防土尘土飞扬，波及四周，控制施工废料的排放，以免污染附近水源和环境。9.0.9对施工中产生的废渣及时清理并运出现场，做到工完，料净，场地清。10.效益分析效益分析10.0.1 经济效益经济效益本工法所采用的定型化支撑快速安拆体系，施工速度快，相比传统支护方法，可节约工期 20%，减少人工和机械投入时间，同时定型化支撑体系不用切割可以周转使用，达到节约资源、减少能耗，实

22、现低碳环保的效果，具有较好的经济效益。10.0.2 社会效益社会效益本工法采用的定型化支撑快速安拆体系，施工速度快，有效缩短工期，减少对周边环境的影响时间，施工时对周围环境影响较小，为后期类似工程提供了借鉴，具有较好的社会效益。11.应用实例应用实例11.0.1福州市南江滨东大道延伸段福峡路连接线及绿化配套工程第福州市南江滨东大道延伸段福峡路连接线及绿化配套工程第2标段标段（给水管道工程）（给水管道工程）本工程为福州市南江滨东大道延伸段福峡路连接线及绿化配套工程第 2 标段（给水管道工程）,主要施工内容为新建 DN600 给水管道，施工范围内废弃管道拆除、现役管道防护、管道附属构筑物砌筑、路面

23、修复等。本工程的公路地下管线施工中采用 复杂市域环境行车道下高地下水位大埋深管网施工工法进行施工。本工法采用一种新的城市管网开槽埋管施工技术，11沟槽外侧打设拉森钢板桩，内侧安装一种定型化快速安拆支撑体系支撑，然后进行开槽埋管的施工方法。利用井点降水的原理，先将地下水降止沟槽底以下，使开挖后的沟槽处于无水条件，再利用沟槽支护的方法，防止边坡变形及地表沉降，确保四周建筑的安全。沟槽采用机械开挖，按设计分段进行。大管径管道采用吊轩起吊下管，小管径管道采用人员配合小型机具下管，人工安装接管，并回填压实。该工程实践证明，与传统施工方法相比，应用该工法取得了显著的经济、环保和社会效益。11.0.2莆田市

24、城乡供水一体化工程莆田市城乡供水一体化工程湄洲湾自来水厂礼泉西路段主管湄洲湾自来水厂礼泉西路段主管道改造工程道改造工程莆田市城乡供水一体化工程-湄洲湾自来水厂礼泉西路段主管道改造工程，位于秀屿区，主要建设任务为配水管线铺设，分两段：(1)礼泉西路段：该段管道总长度 3722m（其中拉管长度 3526m），采用 DN500PE 管，壁厚 45.4mm，公称压力 1.6MPa。(2)礼泉西路口至高位水池段：管线起点从礼泉西路与上陈靖姑祖庙路交叉口接出，沿水泥路西侧布置，终点接入高位水池。该段管道总长度 779m（其中 129m 为钢管），采用 DN500PE 管，壁厚 29.7mm，公称压力 1.

25、0MPa。以及施工范围内废弃管道拆除、现役管道防护、管道附属构筑物砌筑、路面修复等。本工程的公路地下管线施工中采用 复杂市域环境行车道下高地下水位大埋深管网施工工法进行施工。本工法采用一种新的城市管网开槽埋管施工技术，沟槽外侧打设拉森钢板桩，内侧安装一种定型化快速安拆支撑体系支撑，然后进行开槽埋管的施工方法。利用井点降水的原理，先将地下水降止沟槽底以下，使开挖后的沟槽处于无水条件，再利用沟槽支护的方法，防止边坡变形及地表沉降，确保四周建筑的安全。沟槽采用机械开挖，按设计分段进行。大管径管道采用吊轩起吊下管，小管径管道采用人员配合小型机具下管，人工安装接管，并回填压实。该工程实践证明，与传统施工方法相比，应用该工法取得了显著的经济、环保和社会效益。