在市政管道抢修中的应用逆作法钢筋砼检查井施工技术

在新建管道大开挖施工过程中，检查井施工一般情况是先进行基础处理、浇筑底板，接着从下而上依次浇筑井壁，最后安装井室盖板、井盖及附属配件。在市政管道抢修时，由于受场地的限制、工期要求紧的制约，检查井的施工有时需要从上而下逐层地浇筑砼井壁，接着进行基础处理、浇筑底板，最后安装井室盖板、井盖及附属配件，即所谓逆作法钢筋砼检查井施工。本文例举晋江市远东泵站站前污水主干管抢修工程，介绍逆作法钢筋砼检查井施工技术的应用。

本文例举晋江市远东泵站站前污水主干管抢修工程，介绍逆作法钢筋砼检查井施工技术的应用。

一、工程背景

晋江市远东泵站站前污水主干管收集、转输安海镇和五里工业园区的生活污水、生产废水，远期设计流量20万吨/日，目前实际收集污水量约5万吨/日；管径DN1500，埋深约7.5米，管材HDPE钢带增强缠绕管；该工程已于2006年竣工，2008年底投入运行。

该污水主干管位于40米宽园中大道西侧人行道下，距离泵站东侧围墙80米范围，有三座检查井，周围地面坍塌，最大处已形成10×15米倒锥形地坑，并充满污水；检查井井位整体沉降变形；泵站大门及围墙倾斜，进站道路水泥面板断裂、下沉，路基被掏空，进而造成长约210米上游园中大道污水主干管堵塞；检查井过流不畅导致长约2700米的安海南环路污水主干管污水溢流，其路基被污水浸泡，路面砼板出现严重断裂毁坏。

经现场踏勘，路面上溢出的污水，检查井内的污水均呈黑色稠状，恶臭、气味刺鼻、熏眼，实为有毒气体，若与人体接触，会造成极不良的身体伤害。远东泵站站前污水主干管需要尽快进行抢修。

二、地质情况

管道沿线地质主要由冲淤积的淤泥、粉质粘土、中粗砂组成；管道及检查井施工有关的地质结构，自上而下各土层基本特征分别如下：

1、杂填土：灰褐、深灰等杂色，以粘性土为主，含较多的生活垃圾和工业垃圾。稍湿，松散，厚度约0.90～6.70米。

2、粉质粘土：黄褐、褐灰色，以粉质粘土为主，含较多的中砂，局部呈淤泥质粉质粘土状。稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。呈软塑或可塑状，分布不稳定、厚度小，地基强度一般，厚度0.40～1.30米。

3、淤泥：深灰色，海相淤积成因，属软弱土，强度低，稳定性差，以淤泥质为主，含有少量细中砂，局部夹薄层中砂；饱和，流塑。厚度1.70～9.40米。

4、中粗砂：为可液化层，强度一般。地下水位初见水位埋深为3.0～4.80米，稳定水位埋深为2.70～4.50米。

本次抢修管道埋深约7.5米，管道和检查井基础坐落于淤泥层。

三、原因分析

首先，根据以上地质情况分析，该污水主干管的管道地基土位于淤泥层内，土层为海相淤积成因的软弱土，强度很低，欠固结土，稳定性差。其次，DN1500污水管道与泵站的粗格栅井、集水井相连，集水井水位经常性上下波动，同步地反映到此段污水主干管管腔的整体受力变化，管道与检查井的刚性连接产生变形，甚至管道和检查井出现不均匀沉降。再次，管材环刚度先天不足，大口径HDPE钢带增强缠绕管的钢带被腐蚀，这些先天不足和损坏的累积，使管道与检查井的接口处产生缝隙。最后，该段污水管道范围原为水塘，此处道路软基处理为抛石挤淤方式，块石直径约1米；检查井周围未经加固处理的回填土大范围内被长时间浸泡，通过接口缝隙被冲刷进入管道，随着流动的污水一同汇集到泵站格栅井和集水井；日积月累，污水管道与检查井周围的水土流失越来越严重，再加污水管道周围的块石挤压作用下，从而造成污水管与检查井之间产生错位，管道本身被挤压，产生凹陷，甚至严重变形，完全被堵塞。因此，出现进站污水主干管三座检查井周围地面坍塌，形成大的地陷坑洞，并有积水现象；检查井整体下沉。

四、修复方案

通过现场勘查和地质情况分析，针对上述管道破坏堵塞的原因，提出以下二种修复方案。

方案一：为大开挖工艺。该方案直接就破损点进行大开挖，钢板桩支护，从下而上现浇钢筋砼检查井，同时更换或包封破损、凹陷的管段。

其优点在于方法简单，检查井井身、管道破损点揭露直观，便于处置突发状况。

其缺点是开挖可能造成大面积塌方；基坑支护较为困难；基坑开挖面积较大，会扰动现状园中大道路基、高压铁塔和邻近的市政管线。

破损管段上、下游污水水头差大又处于流动状态，虽然此管段先后进行过三次相似的大开挖抢修，但由于大开挖工艺显而易见的不足，因此结果都不彻底。

方案二：为逆作法钢筋砼检查井施工工艺。先对检查井周围土体进行压密注浆，固化破损点周围的土体；在破损点上方进行逆作法施工钢筋砼检查井，井壁从上而下依次进行预制，至管顶以上1米左右；沿井壁向下人工开挖，清理管道周围的土体，逆作法施工检查井井壁，包裹破损的管道；更换井壁内、外侧凹陷、破损的管道，修复检查井进出管洞口；清理管内淤积的泥沙；最后进行封底，浇筑检查井底板。

其优点在于对土体的扰动少，土体加固可使检查井基础稳定；管道与检查井接口处的洞口修复处理可靠；管内淤积的泥沙清理较方便。

其缺点是工艺复杂，施工班组需要具备超高的施工技术和现场管理经验；对土体的预处理要求严格。

通过以上分析比较，本次抢修工程选择方案二。该方案具有开挖范围小，结构强度高，施工快且易于撑控等特点。

实际施工中，三处地面坍塌的检查井附近，选择三个点，分别新建Φ3500钢筋混凝土检查井，井深约8米，逆作法施工，包裹破损点，并注浆加固土体。

五、施工过程

1、施工顺序

在管道破损处上方先平整场地，进行压密注浆，加固土体；施打9米长28号槽钢，在地表下3米进行钢板桩支护，防止开挖时土体坍塌，减少土方开挖量；先挖除浅层约2米厚的表层土，分段开挖基坑，逐段逆作法浇筑井壁，分段高度1.5米，分四段浇捣；当井壁强度达到设计要求后，浇筑检查井底板，清除井壁内破损管道，更换井壁外侧局部凹陷管段，修复检查井与管道之间连接口（即检查井进出水的洞口）；清理管道内淤积的泥砂，浇捣检查井盖板和井圈，砌筑井筒，安装井盖底座和井盖；最后拔除钢板桩，回填井外壁与钢板桩之间的空隙，以及井室盖板以上的基坑。

2、施工流程

抽水――钢板桩（或砼板桩）支护-――挖土放坡――开挖第一模基坑――绑扎钢筋――支立钢模――浇筑砼井壁――开挖第二模基坑――绑扎钢筋――支立钢模――浇筑砼井壁――开挖第三模基坑――绑扎钢筋――支立钢模――浇筑砼井壁――开挖第四模基坑――绑扎钢筋――支立钢模――浇筑砼井壁至底板――人工挖土――同时10台Φ150污水泵抽水――绑扎底板钢筋――浇筑水下砼――水下修复检查井洞口

3、注意事项

压密注浆加固土体，应达到一定强度且钢板桩支护后，方可进行基坑开挖；自上而下分层开挖土方，上一段井壁钢筋砼强度达到设计要求后，才能继续向下开挖。基坑开挖过程中如发现围护结构有渗漏，必须及时封堵，采用井内集水坑排水等措施。基坑开挖采用人机配合的方式，基坑上方采用长臂挖掘机挖除，人工配合处理边角土方；挖出的土方应及时外运或就近转移，严禁堆放在基坑周边，防止基坑侧压力过大导致围护结构位移。

六、结论与建议

晋江市远东泵站站前污水主干管抢修工程，采用逆作法钢筋砼检查井施工技术，新建三座钢筋砼检查井，包裹了破损点；经过40天的施工，顺利通水，说明该技术在工期方面和工程造价方面是可以控制的；经过半年来的运行，检查井和修复管段稳定、正常，目前每天通水能力在5万吨以上，该工程收到良好环境效益和社会效益。

随着市政污水管道的不断延长，在所难免会出现管道的老化、病害等问题，未来修复破损管道的任务一定会增加。特别在沿海地区、平原地带，管道埋设较深，污水管道的修复，尤其是与污水处理厂、污水提升泵站相连的大口径主干管的修复，建议逆作法钢筋砼检查井施工技术做一种优先选择的方案。