朱詩旭，李黃志，赫建國

（鄂北地區(qū)水資源配置工程建設與管理局（籌），430071，武漢）

提高大管徑PCCP管道腋角回填施工質量的實踐探討

朱詩旭，李黃志，赫建國

（鄂北地區(qū)水資源配置工程建設與管理局（籌），430071，武漢）

針對管道胸線以下外弧面與槽底基面形成的腋角回填區(qū)施工質量問題，分析了影響腋角回填質量的因素，探討了在膨脹土地區(qū)PCCP管道腋角回填的施工技術要求，并進行了應用探討，取得了較好的工程效果，據此提出大管徑PCCP管道腋角回填的監(jiān)控重點。

鄂北地區(qū)水資源配置工程；PCCP管；腋角回填；施工質量

一、工程概況

鄂北地區(qū)水資源配置工程孟樓—七方倒虹吸段全長約72km，工程造價約39億元，是目前亞洲最長的連續(xù)倒虹吸工程。該工程地處老河口市孟樓鎮(zhèn)和棗陽市七方鎮(zhèn)崗地之間，其間經過襄州唐白河及夾河套低洼地帶。工程由3節(jié)DN3 800 mm的PCCP管（預應力鋼筒混凝土管）橫向并排同槽布置，采用引水自流的方式，利用丹江口水庫與王家沖水庫之間50 m落差水頭，推進水源通過倒虹吸地區(qū)向下游輸水。PCCP管3管同槽埋設（溝槽底寬18.4 m，管間凈距1.5 m，兩側管外寬度均為0.8 m）時，管道胸線以下外弧面與槽底基面形成的腋角回填區(qū)容易產生質量問題，造成管道安裝后出現管道沉降變形，并會產生跑冒漏滴現象。由于該段線路長、管道工作壓力大，大管徑PCCP管道腋下空間狹窄，無法使用機械作業(yè)夯實，對此鄂北局經過實驗研究，提出了一系列應對措施，有效地控制了PCCP管道腋角回填施工質量。

二、地質條件

孟樓—七方倒虹吸段位于膨脹土分布區(qū)，倒虹吸沿線土層主要為弱膨脹土，管道腋角回填區(qū)采用開挖料（弱膨脹土）回填。

三、影響腋角回填質量因素

1.回填料

膨脹土具有脹縮性、裂隙性和超固團性。脹縮性是膨脹土內在因素，裂隙性是影響膨脹土力學性能的關鍵，超固結性起促進因素。如加上水的作用，遇水膨脹軟化、失水收縮開裂的反復脹縮變形，土的強度將大幅度下降，會造成管道不均勻沉降、管道接頭變形等危害。

2.回填作業(yè)區(qū)

管道的腋下空間越往管道底部，狹窄部位就越大（見圖1），使用機具夯實就越不方便，回填質量波動較大，為滿足設計技術要求，須經多次重復夯實后，回填壓實度才能達到≥90%以上,嚴重影響現場回填質量和回填進度。

3.回填機具

①平板振動器：夯實力度不足，夯實質量差，不易操作，且不能進入腋下回填區(qū)。

②立式夯：夯實面不平整，不易操作，設備易出現故障。

③雙輪震動碾：夯實面平整，易操作，腋下回填區(qū)作業(yè)容易碰損管壁。

④油動平板夯：設備較小，可貼緊腋下部位作業(yè)且不會碰損管道，但工作效率低。

圖1 管道腋角回填區(qū)域

4.施工人員

人工搗實施工應兩邊對稱同時進行，用角鐵錐、木槌等工具在腋下空間狹窄區(qū)域反復搗夯。由于勞務人員質量意識差，施工單位質檢員監(jiān)管不到位，初期腋角回填質量波動大。

5.回填工法

經碾壓試驗及擊實試驗，確定了理論上最優(yōu)含水率、土料虛鋪及壓實厚度、碾壓遍數、碾壓速度等碾壓參數。但由于實際開挖、回填土方量過大，棄土場回填料易遭長時間暴曬，易出現土料中的水分蒸發(fā)，導致回填土塊變硬、達不到最優(yōu)含水率的情況。

6.天氣影響

鄂北崗地屬亞熱帶季風氣候，年降雨分布不均,局域性強降雨（俗稱砣子雨）時有發(fā)生。來勢快、雨量大的“砣子雨”會造成回填面積水、帶走腋角回填砂、淘刷管底砂墊層等危害。

四、應對措施

1.組織措施

針對回填料（弱膨脹土）和鄂北崗地天氣的特性，項目法人提出PCCP管道安裝要遵循 “四個100 m”進行快速安裝，即基礎開挖100 m，保護層開挖100 m，管道安裝100 m，土方回填100 m。將深基坑施工始終控制在400 m范圍內，這樣一是有效解決了線性工程戰(zhàn)線長、人力設備投入大、工序銜接不暢等常見問題；二是土方的快挖快填，能有效保證回填土料的實際參數與理論計算的參數差距不大；三是克服了移動作業(yè)面現場管理程序不清、管理人員職責不明、安全防護不配套等問題，工程形象面貌好，有利于文明工地、安全生產標準化的創(chuàng)建工作。

2.保障措施

針對腋角回填難以實現機械化、質量人為因素干擾較大的情況，設計部門出于保險起見，提高保險系數。在管基計算支撐角90°已滿足相關規(guī)程規(guī)范的情況下，將設計支撐角增加到120°，即腋角回填中粗砂回填按中心角120°范圍鋪設，原狀土在腋角范圍內對腋角中粗砂進行加固。為腋角回填質量留有一定富余度。

3.優(yōu)化方案

針對管道腋角回填對于穩(wěn)定管道的作用及原狀土（弱膨脹土）失水變硬不易搗實的情況，施工單位采用全線超挖1cm，用中粗砂鋪2cm墊層及腋角回填。經材料物理性能分析，在相同外界環(huán)境條件下，同一種原材料分子之間的活動比較頻繁，回填料易結合且結合后比較緊密，物理特性也較為顯著。因此理論上腋角部位與墊層結合緊密，整體效果好，有利于對PCCP管道的支撐。

4.優(yōu)化工法

針對各種回填機具的優(yōu)點及腋下作業(yè)的局限性，施工單位采用了以多種機具配合回填為主，人工搗實為輔的回填方法，腋下部位夯實工具工作區(qū)域示意如圖2。

圖2 管道腋下部位夯實工具工作區(qū)域示意

5.過程控制

①針對實際回填料因水分蒸發(fā)，達不到最優(yōu)含水率的情況，選擇多種土料進行碾壓試驗，綜合得出回填土料虛鋪25 cm，輕型壓實設備碾壓4遍，激振力13.5 kN，行走速度為1.8 km/h的回填參數。

②腋角回填方案及工法進行優(yōu)化后，施工單位技術部門及時進行了技術交底、班前交底和現場交底。根據現場調查，質檢員有了技術指導，班組長增強了責任意識，工人掌握了施工要點。

③在施工過程中，嚴格落實“三檢制”。施工單位質量部門按照回填料每層都要進行壓實度環(huán)刀試驗的要求，安排專人配合自檢工作，并將PCCP管道腋角回填壓實度一次檢測合格率納入質量考核目標。

④監(jiān)理單位在開展監(jiān)理工作時，落實工序報驗制，回填面未驗收嚴禁進行下一層土方填筑。做到上道工序未驗收不擅自進入下道工序施工。

6.制度措施

項目法人制定了現場巡視管理辦法，旨在隨時掌握工程動態(tài)，及時糾正違規(guī)質量行為，利用第三方檢測單位追溯實體質量，按照“四不放過”的原則督促參建各方主體履行質量責任。

五、效果分析

1.質量得到保障

通過采取以上應對措施，回填質量得到了有效控制，腋角回填一次檢測合格率不斷提高，加快了施工進度。

2.節(jié)約資源投入

回填機具的合理運用，減少了報損維修量；移動作業(yè)面的“人機料法環(huán)”固定，減少了因質量問題而返工、設備不足、工序銜接不暢的情況。

3.增強應對能力

通過對腋角回填質量影響分析，各參建單位采取相應措施，將質量波動降到最低，共同協作能力進一步增強。

4.積累豐富經驗

對PCCP管道腋角回填施工質量的應用研究不但對腋角回填區(qū)“人機料法環(huán)”進行了強化，同時也找準了管道溝槽Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ回填區(qū)的監(jiān)控重點。

六、結 語

綜上，對大管徑PCCP管道腋角回填施工中出現的問題，提出了一系列應對措施，經過實驗試行，獲得了相關經驗，找準了大管徑PCCP管道回填施工質量監(jiān)控重點，達到有效控制大管徑PCCP管道腋角回填施工質量的目的，為后續(xù)PCCP管道安裝提供依據，為工程又快又好實施提供保障。

[1]顧青林.南水北調配套工程PCCP管道腋角砂變更方案淺議[J].河南水利與南水北調，2016（3）.

[2]預應力鋼筒混凝土管道技術規(guī)范（SL 702—2015）[S].2015.

Practices and discussion on improving construction quality for backfill of axillary angle of large diameter PCCP

Zhu Shixu,Li Huangzhi,He Jian’guo

Regarding quality problems with axillary angle of backfilling area formed by outer surface below chest and bottom of the channel base,factors that have influences on quality of backfilling are evaluated.Technical requirements for backfilling of axillary angle in expansive soil area are discussed.Its application has achieved good result that helps to propose monitoring focus during backfilling of axillary angle of large diameter PCCP.

Water Resources Allocation Scheme in North Hubei Province;Prestressed Concrete Cylinder Pipe;backfill of axillary angle;construction quality

TV512

B

1000-1123（2017）22-0049-02

2017-10-11

朱詩旭，工程師。

責任編輯 韋鳳年