【摘要】鑒于回填施工在市政雨污水管道建設中的關鍵作用,文章對影響回填質量的因素進行了研究。指出在回填材料選擇上,需因地制宜,同時應控制其顆粒級配,適當提高粗顆粒與細顆粒的粒徑比。文章提出,在回填工藝選擇上,對于一般管道的回填工程,可以選擇傳統(tǒng)回填技術,特殊地質條件及技術要求較高的工程,可以選擇流態(tài)固化土回填技術或石屑粉回填水撼施工工藝。在回填施工中,應嚴格把控填土、壓實、固結養(yǎng)護等環(huán)節(jié)的質量。
【關鍵詞】雨污水管道;回填施工;材料選擇;顆粒級配;回填工藝
【中圖分類號】TU991 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028(2025)01-0126-03
0 引言
在市政雨污水管道施工過程中,回填施工是控制工程質量的關鍵環(huán)節(jié)。過去,某些工程由于回填材料不合適、施工技術落后、現(xiàn)場管理混亂等原因,導致回填一段時間后出現(xiàn)管道破損和缺口、土體侵蝕、道路不均勻沉降,甚至路面塌陷等嚴重后果。因此,需要嚴格把控市政雨污水管道回填施工的質量。部分學者提出若干提高回填施工質量的措施,如采用手工和機械結合的開挖方式開挖溝槽[1];將回填土與石灰等比混合,減少原地面土質滲水性,提高回填效果[2];采用泡沫輕質土等作為回填材料,促進回填施工質量的提升[3-4]。本文根據(jù)市政雨污水管道若干年施工經(jīng)驗,從回填材料選擇、回填工藝及施工流程等方面,探討提升雨污水管道建設質量的具體措施,供同類工程參考。
1 目前回填工藝及存在的問題
目前管道開挖后回填作為一種常見施工技術,主要施工工藝流程如下。
1)清理基坑。在管道敷設完畢后,首先需對管道周圍的基坑進行清理,清除多余的廢土和雜物。
2)材料選擇。選擇適宜的回填材料,通常使用細砂或砂石作為回填材料,且回填材料應符合規(guī)范要求,保證填充材料質量。
3)分層回填。采取分層回填方式,每層厚度不宜過大,一般每次回填不超過20 cm,防止填充過程中的空洞和松動。
4)夯實回填。對每層回填后的土方進行夯實,可采用振動夯設備進行夯實處理,確保填充土方的密實度。
5)控制回填高度和坡度?;靥罟こ添毎凑赵O計要求控制回填高度和坡度,確保回填后的地面水平和平整。
6)施工記錄和驗收?;靥钔瓿珊筮M行驗收,確?;靥罟こ谭显O計要求和施工規(guī)范。
在市政雨污水管道施工過程中,回填是關鍵環(huán)節(jié),雖然相關的工程實踐眾多,但依然存在回填材料選擇不合適、回填施工工藝落后、回填施工流程管理不善等問題。這些問題可能會導致雨污水管道回填一段時間后出現(xiàn)管道破損和缺口、土體侵蝕甚至路面塌陷等嚴重后果,因此必須予以重視。
2 回填施工質量控制研究
2.1 材料對雨污水管道施工質量的影響分析
2.1.1 回填材料的種類
不同回填材料有不同特性,對回填質量有較大影響。常見的回填材料有原狀土、不同顆粒級配的砂、礫石等,在一些較先進工藝中也會用到氣泡混合輕質土、流態(tài)固化土、石屑粉等材料,因此要根據(jù)現(xiàn)場地質和水文條件、回填工藝及當?shù)夭牧咸匦缘群侠磉x擇回填材料。此外,回填土體內(nèi)不能含有大塊淤泥、黏土、樹根或生活垃圾等不良土體和雜質,以免影響后期填土的穩(wěn)定性。不同回填材料對比如表1所示。
2.1.2 回填材料的顆粒級配
顆粒級配的合理性會直接影響回填土的密實度和穩(wěn)定性。過細顆粒會導致回填土孔隙率較高,固結性差,易發(fā)生沉降。過粗顆粒則導致回填土孔隙率較低,密實性差,易發(fā)生坍塌。合適的顆粒級配可以提高回填土的密實性和穩(wěn)定性,減少土體的沉降和坍塌現(xiàn)象。同時,顆粒級配也會影響回填土的滲透性和抗侵蝕性,合適的級配可以保證回填土的排水性能,避免水分在土體內(nèi)聚集導致液化等現(xiàn)象,還可以增強回填土的抗侵蝕能力,降低土體的逐級風化和侵蝕速度。
相關研究結果表明,對于不連續(xù)級配砂層,侵蝕量與細顆粒質量比呈正相關,和粗顆粒與細顆粒的粒徑比(反映粗顆粒粒徑的作用)呈負相關[5]。因此,可以通過試驗確定回填土的最佳顆粒級配,并適當提高粗顆粒與細顆粒的粒徑比來提高回填的密實度,減輕地下水對回填材料的侵蝕,從而提升回填施工質量。
2.1.3 管道材料對回填施工的要求
對于剛性管道,其布置和安裝應符合設計要求,保證管道處在正確位置和坡度,并采取適當支護措施,以防止管道變形或損壞。同時,應確?;靥钔恋馁|量符合規(guī)定,回填應分層進行,每一層填土后需充分壓實并檢查,嚴格控制填土厚度和壓實度。最后,需要對回填后的管道進行檢測,包括水壓試驗和氣密性測試,確保管道連接處不漏水、不漏氣。在回填施工中,要防止出現(xiàn)沖擊、振動等情況,以免對管道造成損壞。
對于柔性管道,在回填施工中,柔性管道通常會比剛性管道更易適應地形變化,但仍要確保管道的正確坡度,并避免管道受到過度彎曲或扭曲?;靥钔恋馁|量對柔性管道的影響更為顯著,填土應均勻、緊實。與剛性管道類似,柔性管道的回填也需分層進行,每層填土后都需適當壓實和檢查,控制填土厚度和壓實度。柔性管道在回填后也需進行管道檢測,確保管道連接處沒有漏水、漏氣等問題。在回填施工過程中,要注意避免對柔性管道造成外力擠壓或損壞,保證管道的完整性。
2.2 回填工藝關鍵控制技術
不同施工工藝對于管道回填質量有較大影響,根據(jù)工程實際和技術要求,選擇合適的回填工藝,有助于提升工程質量。下面通過對三種常見回填工藝對比分析,從而選擇更符合工程各項要求的回填工藝。
2.2.1 傳統(tǒng)回填技術
傳統(tǒng)回填技術是指采用原生土或礫石、碎石等材料進行回填,通過簡單的填料和振實方式填充管道周圍空隙。傳統(tǒng)回填技術施工簡單,成本較低,適用于一般管道回填工程。但存在填料均勻性難以保證、壓實度控制難度較大等不足。
2.2.2 流態(tài)固化土回填技術
流態(tài)固化土回填技術通過將水泥、粉煤灰等材料與原生土混合形成固化土漿,再通過泵送或灌漿方式進行回填。這種技術可以保證填料的均勻性,提高填充效率,提高回填體的力學性能和穩(wěn)定性,適用于軟土地區(qū)和有環(huán)保要求的施工場合。但施工過程中需加強對固化體硬度和穩(wěn)定性的控制。
研究證明在用水量一定的情況下,采用部分水泥替代粉煤灰制備的高流態(tài)粉煤灰混合料,其抗壓強度與水泥用量呈正相關。摻入一定量原生土后,會優(yōu)化流態(tài)固化土的抗壓強度。但原生土摻入量和用水量增大時,流態(tài)固化土抗壓強度會降低[6]。因此,在制備混合料時,應嚴格控制原生土和水的用量,以獲得優(yōu)質混合料,提升回填質量。
2.2.3 石屑粉回填水撼技術
石屑粉回填水撼技術是利用水的流動性及石屑粉的透水性,通過在回填石屑粉表面注水,同時使用振搗設備持續(xù)振搗,在水從上往下滲透過程中,帶動細顆粒填充較大的孔隙,從而增強回填材料的密實性。石屑粉回填水撼施工技術的基本流程為施工準備、回填、水撼、降水、壓實度檢測。
回填時需對石屑粉回填面進行整平,確保水盡量垂直滲入。水撼環(huán)節(jié)需提前通過試驗確定最佳注水量,并重點對管道三角區(qū)進行充分振搗。水撼后,在回填段最底部設置降水井排水,排水過程中應在回填頂面進行夯實以充分排水。最后,須對回填段進行壓實度檢測,合格后方可進行下一步施工[7]。
石屑粉回填水撼施工技術主要優(yōu)點在于其施工靈活,效率高,不存在作業(yè)盲區(qū),管道三角區(qū)同樣可以回填密實。不足之處在于水撼法對回填材料及施工用水量控制要求較高,施工成本也相對較高。三種回填施工工藝分別有不同的適用場景和優(yōu)缺點,如表2所示。
綜上所述,除考慮技術要求,還應充分考慮施工難度和施工成本,在經(jīng)濟和技術限制的條件下實現(xiàn)施工回填質量控制的最優(yōu)化。
2.3 回填流程關鍵控制技術
回填施工過程中,須嚴格把控各個流程環(huán)節(jié),下面主要從回填材料均勻性控制、回填材料壓實、固結養(yǎng)護等方面探討關鍵施工流程,并探討優(yōu)化施工流程的方法。
在回填環(huán)節(jié),均勻填充填土是保證管道回填質量的關鍵。缺乏均勻填土會導致管道周圍存在空隙或變形,降低管道穩(wěn)定性和抗壓性。優(yōu)化措施包括選用合理級配的回填土,采用適當填土方法,確保填土層均勻。分層填土,適當壓實,加強檢查和控制填土均勻性。
在回填土壓實環(huán)節(jié),合適的壓實度可以確保填土稠密性和穩(wěn)定性。壓實度不足會導致填土松散影響管道穩(wěn)定性和耐久性。優(yōu)化措施包括采用合適的壓實設備和方法,確保填土密實度。根據(jù)壓實度要求,對填土進行適當壓實控制。
在流態(tài)固化土固結環(huán)節(jié),固化土漿或其他摻合材料的固結效果對回填質量至關重要。固結效果差會導致填充體松散且強度低,影響管道承載能力和使用壽命。優(yōu)化措施包括控制固結材料的配比和混合均勻性,加強固結材料的充分固結時間和硬化過程。
3 結語
市政雨污水管道回填質量對工程質量影響較大,通過合理選擇回填材料、回填工藝及優(yōu)化施工流程,可最大程度提升工程質量。在施工過程中,應著重做到以下幾點。
1)回填材料的種類選擇應結合地質情況、地下水運動等條件,選擇顆粒級配較好的回填材料,并適當提高粗顆粒與細顆粒的粒徑比。
2)回填工藝選擇需綜合考慮工程經(jīng)費、施工難度及地質條件,對一般的管道回填工程,選擇成本低、技術難度低的傳統(tǒng)回填工藝即可。對軟土地區(qū)和環(huán)保要求較高地區(qū),可選擇成本較高的流態(tài)固化土回填技術。對要求填料密實度較高的工程,可選擇石屑粉回填水撼施工技術。
3)在回填施工各個流程環(huán)節(jié)中,采用合適的壓實設備和方法,確保填土達到壓實效果。采用流態(tài)固化土回填技術時需等待材料充分固結,選擇合適配合比,保障固化土具有良好的流動性。
4)雨污水管道回填施工質量控制技術除了考慮材料、工藝、流程等方面,還應采取優(yōu)化現(xiàn)場施工管理等措施,對回填施工各環(huán)節(jié)質量進行嚴格把控,以提高回填施工質量。
參考文獻
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[作者簡介]周富洲(1987—),男,福建德化人,本科,工程師,研究方向:市政工程。