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改造工程排水管道基槽開挖與支護施工
來源：北京消防改造 時間：2017-06-27 09:38:51
一、工程概況
沿江公路改造工程部分施工段落處于鎮區，部分施工段落處于野外，該工程的排水管道采取以下設計：
1、鎮區段（嚴子港~太子圩港k0+140～k4+000，全長3.86km）
嚴子港~護漕港段：其中k0+260～k0+500段雨水管道單側布置于道路北側人非混行車道內，k0+500～k1+800段雨水管道兩側布置于人非混行車道內。護漕港~太子圩港段：其中護漕港至環宇路雨水管道兩側布置于人非混行車道內，環宇路至太子圩港這一段的雨水管道和污水管道都是單側布置于非機動車道（南側）內。
本段雨水管道都是使用鋼筋混凝土Ⅱ級管，管道基礎都使用鋼筋混凝土，管道連接都是承插式；本段污水管道都使用PE管，管道基礎都使用中粗砂，管道連接都是熱熔。本段雨水管道的基槽平均開挖深度在2.6m左右，本段污水管道的基槽平均開挖深度在3.6m左右。
2、野外段（段山港~朝東圩港k5+776～k7+502.4，全長1.73km）
本段管道均為雨水管道，雙側布置于道路邊線外側1.5m（局部為14.5m）處。本段雨水管道都使用鋼筋混凝土Ⅱ級管，管道連接方式都是承插式，管道基礎都使用素混凝土，雨水口連接管道都使用鋼筋混凝土Ⅰ級平口管。本段雨水管道的基槽平均開挖深度在2.5m左右。
二、施工總體部署
（一）施工準備
1、認真研究本工程的圖紙和相關文件。
2、組織人員編制施工方案。
3、認真選擇好材料供應廠商并檢驗材料質量。
4、組織施工隊所有工人、班組長、技術人員等進行書面的安全技術交底。
（二）施工總體方案
根據圖紙設計要求并結合實際地質情況和周邊環境，管道基槽開挖擬采取三種主要方案：
1、嚴子港~環宇路為非機動車道下方施工雨水管道，擬采用普通鋼板樁進行維護，輔以井點降水方式進行基槽開挖；
2、環宇路~太子圩港為行車道下方雨、污水管道同槽施工，開挖較深，其距兩側建筑物較近，擬采用止水性較好的拉森樁密排咬口式布置進行防護，并輔以井點降水方式進行基槽開挖；
3、段山港~朝東圩港為路基外側施工雨水管道，擬采用自然放坡方式進行開挖，同時在基槽內開設30*30的排水溝和集水坑配合水泵進行排水。
（三）具體開挖及支護
1、管道施工工藝流程
（1）鎮區段（圍護開挖）
測量放線→井點降水（按需采用）→打設鋼板樁（拉森樁）→開挖基槽并支護→施工管道基礎→鋪設管道→施工檢查井→閉水試驗（污水管道）→回填管道→拔除鋼板樁（拉森樁）
（2）野外段（放坡開挖）
測量放線→開挖基槽→施工管道基礎→鋪設管道→施工檢查井→回填管道
2、測量放線
首先用全站儀測放出管道中心線，每隔20米布設一個中樁，同時檢查井中心位置也布設樁，并對布設的樁進行護樁，以方便后續測量放樣，然后按照設計管道直徑計算出的開挖寬度每20米在中樁兩側各布設一邊樁，再經過測量計算出開挖深度并標記在樁上，同時用石灰線將管道中心線和開挖邊線標出。
3、降水和圍護
鎮區段的管道臨近既有建筑物，地質情況復雜，施工安全性要求高，因此在施工時須要采取降水加圍護措施。其中，嚴子港~環宇路非機動車道內的雨水管道施工，采用基槽外側打設6米長的普通鋼板樁圍護，內側（靠側分帶）放坡并輔以井點降水方式開挖（見示意圖1）；環宇路~太子圩港行車道下方雨、污水管道同槽施工，為防止土層液化或管涌，采用兩側打設9米長拉森鋼板樁密排圍護并輔以井點降水的方式進行開挖（見示意圖2），施工流水作業段長度以200米左右為宜。其中降水井點的布置根據工程現場實際情況采用基槽單側或者兩側布置（拉森鋼板樁布置在內側）。降水管埋設之前應該根據管道埋深來確定降水管的埋設長度和降水井點間距，這樣就可以保證降水的效果。
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井點降水施工流程為：確定降水位置→成孔→埋設降水管→填砂礫濾料→布置總管→連接降水管與集水總管→連通抽氣設備→安裝排水管和集水井→真空泵排氣→離心水泵抽水→觀察地下水位變化
降水時應該配備雙電源，這樣就可以保證水泵連續不斷地抽水，防止斷電造成慮管堵塞。剛開始抽水后出水的情況一般都是先大后小、先混后清。如果啟動抽水后不出水或者出水一直比較渾濁或者出水先清后混等情況，就要立即查明原因并糾正。
圍護施工時根據基槽開挖放出的邊線，進行鋼板樁（拉森樁）的施工。拉森鋼板樁使用振動沉樁錘進行施工，打入鋼板樁的垂直度不能大于露出地面的鋼板樁高度的1.5%。鋼板樁施工前必須要探明應打樁處地下有沒有管線等障礙物影響，如果有，就要先遷移或者采取必要的保護措施后才能施工。鋼板樁施工過程中，如果發現鋼板樁打入土中速度過慢，這時就要暫停施工，查明原因并進行處理后再繼續鋼板樁打入施工。
等一段管道回填后，拔出鋼板樁，有彎曲的就先進行糾偏處理，然后再進行下一施工段的施工。
4、基槽開挖與支護
開挖基槽先采用DH220的液壓挖掘機挖土，挖土從管道下游往上游方向開挖。施工中要嚴格控制標高，以防超挖，在槽底以上500px土層必須采用人工挖土，避免擾動基坑底部土層。如遇超挖，超挖部分采用碎石回填，對局部底部潮濕軟弱基礎也可超挖換填碎石。
鎮區段基槽開挖的土方除了可以回填利用的且現場具備臨時堆放空間的，其余的土方均外運至指定地點，野外段可以就地堆放。現場就地堆放回填土時，必須注意堆土的高度不宜超過1.5米，堆土距離基槽邊不得小于2米，這樣就避免了基槽不穩定而塌方，保證了施工的安全性。
管道基槽開挖結束并且邊坡穩定后，應該在基槽內設置安全梯，施工人員必須從安全梯出入基槽中，不得隨意攀爬滑行或者采用支撐跳躍等方式出入基槽，同時安全梯的設置也保證了基槽塌方時施工人員能夠安全撤離基槽。
（1）鎮區段基槽開挖
鎮區段的管道臨近既有建筑物，地質情況復雜，施工安全性要求高，因此在開挖基槽施工時選擇使用鋼板樁（拉森樁）進行支撐圍護。基槽開挖隨著挖土深度的增大，應根據實際土質情況對局部加設型鋼圍檁并用橫向方木進行支撐，基槽挖土與支撐應密切配合，防止因土體側壓力過大導致樁體傾斜基槽壁失穩。設置圍檁時，選擇使用型鋼圍檁，并設置2道圍檁，分別設置在鋼板樁樁頂以下1米和鋼板樁樁頂以下2.5米的位置處。
（2）野外段基槽開挖
野外段因為沒有臨近障礙物影響，周圍空間比較大，開挖的寬度不受嚴格限制，因此該段開挖基槽選擇使用自然放坡進行開挖施工，放坡的坡度控制在≤1:1，且基槽內設置30*30排水溝和集水坑，采用水泵抽水（見示意圖3）。
spacer.gif示意圖3
四、安全保證措施
（一）組織保證
1、牢固樹立“安全生產，預防為主，綜合治理”的方針，堅決貫徹“管生產必須管安全”的原則，建立健全安全生產組織機構，成立以項目經理為首的安全生產管理領導小組和應急救援小組，負責本工程安全管理和應急救援工作，并嚴格執行相關要求。
2、安排一個專職的安全管理人員并認真完成自己應該有的職責：①認真執行安全生產的相關法律、行政方面的規范、和行業有關標準以及勞動保護方面的有關原則和上級下發的各種管理系統，同時還要完成好平時的檢查作業；②參加施工方案和有關安全措施的制定并按照方案在施工現場多檢查，一旦在現場發現問題要立即進行改正，不能立即處理的可以向上級進行報告；③對現場所有施工人員包括管理人員和技術人員進行監察和相關的安全教育；
3、根據基槽開挖施工的特點再結合本工程的實際情況，將項目部制定的安全生產相關責任制分解落實到所有現場施工管理人員包括技術人員和班組長等人員，確保崗位職責清楚明了。
4、根據本工程的基槽開挖專項施工作業情況，加強對所有施工人員進行有針對性的安全方面的宣傳教育，保證每個月至少進行一次這樣的有針對性的安全活動。
5、制定符合實際情況的安全檢查相關制度，并保證每個星期至少進行一次安全方面的檢查，檢查的內容要包括：施工現場的實際工作環境、現場人員有沒有按照規定佩戴防護用品、現場辦公生活的地方有沒有防火防盜方面的設置等，并根據檢查情況對現場施工隊進行評價，同時根據實際的檢查情況指出現場不足的地方并提出相應的改進完善措施。
6、對施工現場的所有施工機械設備要加強檢查加強管理，確保所有機械設備都在檢測合格有效期內，同時所有機械的駕駛員都必須有相應的機械操作證。
（二）技術管理保證
1、開始施工之前，詳細調查清楚施工段落范圍內的土質及地下水位等情況，在次基礎上再編制切合實際情況的施工方案。
2、開始施工之前，組織施工隊所有工人、班組長、技術人員等進行書面的安全技術交底。
3、所有施工必須要嚴格按照編制好的施工方案實施，并安排技術人員在施工過程中進行監測。
4、所有的施工機械必須要檢驗合格并且操作性能良好，機械操作人員必須要有機械操作證。
5、開挖后深度≥2米的基槽上口邊緣必須要設置明顯的警示標志，夜間還應該要增加警示燈設置。
6、距離基槽上口邊緣2米范圍以內嚴格禁止堆放材料和停放機械設備等，2米范圍以外堆放臨時土方的土堆高度必須≤1.5米。
7、所有人工操作的小型工具在使用之前必須要經過仔細檢查，確保沒有損壞再使用。
8、所有施工人員必須從安全梯出入基槽中，不得隨意攀爬滑行或者采用支撐跳躍等方式出入基槽，并且要佩戴合格的安全帽。
9、在基槽開挖施工過程中，如果碰到不明物體或者土質變化較大，必須立即停止施工并將情況如實上報有關部門，等查明原因并處理情況后再繼續施工。此外，還要安排專人負責監察基槽壁的穩定情況，嚴防基槽壁突然塌方而造成安全事故。
10、基槽圍護所使用的支撐必須保證堅實牢固，具有足夠的穩定性，在開挖施工過程中要及時設置支撐，要做到逐層開挖逐層支撐，并且支撐一定保證橫要平豎要直，設置牢固。開挖出來的土方不能任意亂堆，必須按照施工方案制定的地點堆放。挖除外運的，拉運車不得超載。
11、局部施工段落如果無法避免在夜間施工時，一定要特別注意施工安全并且不得影響居民休息，同時還要安排專人負責監察。
12、施工時不能長距離大開挖，一定要分段落施工，同時管道鋪設施工一定要緊隨基槽開挖施工之后形成流水作業，并且一段施工結束后要立即組織回填施工，避免基槽放置時間過長產生塌方等安全事件。
13、安排專人負責每天開始施工之前全面檢查施工現場的各種電源及用電設備，確保沒有安全隱患后再施工。
14、所有施工人員在上班事件一定不得喝酒，喝酒之后一定不得進入施工現場。
五、主要注意事項
1、放坡開挖基槽施工中，遇到局部地段開挖較深，為了有效防止邊坡坍塌，可以采用跳躍式施工方法，即每開挖60米左右，然后預留20米左右的支撐土壩，待先開挖段管道施工結束后，再開挖預留的小段將管道接通.
2、若局部施工段出現鋼板樁錨固端無法固定，形成自由端，并向槽內側滑移的現象，可以先將鋼板樁打入地下1米左右深的位置，再將樁頂以上范圍內的土挖去。
3、同槽管道段打設鋼板樁時要充分考慮好鋼板樁成槽寬度，避免出現樁下端向基槽內側滑移占據管道的路由。
4、開挖土方應遠離基槽上口線，且基槽挖好后，應減少槽邊的機械擾動，以消除土體的流動原始力。
5、對于局部地段基槽底出現淤泥涌起現象，可采取加深開挖，拋填塊石的方法。
6、基槽成型后，要精心組織管道施工，力爭縮短涼槽時間，以盡可能減少對兩側建筑物的影響。
7、在每段基槽施工期間，應指派專人對鋼板樁的位移以及樁后土體的滑支、下沉、裂縫的變化進行監測。
8、規范好鋼板樁的起拔方法，防止因拔樁震動，造成樁后土體坍塌，避免對已施工完的管道造成損壞。拔除鋼板樁施工時，拔除方向應該順著鋼板樁垂直方向，拔除速度要均勻緩慢。同時應采用間隔式拔樁，先每隔4根從一頭向另一頭起拔，再每隔3根、2根、1根拔完。
六、結束語
一般道路工程中的排水管道基槽開挖都是平行于道路，更多的情況是臨近既有設施，開挖較深，地下水位高。施工中如何降低地下水位，如何防止基槽坍塌，如何保護臨近設施不塌陷、不開裂，如何保證施工安全性是基槽開挖施工的關鍵問題。在沿江公路改造工程排水管道的基槽開挖施工中，從設計到方案選擇再到施工過程的一系列控制措施以及施工結果來看，施工效果較好。