城市污水管道工程是市政工程重要的组成部分,其质量好坏不容忽视。由于污水管道工程多属地下工程,看不见,摸不着,不能立即投资见效并且较难监管,往往会发生业主方不够重视及施工方偷工减料等现象,因此,目前城市地下污水管道工程存在较多质量隐患,工程质量事故时有发生,这不仅影响了项目的正常使用,而且造成了较大的社会负面影响。本文将从工程实例出发,从管材质量、管与管接头和管道地基等工程部位的常见质量病害入手,分析了地下污水管道工程质量事故的成因,并针对性地提出了相应的技术处理措施。
1污水管道材质不合格引起质量事故
1)工程质量事故。江西省丰城市和合南路南侧地下污水管道工程,全长1600m,设计管材采用HDPE双臂缠绕管,环刚度8kN/m2,管径1m,管坡1‰,管内底平均高程为16.5m(黄海高程),管道埋深约6.5m,位于地下水位以下,持力层为饱和细砂层。施工措施采用两侧设置降水井,达到干化条件下大开挖埋管。工程运行一年后,部分管道发生变形、移位或脱节,细砂伴随地下水流入管内,导致该污水管道基本丧失排水功能。2)事故原因分析。经查,施工方未提供现场管材的质量合格证明和检测报告,实际检测的管材环刚度达不到设计要求;回填未按分层压实、两侧均匀回填要求,而是采用挖机无规则回填,导致在管道隐蔽时就已经产生一定程度的纵向挠度或弯曲变形,甚至错位。3)技术处理措施。依据该工程地勘资料和现场实际情况,采取止、降水相结合方法处理地基,管材变更为国标二级钢筋混凝土圆管。开挖前,于两侧设置降水井,达到干化作业条件后,全部清除ADPE双臂缠绕管;全线施行水泥土深层搅拌桩止水,其底封桩、侧缝桩的高、宽尺寸由设计计算确定,彻底解决地下水影响;地基加强处理工序完成后,最后安装新购混凝土圆管并作外包封混凝土加强。施工方吸取教训,购买正规管材,业主方严把材料检测、认证关,确保了材质达标。
2污水管与管接头不规范引起质量事故
1)工程质量事故。丰城市民用企业园至火车站截污干管顶管工程,全长180m,设计管材为钢筋混凝土圆管,管径1.2m,埋深约6m,位于地下水之下的饱和细砂层中。该顶管段下游紧接一座污水提升泵房,泵房启动运行三个月后,发现沿线木制简易棚严重歪斜,砖木结构平房墙体严重开裂,顶管上部混凝土路面出现不同程度的下陷,开裂达550m2。2)事故原因分析。施工方在管节顶进时,采用手掘式方法挖除土层,加上未有效控制地下水,这种施工方法远不如泥水平衡法规范,孔径难于掌握,造成顶管上部及两侧空隙过大留下隐患。尤其是管段之间的接头未严格按规定要求处理,接头密封质量不到位,事后未及时做闭水试验进行质检,导致泵房开启后管道试运行期间,细砂从接头空隙流入管道内,久而久之,最终造成管道下沉、错位、地面开裂。3)技术处理措施。针对上述质量问题,于地下水位最低时(当地枯水季节),在进一步摸清管道错位、下沉、接口质量及路面沉陷程度的基础上,分三种情况施行不同的处理方法。a.管道错位、下沉严重部位首先于管道两侧打入拉森钢板桩(规格为9000mm×400mm×13.5mm),在两侧适度布设降水井条件下,大开挖清除原管段;其次按管底高程下再挖深0.4m并回填40~80级配碎石作为垫层,压实抄平,以有效提高被扰动的细砂层承载力,作为新的管道持力层地基;最后在其上施工宽2m、厚20cm钢筋混凝土现浇板带,安装水泥圆管并作外包封混凝土加强。安装管道时,特别对接头安装工序,参建各方严格把关,确保质检程序到位。b.管道局部错位、下沉部位。采用沉井(增加检查井)及混凝土包封,对局部错位、下沉程度不很严重的管节接头进行换代或加强。c.管道接口漏水部位。采用双胀圈局部防渗漏修复方法,利用定制的不锈钢压条和耐腐蚀橡胶圈,借助液压扩张器,用不锈钢条压住橡胶圈,达到局部防渗修复效果。
3管道地基不达标及回填不规范
引起质量事故1)工程质量事故。丰城市商贸物流园区污水干管Ⅱ标工程,全长80m,管径1.5m,设计管材为HDPE高强缠绕管,环刚度为10kN/m2,管道埋深平均为6.7m,管内底标高为15.55m,位于地下水以下土层,持力层为饱和细砂层,设计地基密实度90%,承载力120kPa。交付一年后,该管道对应地面严重开裂、沉陷,管道扭曲错位,管内充满泥砂,基本上失去排污功能。2)事故原因分析。该工程未做针对性地勘,施工方仅凭试挖情况判断持力层类别及地下水初始水位高程;开挖后,参建各方未对管下地基进行密实度、承载力检测,在感觉无水状态下即开始浇筑垫层。管道安装就位后,未按设计要求回填粗砂水夯实,管道在上部荷重压力下,未经处理的砂性地基受地下水升降的影响产生不均匀沉降,导致管材变形、翅曲、脱节。3)技术处理措施。a.地基加强处理。开挖清除报废管道后,按设计管底标高再挖深0.9m并回填狗头石,分三层铺填、压平,完全隔离松散细砂层,再铺100厚40~80级配碎石压平。b.严格检测程序。加强处理后,聘请有关专业检测机构,对处理后的复合地基进行承载力实地检测,达到并超出设计要求。c.变更管道结构。该管道地处城市污水处理厂进水段终端位置,是商贸物流园区污水排放的咽喉,经研究并报专家组论证同意,全段采取钢筋混凝土箱涵结构,内空1.5m×1.5m,其垫层底板、箱涵、结构、回填要求,均按设计图纸规定实施。
4结语
城市污水管道工程是市政工程中一项关联性强、涉及面广、使用功能独特的地下基础设施。按目前我国城市建设惯例,污水管道往往沿城市道路布设,一般埋置较深,尤其是平原水系丰富地区,多数处于不良地基之上,其“纵横贯通、集中排放”是固有特点,牵一发而动全身,所以,它的工程质量优劣直接关乎民生,必须引起高度重视。污水管道质量达标的关键是抓住材质、安装工艺及管道地基三要素,三者相互依托,相互影响,一旦其中一项出现质量问题,必定会影响其他两项。材质是保障,安装工艺是关键,地基达标是前提,缺一不可,偏废任何一项都有可能对整个工程质量带来病害甚至严重影响工程正常使用。
作者:徐再楼 单位:南京理工大学