滨湖沼泽区温泉管网沉降原因与防治措 施

滨湖沼泽区温泉管网沉降原因与防治措 施

盛文雷

重庆川九建设有限责任公司 重庆

摘要：温泉管网的管道具有分布广泛、支管繁多的特点，当管道位于滨湖沼泽区内，如果管网沉降没得到有效控制，会引起管道在管沟里下沉过大，管身失稳、接口开裂，影响管道的正常使用，同时管道损坏之后的检修难度很大。因此，探讨滨湖沼泽区温泉管网沉降原因与防治就显得格外重要。通过对滨湖沼泽区温泉管网沉降产生的原因和类型的论述，从各方面提出了预防沉降的措施。

关键词：滨湖沼泽区 温泉管网 沉降 防治措施

1.1　滨湖沼泽区温泉管网沉降的可能原因

1.1.1　沉降形成原因

　 滨湖沼泽区温泉管网沉降的发生是由多种因素引起的，沉降产生的主要影响因素如下：

1.1.1.1　管沟地基沉降：

温泉管网工程位于滨湖沼泽区内，此区域下部分布有淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土等软土，下部软土具有天然含水量高，孔隙比较大；抗剪强度低；压缩性较高，渗透性很小；结构性明显；流变性显著等工程特性。软土地基在管道与管沟回填料的重力作用下初期土体产生剪切变形，发生瞬时沉降，后期软土地基缓慢地排水固结发生固结沉降，软土地基在理论计算的固结过程结束后，因土骨架的蠕动而继续发生长期（长达数年以上）的、缓慢的压缩变形产生次固结沉降。

1.1.1.2　管网施工沉降

管网施工中产生的沉降主要包括两部分：一部位为管沟在分层回填过程中，填料的自身重力及压实设备在夯实过程中对填料的振动冲击力给管道瞬间加荷产生的瞬时沉降；另一部位为温泉管网施工完成后，后续在管网范围类施工的园林绿化、景观结构等专业工程的施工机械设备、作业人员、材料的重力与机械设备工作中振动与冲击的施工荷载引起管道上方土体下沉产生的瞬时沉降。

1.1.1.3　管道覆土沉降

管道安装完毕后，沟槽底部至设计标高选用填料对称分层均匀回填，并采用机械层层夯实。由于回填所用填料是经过机械开挖后的土石方，天然土石经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍不能完全恢复到原来的体积，形成欠固结土层，土层在上部结构物的荷载作用下会压缩变形、固结沉降，其次土层的自重、地下水位下降、地表水的长期渗流等会引起土层缓慢压缩产生次固结沉降。

2.1　沉降的防治措施

2.1.1 设计措施

　　 1) 地基加固

管道地基处于淤泥软土层，为减少管网后期固结沉降，采用先挖淤换填后抛石挤淤的方法加固地基。第一步挖淤换填，先清除沼泽区表层1.5~2.0 m厚软土，然后分层换填砂性土，每层铺土厚度不大于300mm，压实度≥90%。第二步开挖沟槽，开挖到设计标高后，对沟槽底采用抛石挤淤的方法进行地基加固，片石抛出水面后用履带式挖掘机铲斗将片石压入软基中，并反复夯压直到地基稳定，片、块石应高出水面，抛石基础应比沟槽基础宽1 m。片石粒径应为30～50 cm，浸水抗压强度大于20 Mpa，片石上应满铺10 cm厚砂垫层找平，然后浇筑15 cm厚的C20混凝土基础。

2. 回填处理

沟槽回填时要分层压实、对称均匀回填，管道两侧三角区至管顶以上500 mm且不小于1倍管径的次回填区内均选用中砂作为填料分层对称回填，回填密实度不小于95 %，一般回填区采用原土回填，密实度不小于90 %，同时必须符合《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268- 2008）相关规定。

管区（沟槽底至管顶以上1.5 m范围内）禁止采用推土机等大型机械进行回填，管顶严禁使用重锤夯实。

2.1.2 施工措施　

1)沟槽开挖：开挖前，应先进行测量放线，用白灰撒出开槽上口线、中线、下口线，并随时保证灰线清晰。从管道下游向上游采用履带式挖掘机分段开挖，随挖随运，同时修整边坡，槽边坡坡度按照1:1.25放坡系数执行，槽壁应平顺，在施工过程中应确保边坡稳定，沟槽每侧临时堆土时，堆土距沟槽边缘不小于0.8 m，且高度不应超过1.5 m。雨期施工时，沟槽应分段开挖，挖好一段浇筑一段基础，并在槽顶、槽底采取有效的截排水措施；同时，应经常检查边坡情况，以防止槽壁受水浸泡，造成塌方。开挖沟槽到设计标高后，对沟槽底采用抛石挤淤的方法进行地基加固，片石抛出水面后，用履带式挖掘机的铲斗将片石压入软土地基中，并反复夯压直到地基稳定，片、块石应高出水面，抛石基础应比沟槽基础宽1 m，沟槽挖完后应进行验槽，地基承载力应符合设计要求，并做好记录。

2）管道基础：沟槽验收合格后，采用中、粗砂铺筑10 cm厚垫层。采用人工溜槽将回填用砂送入槽底，人工摊铺底层砂垫层，每层砂石铺筑厚度不大于200 mm，并采用平板振动夯进行夯实。管道基础在浇筑混凝土前，模板内的杂物应清理干净，模板验收合格后及时浇筑混凝土，混凝土应符合设计配合比并用插入式振动器振捣密实。混凝土浇筑过程中，严格控制基础厚度，用水准仪每10 m测量一点，厚度应不小于15 cm。浇筑完成后应在混凝土终凝前及时进行自然养护，混凝土基础必须在混凝土强度达到l.2 MPa/mm

²以后，方可在上面走动，如行人必须通过时，可在其上垫放木板。

3)沟槽回填：管道安装完毕后，应经现场试验确定回填作业每层土的压实遍数、压实工具、虚铺厚度和含水量，并通知业主监理验收，验收合格后及时回填。回填前，应确认沟槽边壁无松散土体和坍滑体，并及时将沟槽内砖、石、木块等杂物清除干净。沟槽内不得有积水，保持降排水系统正常运行，不得带水回填，当回填过程中发生塌方时，应将塌方和已松散材料全部清出。回填时，应根据每层虚铺厚度的用量将回填材料运至槽内，且不得在影响压实的范围内堆料，管道两侧、管顶以上500 mm范围内的回填材料，应由沟槽槽壁两侧的溜板（槽）对称运入槽内，不得直接回填在管道上，回填其他部位时，应均匀运入槽内，不得集中推入。回填压实应逐层进行，且不得损伤管道。沟槽回填分两阶段，第一阶段：采用人工平摊填料，填料选用中砂，对称回填，回填深度从管沟底开始达管顶以上500 mm，每层填料铺筑厚度不大于200 mm，采用蛙式打夯机分层夯实，回填密实度不得小于95%。回填宜先用中砂将管底腋角部位填充密实后，再用中砂分层回填到管顶以上500 mm范围内。第二阶段：采用机械回填，填料选用原土，回填深度从管顶以上500 mm至沟槽顶部，每层填料铺筑厚度不大于200 mm，管顶500 mm以上部位采用机械压实，从管道轴线两侧同时分层压实，压实时，相邻段的接茬应呈台阶形，接茬处的碾压应相互重叠至少0.6 m，不得漏夯，回填密实度不得小于90 %。回填至设计高程时，应在12～24 h内测量并记录管道变形率，管道变形率应不超过3 %，当管道变形率超过3%，但不超过5%时，应挖出回填材料至露出管径85%处，管道周围内应人工挖掘以避免损伤管壁。挖出管节局部有损伤时，应进行修复或更换，重新夯实管道底部的回填材料，并重新检测管道变形率。当管道变形率超过5%时，应挖出管道，并会同设计单位重新处理。

4)管网保护：沟槽回填完成后，测量人员及时准确的测放出管网保护范围线，范围线应比沟槽边线宽1米，插上彩旗作标记，并用白灰撒出边线，做好测量标识，指定专人负责监护。组织各专业施工队伍召开管网保护专题会，合理规划其它专业工程的施工路线，管线范围内施工时应采用人工作业，不得堆放各种物资设备，各种车辆机械不得驶入，避免对温泉管网造成扰动，产生沉降。

参考文献：[1]董晓丽 土力学与基础工程 北京：清华大学出版社 北京交通大学出版社2009.6

[2] GB50268- 2008 给水排水管道工程施工及验收规范