1 项目概况

石家庄正定新区综合管廊项目顺平大街道路 工程，北起崇因路，南至河阳路，全长468.785m。道路规划为城市主干路，道路红线宽48m，双向六车道，道路与周汉河相交处K2+580设置一座桥。

本工程污水管道直埋段（除迎旭路~隆兴路段）为东西两侧布置，入廊段污水入廊。 其中（迎旭路~隆兴路）段污水管线为D1400钢筋混凝土管，管道埋深达11m，局部管线穿越周汉河，河床与管顶距离仅有1.9m。周汉河往年最高水位距河床底为2.55m，常水位为2.1m，河道两侧为绿化乔木林。

本工程地质情况为滹沱河冲积平原地质，情况 复杂且砂层较多。污水管道处于第7层中砂层：层厚在10.8~13.8m左右，灰白色，稍湿，中密，砂质较纯，分选性一般，矿物成分以石英长石为主，压缩性低。

采用顶管法对污水管道进行施工，管道采用钢筋 混凝土管（D1400），混凝土强度等级不得低于C50，抗渗等级不应低于S8。工作井标准内径尺寸为8m×6m（长×宽），接收井内径尺寸为6m×6m（长×宽）。

通过理论研究与现场实践相结合，研究并实施了5种关键技术。

2 污水管道上方砂层的加固与减阻施工技术

2.1 洞口采取高压注浆预加固施工

为防止顶管机在进出洞口时土体安全，需对洞口外土体进行固化处理，同时还要有良好的止水效果，防止洞口开启时泥沙涌入井坑内，造成危险，采用 小导管注浆加固洞口周围土体。

现场主要使用了双液注浆相结合的加固方式对土体进行有效改良，提高洞口周围土体的整体稳定性与强度，防止洞口的土体出现塌方、涌泥沙等现象。加固范围洞口前5m范围内，洞口四周距管道外侧2~3m为最佳（图1、图2）。

图1 洞口注浆加固横剖面示意

图2 洞口注浆加固横纵剖面示意

2.2 采取膨润土减少砂层阻力

泥浆配制主要材料为膨润土，在货源上优选颗粒细、胶质价高的膨润土，在制作过程中，充分搅拌 均匀，为了使膨润土充分分散，泥浆拌和后停滞时间在12h以上。膨润土运到现场后分批测得膨润土的胶质，按设计要求配制泥浆（重量比）。

3 局部顶管穿过河床施工技术

下穿周汉河施工时，拟在污水管线两侧周汉河上堆土拦截河道施作围堰，西侧围堰顶部加宽至10m，并硬化修整为施工便道，东侧土围堰顶部宽3m， 边坡坡度1∶1.5，迎水面铺设2mm厚防水土工膜用作止水层（图3）。两道围堰之间埋设DN2000的聚乙烯缠绕结构壁管，便于两侧河水互通。

图3 围堰布置示意

由于河道较窄，水位较低，本工程量围堰采用 土围堰。围堰填筑用土由挖掘机在河道两侧上层挖取，用自卸汽车运至围堰填筑地点，再由挖机自两侧向河道中推碾填筑，直至合拢并达到设计高程及顶宽。

施工过程中具有以下优势：（1）稳定、防渗、抗冲和强度；（2）施工上构造简单，便于施工、维修、撤除方便；（3）布置上使水流平顺，不发生局部冲刷；（4）围堰接头、与岸坡连接处要可靠，避免因集中渗漏等破坏作用引起的围堰失事；（5）经济合理。

4 污水管道顶管无渗漏施工技术

（1）管道采用钢圈承插增加自密封橡胶圈及 麻绳。传统的承插式的接口采用砂浆等刚性材料进行密封的做法，由于承插口施工容易出现尺寸偏差、 安装偏差、砂浆堵缝不严等问题，且管道容易受外界影响而被拉裂，从而大幅影响了管道的耐久性。

为解决传统承插式钢筋混凝土管道接口施工中遇到实际问题，通过科技创新研发，优化接口密封的形式及材料，形成“自密封橡胶圈承插式钢筋混凝土管道施工技术”。密封胶圈遇水膨胀，能使管节之间紧密贴合，另附加一道麻绳防止顶进过程中密封胶圈损坏起到双保险作用，此外麻绳需做防腐处理，遇水亦有膨胀效果。

（2）管道与检查井交接采取钢筋混凝土现浇 抱框加防水砂浆和非固化防水涂料加强。传统承插式的接口采用砂浆等刚性材料进行密封的做法，由于 承插口施工容易出现尺寸偏差、安装偏差、砂浆封堵缝隙不严等问题，且管道容易受外界影响而被拉裂，从而大幅影响了管道的耐久性。

5 工作井兼作检查井施工技术

5.1 利用工作井的底板兼作检查井的底板

本工程顶管工作井内需施作污水检查井，为节约工期及造价，采用工作井底板兼作检查井底板的技术。施工工作井底板时预留检查井底部钢筋支架（图4）待管道顶进完成后直接在工作井底板上施作检查井。

图4 底板预埋检查井钢筋支架示意

5.2 工作井与检查井之间狭小空间回填技术

工作井与检查井之间回填时因空间狭小无法采用机械回填，压实度无法保证，经研究可采用强度为0.8MPa的振动预拌流态固化土（Premixed Fluidized Consolidated Soil，简称PFSS）技术，利用基坑开挖弃土为主要原料，加入一定比例的专用岩土固化剂和水，通过专用的振动搅拌设备进行充分拌和，形成 坍落度200±20mm可泵送的、自密实的流态化岩土工程材料，可采用罐车运输，采用泵送或溜槽进行 现场回填浇筑。预拌流态固化土具有早期强度较高，固化时间短、工期快，施工12h达到上人施工的强度，并且其具有极强的流动性和自密性，直接浇筑，且 无需振捣施工质量可控，回填可连续，在管廊肥槽 回填方面取得了良好的应用效果。

6 处理大量泥浆保环保无污染施工技术

该废弃泥浆干湿分离装置，筛选槽的上表面活动铰接有筛板，筛选槽的一端固定连接有驱动组件， 筛选槽的另一端上表面固定连接有支撑架，支撑架的中部上表面螺纹连接有螺纹杆，螺纹杆的底端转动有连接杆，筛选槽远离驱动组件一端固定连接导料板。该废弃泥浆干湿分离装置，将泥浆倒入至筛板上表面，扭动转动把手使得筛板在筛选槽的上方来回移动， 泥浆通过筛网落入到倾斜板上向靠近传动杆一端流出筛选槽，然后转到螺纹杆，使筛板靠近导料板的一端向下倾斜，继续扭动转动把手，使得筛板上的碎砂石通过倾斜的筛网滑落到导料板上，完成泥浆干湿分离。

7 结束语

与传统施工工艺相比，该施工技术不受地表土地的占用、建筑物及管线的迁改等的影响，避免了对土地的破坏、原有资源的拆除、恢复等及对周边环境的污染，节省了施工场地表面清理、管沟开挖、边坡支护、土方回填等工序，节约工期降低成本。

施工过程中积累关键技术，基于石家庄正定新区综合管廊工程，通过高压注浆预加固技术、膨润土 砂层减阻技术、工作井周边围堰降水技术、小空间 液态固化土回填技术、工作井与检查井底板共用技术等5种技术，完成了超深市政污水管道下穿河道顶管施工，降低了施工难度，保证了施工质量。

采用泥浆干湿分离技术、弃土固化技术及水泥基结晶涂料、钢圈承插式加密封橡胶圈加沥青麻絮施工技术，减少了水的消耗及污染物的排放，减少对环境的影响和危害，提高工作效率，缩短工期，并有效提高顶管成功率，降低后期返工纠偏的成本。为类似管道深度较大，穿越砂层、河道的工程具有推广应用价值。

（本文已完结）

摘自《建筑技术》2023年9月，王晓佳，张凯，张澎涛