复杂地形给排水管道施工优化分析

陈志云

随着新农村建设的进展，乡村排水环境的改善越显重要，本文通过乡村排水管工程对复杂地形的施工优化进行分析，提出乡村排水管道工程的细化设计施工，合理安排施工组织，施工工艺、达到项目建设效益、为新农村建设提供参考。

一、工程概况

本文论述样本项目为七里产业园、兰圃产业园、五虎山片区文化旅游产业园配套给排水工程建设项目，主要建设内容包括农村污水收集及雨污水管道修复等2个子项。

农村污水收集子项为7 个村庄污水收集，新建污水主管约55.49km，接户管约82.93km，污水泵井13 座，三格化粪池85 座，新建雨水管约7.99km，雨污水管道修复子项为周边现状雨污水管网修复。建设项目总投资26446 万元，工程费用为22514 万元，工程建设其他费用为2672 万元，预备费为1259 万元。

二、管道施工准备

1.熟悉图纸

项目建设意图通过工程的实施，实现村庄污水应接尽接，降低点、面源污染。目前国家没有发布相关农村污水收集工程的设计规范，因此图纸中仅对主要管做了明细设计，其余多项施工内容按类似项目进行暂估设计，对于工程成本控制及后期项目审计造成风险。管道路由与泵站选址时仅通过老旧地形图结合局部现场勘察确定，较为粗犷，未考虑征地难度、周边现状和构筑物条件等因素的影响，给实施增加了不确定性。

2.施工放样

本项目地形复杂多变，个别村庄依山而建，高程变化大。村内河道交错，村内居民楼密集，管道穿越地形复杂多变，视野受限，加之项目主管工程量较大，常规全站仪测量困难且耗时。而GPS-RTK 技术不受地形地貌影响，测量误差在厘米级，满足检查井位置放样测量的精度要求，可在熟悉图纸的过程中一同将放样坐标点录入至GPS 手簿，实地校正后按仪器显示情况寻找放样点，实现精准快速对井中位桩的放样。项目仅用2 人耗时一周时间完成了主管63.5km 放样，提高放样效率。

3.施工进度安排

项目需要在550 天内完成建设，扣除雨季、台风、春节影响及预留不确定性因素的时间，有效工期约为460 天。建设管线总长度为146.5km，平均每天需完成约320m 管道施工。按班组平均生产能力，要10 个工作面作业可按期完工。

村庄内道路狭小，已有的电力、通信、给排水等管线已经占据大部分位置。部分管道建设前需要先拆除原有合流管，在原管道位置建设分流制雨、污水管，无法等到新建排水管施工完成后，替换旧有排水系统，意味着管道建设完成不久后就会进行排水。为了保证施工质量，避免基坑泡水，所有管道一旦铺设就需要具备排水功能。为此项目组初步设想先行建设村庄与市政管线的接驳口，再从接驳口向上游逐步施工，保证管道排水。项目7 个村庄分为4 个片区，只有6 处市政污水接驳口，无法满足10 个工作面需求。

必须设法增加工作面，满足约定工期。局部新建的排水管也要具备排水能力，需寻找临时排放口。经过项目参建单位与当地村委协商，对比环境效益，决定在村庄现状排污口中选取合适位置设置临时排放口，争取早日完成排水系统建设，将污水从临时排放口转向市政接驳口排放，早日改善居民用水安全，提升居住环境。经摸排村庄现状排污口，结合管道排水方向，设置2 处临时排放口。7.99km 的雨水管道向临近河道排水，排放口较多，工作面基本不受排放口限时，雨水管总体按满足工作面需求考虑。项目整体共有9 处工作面可同时开展施工，仍然无法满足10 个工作面需要。

项目部对图纸进行整体归纳，将排水必经管线归为主管，搜集片区接户污水的归为支管。当主管由排放口施工至支管分叉口时，支管与主管具备同时施工条件，即可增加工作面。经统计支管工程量约12km，对应接户管约18km，共计30km。可在主管施工一部分后增加2 个班组，根据主管进度机动调度施工主管，满足工作面需要，符合工期计划。

4.加强社会宣传

农村排水建设涉及千家万户，管道在村庄道路中纵横穿梭，影响农户出行。部分管道穿越田地，影响生产，施工至接户管时甚至直接影响生活，导致阻工现象严重。施工前应主动向村委公开工程信息，提交工程图纸，进行项目交底，并在村委、活动中心等人员密集处公示。村委向村民进行事前会议宣传，施工中循环广播等手段宣讲工程建设目的。农村污水工程是为了改善村民居住环境、提高排水安全，对提高村民生活质量有利。也可调动村民参与工程监督，提升工程质量。选取临河截污管段先行实施，直观地让村民感受到工程建设对生活环境的提升，作为示范标准，做好宣导工作，最大程度征得群众支持。

三、优化施工图建议

1.检查井优化

设计中要求道路宽度大于2.5m 的管道采用DN1000 壁厚200mm 的预制钢筋砼检查井施工，预制井最大最重的下部结构0.65m3，总量约为1.6t，需要采用65 型挖掘机起吊安装。预制井下部结构最大宽度为1.5m，加上挖掘机2.87m 最小回转半径，作业回转半径为3.62m，无法在小于3.62m 路宽处施工。村庄内地质多为黏土、杂填土，根据规范要求，对应土质管槽坡顶有动载时的坡比为1：0.67 至1：1.25，管道埋深约1.5m，对应管槽上口最小宽度为3.8m，65 型挖机轮距仅有2.06m，无法骑槽吊装钢筋砼检查井。经与设计师探讨分析，使用更为轻便的预制塑料检查井，即满足人工转运安装，又满足功能及安全性能。且每座塑料井可节约造价1000 元，共可节约120 万元。项目最终单车道埋设检查井调整为预制塑料检查井施工。

图纸要求在接户管转弯、汇流处设置PVC 清扫口，供后期村民维护。但施工中发现村民认为格栅状的PVC清扫口容易散发臭味，时间久后外部杂物也容易落入清扫口内，且担心塑料制品在长期阳光照射后容易老化、粉碎，存在安全隐患。项目部征求村民意见，拟采用农村户表改造中小型阀门的球墨铸铁闸罐作为PVC 清扫口小型成品井室，对主要位置的清扫口进行保护。经统计位于经常行走或阳光照射强烈处的清扫口约4100 处，增加造价110 万元。项目参建单位及当地村委代表通过会商议定，根据项目投资额与村民使用需求，在主要清扫口处增设球墨铸铁闸罐井。

2.管道标高优化

图纸中并未具体要求小口径的接户管道具体标高，仅注明管顶覆土DN100 以下管道不小于0.3m，DN150以上管道不小于0.5m，覆土不足时需采用混凝土满包加固管道。多数农户现有排水口标高过高，直接进行管道接户，管顶覆土不足需满包加固，增加施工工期，且满包1m3混凝土价格高于填砂900 元，造价过高不利于限额控制。接户前先增设一口接户井降低排水口标高，使管道满足管顶最小覆土要求，再向支管进行接驳，减少管道包封工程量。

项目所处地理位置易受台风、大雨侵袭，部分管道又处于河道旁，地势低洼，当降雨量过大时雨水容易通过接户管倒灌至房屋中。建议在考虑项目投资可控的基础上，为防止倒灌应尽可能增加管道水流坡度，增加接户管上游水头压力。

3.管道路由及泵站选址建议

农村中存有大量农林性质用地，管道路由选取中有时为了避开道路会选取从田地中穿过。但多数田地土质较为松软，为避免管道沉降，基础需加设木桩，设置机械行走便道，管道进行满包，并未比在道路中铺设管道减少工程量。而管道回填砂又影响后续农户耕种生产，借地赔偿协调困难。

泵站选址时常设置在林地或池塘周边尚未使用的开阔地区，但农村地区民俗观念较强，常常对树林、竹林有风水意识，征地较为困难。当泵站设在池塘边时，往往地下水位高，基坑开挖时需要设置维护、防水措施。而农村地区道路狭小，周边架空线缆也较多，拉森桩打桩机、搅拌桩等机械进出困难。

农村污水管道路由及泵站选址前建议考虑周边环境、风俗影响，进行实地走访了解可行性。

4.排水方式调整

因分流制排水系统改造较为彻底，可最大程度保护水体环境，设计中大多按分流制系统考虑。对村庄内大截面沟渠，直接在原状渠道中铺设排水管进行分流。其中部分建设年限早，使用长达2m 的大型条石浆砌成截面为1.8×0.8m 的沟渠，沟渠强度高。经现场摸排及与周边居民确认，该条沟渠建设截面大，建设时没有单独设置检修口，使用过程中也未发生过堵塞。后期村民扩建房屋时直接将渠道条石直接作为房屋基础，将部分沟渠覆盖，导致无法揭露沟渠盖板。经对比分析施工难度、工程投资、周边房屋安全性与建设效益，该类位置调整为截流式合流制排水。保留原合流渠道，选取合适位置设置截流井。即能在平时对污水进行搜集，也能对初期雨水起到一定处理效果。

四、施工措施

1.土方平衡措施

坑槽挖方工程量约14 万方，工程量大、运距远。又因为运输道路狭窄，大部分的场内运输采用拖拉机，运输成本高。土方做好平衡调配，尽量利用原土回填，减小外运量可以有效降低项目成本。挖方时可回填的好土与不符合回填要求的土应分区堆放，剔除好土中大于40mm 的石块，回填前对回填土进行复查，合格后回填。虽然挖方时需多安排小工区分土方，但相比于高额外运及外购回填土源相比，仍有较高的经济优势。

2.管道挖填措施

村庄内道路宽度变化大，施工机械行走影响严重。根据管道所处道路宽度对埋设工艺进行区分，大致上分为普通挖掘机、微型挖掘机、人工挖掘三大类，并对应进行劳动力资源安排。小于1.5m 道路的使用人工作业，1.5 至4.0m 道路的使用微型挖掘机施工，4.0m以上使用普通挖掘机施工。经统计道路宽在4.0m 以上的管道仅占20%，且多为村口等交通要道，仅需安排4辆调度使用。

周边房屋多为联排，相互紧挨的建设形式，如果道路封闭施工，会导致整条巷道2 侧居民出入必须通过施工区域，危险性较大。根据土质、管道埋深，尽量缩小管道上口宽度，降小施工区域，降低对交通的影响。为避免沟壁土方滑坡，土质较为松软位置选用木桩加挡土板，并采用快挖快填方式组织施工，开挖的沟槽必须尽快完成下管安装回填，原则上不允许整条巷道出现未回填现象。每个点位施工前做好施工通知，设置交通绕行方案，派驻专人进行交通指挥，并要求施工员、材料员、班组长书面确认施工环境、施工方法、工程量及人材机需求。做到施工一步到位。为保证快速安装管道的密封性能，设计采用双胶圈承插连接，提高管口抗变形能力，密封性能良好。

3.装配式检查井质量控制

项目全线采用装配式预制检查井施工，材料质量固然重要，但从实际施工情况分析，如安装不到位，也将对检查井质量产生影响。

塑料检查井中很多施工单位为了安装便利，选用厚度一般的通用型密封圈进行连接。但通用密封圈厂家生产不规范，生产标准不一，难以控制质量，特别是管口变径时，因为有多个配件安装容易造成脱节、变形。密封圈应要求检查井供应商配套提供，且需要品牌一致。正规检查井供应商配套提供的密封圈厚度较厚、韧性强，使接口对接较硬，可以在承口处涂抹洗洁精降低摩擦力。在正式施工前，可以在路上进行安装试验，培训检查井连接作业步骤，测试检查井密封性能。

壁厚为200mm 钢筋砼井属于定制产品，厂家只有平口井节。平口井节在水位较高时易渗水，不利于工程质量。施工前应提前寻找厂家要求定制生产企口装配式的钢筋砼检查井。

4.周边房屋保护

村庄内房屋结构不一，有框架结构的同时也有很多年代久远的砖木瓦房与土坯房，部分房屋是建设的砌筑基础，有的没有基础。施工破路的震动或是沟槽开挖时土方的滑移容易破坏房屋产生裂缝。

混凝土道路破路前对路面进行切缝，并且做到将混凝土面层结构切透，将拆除的路面进行分离，降低破路震动。沟槽开挖调整为垂直开挖，并设置挡土板防止滑坡。局部老旧房屋太近，开挖风险大的管道调整为顶拉管工艺进行施工。

5.顶拉管施工

由于村庄道路狭窄现有管线众多开挖修复工程量大，周边房屋结构薄弱开挖施工影响大，市政管道接驳口穿路开挖施工影响交通严重，项目中多处部位使用了顶拉管工艺铺设管道。

顶拉管工艺类似于水平定向钻，采用机具也较为相似。顶拉管在导向转进与扩孔阶段基本与定向钻一致，但回拖时其采用的柔性密封自锁承插接口实壁管，每节管道长度短，安装轻便比热容或电熔连接快速，锁闭性能优良。可以在回拖的过程中边拖边安装管道，无须统一连接好管道后再开始回拖，但相较于定向钻工艺，其出土点不需要有长条形的施工用地也可以实施，适用场景更为广泛。回拖的过程中管道后端设置的后锚顶板在回拖力以外同步提供了鼎力，更好地克服了管壁与土层之间的摩擦阻力，同时也免于管头单向受拉的断管风险。

项目实际运用中在周边老旧房屋较进时，选用无底板预制检查井作为护壁，人工井内挖土下沉预制井，检查井封底后配合顶拉管工艺施工。对周边土层扰动小，给房屋做到了较好的保护。遇结构损伤房屋处，在管线回拖路面钻小孔泄压，防止泥水压力使路面上拱，影响房屋安全。在位于市政道路中部的接驳时，将钻机设置在村庄一侧，通过市政管道检查井作为工作井，在井内进行关节安装、后锚顶进，减小了施工区域，降低交通影响。

五、结语

在重视改善农村人民居住环境，建设新农村中，农村道路管网形成过程长久，建设结构、形式并没有统一的规划，也没有统一的标准，造成村内环境复杂多变。在对乡村排水管道进行改造的过程中，除常规的施工图纸交地、原材料质量控制、施工工序过程管控外，也应该同时重视对现场地处位置走访、摸排，识别施工重点及难点，完善并优化图纸，调动居民积极性。通过调整施工工艺、管道走向、调配施工组织，可有效降低施工难度、缩短工期、减小对周边环境与居民的影响、提高工程效益，推动新农村建设。