河滩地级配不良卵石混合土区域PCCP沟槽回填施工方案

苏 曼

（山西省东山供水工程建设管理局 山西太原 030002）

河滩地级配不良卵石混合土区域PCCP沟槽回填施工方案

苏 曼

（山西省东山供水工程建设管理局 山西太原 030002）

东山供水工程部分PCCP输水管道沿昌源河河滩地埋设，揭示地层岩性以第四系全新统洪冲积卵石混合土为主，局部夹级配不良砾石层或砂层。在这种地质条件下，PCCP沟槽开挖料难以满足回填要求，为确保该段PCCP安装质量，做到安全、环保施工，提高经济效益，文中对该段管道施工进行了详细研究，并总结出了PCCP在类似地质条件下较为合理的回填方案。

PCCP；河滩地；卵石混合土；回填；施工方案

1 工程概况

东山供水工程部分PCCP（预应力钢筒混凝土管）管线沿昌源河河滩地埋设，根据设计要求，管沟回填应分区进行，即：管基采用碎石垫层，该区域对管道受力影响状况最大；管侧回填区为垫层区顶面至管中心角120°高程处的回填区域，相对密度不小于0.75；初步回填区为管顶以上500 mm内的回填区域，回填料粒径不大于50 mm；沟槽带回填区的回填材料及回填密实度要求较低，回填料粒径不大于100 mm，相对密度不小于0.6；表土回填区为开挖临时堆放的耕作表土，回填料粒径不大于100 mm（详见图1）。

图1 原设计沟槽回填要求

管沟开挖后揭示，除地表200～300 mm种植土外，基本为卵石混合土、含漂石，粒径大小不均，最大达3 m以上的漂石。其中粒径500 mm以上约占5%、粒径300～500 mm约占17%、粒径100～300 mm约占30%、粒径50～100 mm约占20%、粒径≤50 mm的卵（砾）仅约占28%（详见图2），开挖料粒径不满足原设计中沟槽各个区域的回填要求，如全线外购换填，施工费用将大幅度增加。

图2 现场开挖情况

2 设计优化

针对开挖料不满足设计回填要求的问题，经设计研究提出：管基、管侧及初步回填区对管道受力影响较大，而沟槽带及表土回填区域对管道受力影响较小，因此，可将开挖料进行现场筛分，并将原回填设计要求进行了优化，变更为管顶500 mm以下范围内选用粒径不大于50 mm的回填料进行回填，筛分量不满足回填量要求时考虑外购换填；在满足设计相对密度的前提下，管顶500 mm以上范围内可选用剩余开挖料进行回填。

3 现场施工工艺

根据设计提出的筛分方案及优化回填方案，施工现场先对管沟开挖料进行筛分，并将筛分后的剩余开挖料进行回填碾压试验，如能满足相对密度不小于0.6的压实指标，则施工方案可行。

3.1 筛分工艺

为满足管顶500 mm以下范围的回填料粒径不大于50 mm，首先应制作现场简易溜筛，筛孔直径不大于50 mm（详见图3）。在管沟开挖过程中，端料时用挖掘机配合人工对大于30 mm的孤石进行挑拣，然后采用装载机端料上筛，并将筛分成品料与剩余料分别运至堆放区。

3.2 回填碾压试验

1）机械参数

图3 现场筛分工艺

为达到设计提出的碾压指标，并考虑回填材料的性质，本次试验主要机具及参数选择如表1所述。

表1 机具的参数

2）铺料方法

铺料采用人工配合挖掘机、装载机摊铺。铺料时设置周边控制桩，以控制铺料范围及厚度。

3）碾压参数

试验段管顶500 mm以上区域碾压机具采用3 t压路机，压路机使用进退错距法和“静压－振压”的碾压方式，错距碾压宽度为沟槽带回填区20 cm。试验方法为：铺料厚度30 cm时，利用压路机先静压1遍，再振压2遍，取样测定含水率和相对密度，再振压第3遍，然后进行第二次取样测定含水率和相对密度；铺料厚度40 cm时，利用压路机先静压1遍，再振压3遍，取样测定含水率和相对密度，再振压第4遍，然后进行第二次取样测定含水率和相对密度；铺料厚度50 cm时，利用压路机先静压1遍，再振压4遍，取样测定含水率和相对密度，再振压第5遍，然后进行第二次取样测定含水率和相对密度。

采用灌水法取样测其含水率和相对密度，每个试验层每次取样数为6个，由试验室按规范测算出试样的干密度及相对密度，数据分析得出：

（1）铺料厚度为30 cm时，采用3 t压路机碾压3遍后，相对密度在0.57～0.60之间，平均相对密度0.59，不能满足沟槽带回填相对密度不小于0.6要求；碾压4遍后相对密度在0.60～0.63之间，平均相对密度为0.61，能满足沟槽带回填相对密度的要求。

（2）铺料厚度为40 cm时，采用3 t压路机碾压4遍后，相对密度在0.57～0.63之间，平均相对密度0.6，能满足沟槽带回填相对密度的要求；碾压5遍后相对密度在0.60～0.65之间，平均相对密度为0.64，更能满足沟槽带回填相对密度不小于0.6的要求。

（3）铺料厚度为50 cm时，采用3 t压路机碾压5遍后，相对密度在0.52～0.57之间，平均相对密度0.55，不能满足沟槽带回填相对密度不小于0.6的要求；碾压6遍后相对密度在0.55～0.6之间，平均相对密度为0.57，也不能满足沟槽带回填相对密度不小于0.6的要求。

经过以上对比分析，铺料30 cm碾压4遍、铺料40 cm碾压4遍和铺料50 cm碾压5遍均能满足设计要求，但铺料30 cm时，铺料层数较多，人员、设备消耗较大，施工效率也较低；铺料40 cm碾压4遍时，相对密度在0.57～0.63之间，部分检测点不满足设计要求；铺料40 cm碾压5遍时，检测结果不但能满足设计要求，也降低了人员设备消耗率，增加了施工效率。因此，最终选取的铺料厚度为40 cm，3 t压路机进退错距法碾压遍数为5遍。

3.3 小结

经过上述施工方案，该段PCCP管沟回填既能满足管身受力要求，又能保证管槽回填区域压实度要求，表明了采取筛分开挖料、优化分区回填要求的方案是经济的、可行的。

4 结论

1）PCCP管沟区域中，管基、管侧及初步回填区对管道受力影响较大，需控制回填料粒径及压实度；沟槽带及表土回填区域对管道受力影响较小，需主要控制回填料压实度，对粒径要求较小。

2）在河滩地等不良地质条件下安装PCCP管道时，如开挖料不满足回填要求，可考虑对开挖料进行筛分，并对筛分料与筛余料分区回填，既满足了管道安装要求，又节约了工程投资，可在类似工程中加以应用。

PCCP Trench Backfill Construction Scheme in the Pebble Soil Area with Bad Gradation on the Flood Plain

SU Man

A portion of the PCCP pipeline of the Dongshan Water Supply Project is buried along the flood plain of the Changyuan River.The lithology of the strata is mainly composed of pebble soil of alluvial in Quaternary Holocene series，which is locally mixed up with gravel layer with bad gradation or sand layer.The PCCP trench excavation material was difficult to meet the backfill requirements under such geological conditions.To ensure the PCCP installation quality，safe and environmental construction and increase the economic benefit，pipe construction of this section was studied in detail in this paper.The reasonable backfill scheme of PCCP under similar geological conditions was summarized.

PCCP；flood plain；pebble soil；backfill；construction scheme

TV554

B

2017-02-28

苏 曼（1988-），女，2012年硕士研究生毕业于天津大学水利工程专业，工程师。

1006-8139（2017）03-026-02