论高水位地区对管道施工中工程量的影响

胡向红，李 奇

（中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司，河北任丘 062550）

论高水位地区对管道施工中工程量的影响

胡向红，李 奇

（中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司，河北任丘 062550）

介绍了地下水对管道工程施工中工程量的影响及在管道施工中常用的处理地下水的方法。

管道施工；地下水；影响

随着我国经济的不断快速发展，长输管道建设突飞猛进，管道经过的水网地段越来越多，尤其是以下高水位地区的管道穿越。地下水对管道工程的影响虽不及对建筑地基工程的影响大，但也是一个不容忽视的问题。高地下水位对管道工程的影响主要在以下三个方面。

1 管道敷设管沟的开挖成型及工程量

对管沟的开挖成型及工程量的影响。管道工程中最大的一项土木工程就是管沟开挖，管沟开挖深度一般在2～2.5m，多地区地下水位可能不会达到如此高度，但是在沿海地区、低洼地段及我国江南等地区地下水位可能都位于2m以上，甚至某些地区的地下水位由于季节性变化或者地域的影响会达到0～0.5m的高度，而此时的高地下水位会对管沟的开挖及成型造成非常不利的影响，甚至对管道工程的施工工艺也会造成与一般方法截然不同的影响。当地下水位很高时如果不采取措施，管沟开挖时由于水多会造沟壁不断塌陷，大量泥沙不断填塞到沟底，不仅造成管沟难以成型还会造成重复开挖增大挖方量，同事为保证挖深管沟上口开也会相对增大，最终造成施工作业带宽度增大。例如：在永唐秦管道工程在天津段施工时由于局部地区地下水位较高，作业带土壤经过碾压后难以承受沉重的吊管机通行，最后不得不改变常规的施工方案采用沉管施工法，并且造成管沟上开口、土方量、作业带宽度等较其他段都相对增大，并且由于泥沙的不断塌陷也增加了较多的重复清沟量。比如地下水位较深段（水位2m以下），管沟上开口实际开挖2～4m（粘土、粉土段）、作业带宽度18m（施工图设计宽度）足以，而高地下水位段管沟上开口达到了5～7m，作业带宽度达到了25m，土方开挖量及其他处理措施也增大较多。

2 管道下沟就位及回填工程量

对管道下沟就位及回填的影响。管道施工图设计中规定：管道下沟前应清除沟中塌入的泥土、积水。管道下沟前清除沟内泥土、积水的原因是担心沟内积存的泥、水将管道抬起上浮，造成管沟挖深满足设计要求而管道埋深不足。管沟内泥、水积存的最大原因就是地下水的影响。

说明书中规定：严禁采用“二次回填”（即先松散回填，自重下沉后再进行二次补填）的方式，如此规定很大原因就是担心虽管道下沟前沟内积水已除净，若先采用松散回填，在高地下水位区松散回填后地下水会慢慢渗入松散土缝隙，导致已回填松散土层形成泥水混合层，最终导致管道悬浮在松散泥水混合层，若检查不仔细就进行二次回填最终导致管道埋深不足，即便是检查出地下水渗入管道悬浮也很难在进行补救，只有重新将管道挖开，增加不必要工程量。所以地下水对管道的下沟回填也有很大影响。

3 顶管穿越造成的工程量

地下水对顶管穿越的施工工艺、顶管机具选择、施工工程量等也有着很大的影响。地下水对操作坑的影响：顶管穿越深度一般都位于地面4m以下，在地下水位较深区在土质条件允许条件下，顶管操作坑甚至不用做任何支护及处理措施，仅需做好后背墙便可满足施工要求。

而在高地下水位区，操作坑开挖前不仅需要提前进行降水处理，还要对操作坑四壁及坑底进行护壁及处理，并且在顶进过程中要时刻注意整个操作坑及坑壁的变化。

地下水对顶管施工工艺及机具的影响，在低水位区顶管穿越采用普通人工掏土（土质允许）式便可顺利完成穿越，而在土质条件相同的高水位区人工掏土式顶管则难以实施，以为人工掏土顶管前端是完全开放的无法阻挡地下水压及泥沙，若土质不是很理想很可能导致道路塌方，或者导致顶管失败。列如在永唐秦管道工程中津围路顶管穿越，开始使用人工式顶管，在顶进4根套管后由于地下水较丰富再加之土质条件不是太好，套管前端粉土质土壤在地下水压作用下不断涌出，导致套管前端被逐步掏空，是套管头下沉甚至导致路面出现裂缝，最后不得不将已顶进套管回填废弃，终而采用相对较昂贵的泥水平衡顶管。

地下水对顶管工程量影响主要表现在，操作坑开挖时的降水措施、护壁措施及发送沟开挖。高水位区较低水位区工程量要大很多。

另外地下水还会造成很多顶管中的事故及失败，例如在永唐秦管道工程中G103国道顶管施工过程中，由于顶管深度较深，由于承压水作用致使操作坑底部出现涌沙现象，进而导致操作坑一侧出现较大沉降最后不得不中止施工，进行过滤处理。还有一次是顶管机头与首节套管接缝处出现涌沙现象，导致机头与首节套管接缝处偏差，最终不得不中止施工。

地下水在工程中是谁也不想遇到的，但有时也是不可避免的，而如何处理地下水创造尽量好的施工条件才是最根本的解决办法。处理地下水的主要措施有：降水、隔离、冷冻。在管道工程中前两者是最常用的。在一般段管沟开挖中降水是最常用的处理措施，降水的形式主要有，明排降水、井点降水。顶管穿越的降水方式主要是井点降水及采用止水隔离墙。根据不同地质条件、不同地下水高度选择不同的处理措施对施工有很大影响，对工程量大小也有着很大的影响。

所以，地下水不只是对建筑工程影响较大，对管道工程也有很大影响。如何做好受高地下水位影响的地基的软化及有害离子的腐蚀，是我们管道工程在以后设计过程中的重点之处，应对地下水给予重视，全面考虑地下水对工程量、施工工艺及其他方面的不利影响，做好处理对策。

［1］ 严红江.浅谈管道工程施工作业带在水网地区的加固技术［J］.科技致富向导，2015，（12）：74.

［2］ 谢协文，张国华.基于排水管道施工的市政道路工程地下水位处理研究［J］.商品与质量：房地产研究，2014，（2）：453.

Influence of High Water Level Area on Engineering Quantity in Pipeline Construction

Hu Xiang-hong，Li Qi

The infl uence of groundwater on engineering quantity in pipeline construction and the method of treating groundwater commonly used in pipeline construction

pipeline construction；groundwater；infl uence

U453.61

B

1003-6490（2016）07-0019-01

2016-06-30

胡向红（1971—），女，河北任丘人，助理工程师，主要从事油气储运管道设计工作。