流沙土管道堵塞專項施工方案一、工程概況1.1項目背景本工程為市政排水管道清淤修復項目，管道位于城市主干道下方，管徑DN1200mm，采用鋼筋混凝土承插式結(jié)構(gòu)，埋深5.8m。管道敷設地層主要為第四紀松散堆積層，自上而下依次為：①素填土（厚0.5-1.2m）、②粉砂層（厚2.3-3.8m，標貫擊數(shù)N=6-9擊）、③粉質(zhì)黏土（厚1.5-2.7m）。根據(jù)地質(zhì)勘察報告，②層粉砂層滲透系數(shù)1.2×10?3m/s，天然含水量32%，孔隙比0.78，在地下水作用下極易發(fā)生流砂現(xiàn)象。1.2堵塞情況管道堵塞段位于K0+320-K0+410區(qū)間，長度90m。通過CCTV管道檢測顯示，管道內(nèi)堆積物主要為流沙土與生活垃圾混合物，堵塞厚度達管道直徑的2/3，導致上游300m范圍內(nèi)出現(xiàn)排水不暢，雨季常發(fā)生路面積水?，F(xiàn)場探坑揭示，管道頂部存在3處結(jié)構(gòu)性破損，破損處形成直徑0.3-0.5m的孔洞，流沙土通過孔洞持續(xù)涌入管內(nèi)。1.3工程難點粉砂層在動水壓力作用下易產(chǎn)生管涌，傳統(tǒng)開挖可能引發(fā)塌方管道埋深大，地下水位高（埋深2.1m），水力坡度達1:4.5周邊存在110kV高壓電纜（距離施工區(qū)3.8m）及給水管（距離2.2m）需在不中斷交通條件下施工，日交通流量達2.3萬輛二、施工準備2.1技術(shù)準備地質(zhì)復核：采用地質(zhì)雷達與鉆孔相結(jié)合的方法，補充勘察堵塞段周邊30m范圍內(nèi)地質(zhì)情況，重點查明地下水位變化規(guī)律及砂層分布特征。方案論證：組織專家對"先止水后清淤"施工方案進行論證，確定采用"止水帷幕+井點降水+機械清淤"的施工工藝組合。參數(shù)計算：根據(jù)流砂臨界水力坡度計算公式i=γ'/γ_w（γ'為土的有效重度，γ_w為水的重度），計算得出本工程臨界水力坡度為0.82，實際水力坡度需控制在0.75以內(nèi)。2.2材料準備材料名稱規(guī)格型號數(shù)量技術(shù)指標水泥土攪拌樁Φ500mm，樁長9m120根28d無側(cè)限抗壓強度≥1.2MPa井點管Φ50mm，壁厚3mm60根濾管段長度1.5m，孔隙率18%高分子注漿材料水灰比1:1.28t初凝時間30-45min，結(jié)石率≥95%竹編護壁板2mm厚，330×600mm500塊橫向抗拉強度≥1.5MPa鋼板樁SP-IV型，長6m80根屈服強度345MPa，鎖口防水性能良好2.3機械準備三軸水泥土攪拌樁機（Φ500×3）1臺，配備深度計量裝置真空井點降水系統(tǒng)2套（含真空泵、集水管、配電箱）液壓清淤機器人（配備破碎、抓取功能）1臺高壓旋噴鉆機（XP-30型）1臺，工作壓力20-30MPa履帶式起重機（25t）1臺，配備自動稱重系統(tǒng)2.4現(xiàn)場準備圍擋搭設：采用2.5m高彩鋼板圍擋，設置雙層防溢裙板，圍擋內(nèi)布設排水溝和集水井。降水系統(tǒng)：沿施工區(qū)周邊布置單排輕型井點，井點間距1.2m，濾管埋深6.5m，配備雙電源保障系統(tǒng)。監(jiān)測布置：在施工區(qū)周邊布設12個沉降觀測點、5個水位觀測孔，監(jiān)測頻率為每2小時1次。三、施工工藝3.1止水帷幕施工水泥土攪拌樁施工采用"四攪兩噴"施工工藝，鉆進速度0.8m/min，提升速度0.5m/min水灰比1.5:1，水泥摻量15%，每米樁體水泥用量75kg樁位偏差控制在±30mm內(nèi)，垂直度偏差≤1%相鄰樁施工間隔不超過24小時，搭接長度≥200mm高壓旋噴樁補強在攪拌樁帷幕內(nèi)側(cè)，針對管道破損位置，施工3排Φ600mm旋噴樁，形成直徑1.8m的局部加固區(qū)噴射壓力25MPa，噴嘴直徑2.2mm，提升速度8-10cm/min采用二重管法施工，注漿材料為42.5級普通硅酸鹽水泥+水玻璃（摻量3%）3.2井點降水系統(tǒng)井點布置：沿止水帷幕內(nèi)側(cè)布置單排井點，井點管距帷幕1.2m，形成封閉降水圈成孔工藝：采用高壓水沖法成孔，孔徑150mm，孔深7.5m，下入井點管后填入瓜子片濾料（粒徑2-5mm）抽水運行：降水系統(tǒng)提前7天啟動，真空度保持在65kPa以上，將地下水位降至管道底以下1.5m水位監(jiān)測：每2小時記錄各觀測孔水位，當水位回升超過30cm時，及時檢查井點系統(tǒng)運行狀況3.3管道清淤施工工作井設置：在K0+320（上游）及K0+410（下游）位置各設置1座6m×4m×5m的工作井，采用Φ609mm鋼管樁支護，樁間采用雙層竹編護壁竹編板安裝：每節(jié)開挖250mm深后，將竹編板斜向插入孔周，用Φ6mm鋼筋（長300mm）固定，板間搭接100mm混凝土護壁：C25混凝土，厚度150mm，內(nèi)置Φ8@200雙向鋼筋網(wǎng)機械清淤采用液壓清淤機器人，通過工作井放入管道，配備高清攝像頭和機械抓手清淤步驟：先破碎大塊堆積物（粒徑≤300mm），再分段逆向抓取（每次抓取量≤0.5m3）淤泥運輸：采用密閉罐車運輸至指定消納場，運輸過程中含水率控制在85%以下管道修復對3處破損孔洞采用"注漿+內(nèi)襯"修復工藝：①高壓注入高分子注漿材料填充孔洞周邊砂層②安裝Φ1200mmCIPP內(nèi)襯管，固化溫度80℃，固化時間4小時接口處理：采用熱收縮套密封，加熱溫度120-140℃，保持壓力0.3MPa3.4土方回填分層回填：采用素土回填，每層厚度250mm，壓實度要求：管頂以上0.5m范圍內(nèi)≥90%，0.5m以上≥93%壓實控制：選用小型振動壓路機（激振力25kN），行駛速度2km/h，碾壓遍數(shù)4-6遍特殊處理：管頂300mm范圍內(nèi)采用人工夯實，避免機械碾壓損傷管道四、質(zhì)量控制4.1止水帷幕質(zhì)量控制樁身完整性：采用低應變反射波法檢測，抽檢比例10%，合格率要求100%滲透系數(shù)：每30根樁抽取1組芯樣，測定滲透系數(shù)k≤1×10??cm/s搭接質(zhì)量：采用開挖檢查（每50m檢查1處），確保搭接處無夾泥、無孔洞4.2降水效果控制水位降深：工作井內(nèi)水位必須控制在管底以下1.5m，允許偏差±50mm降水均勻性：各井點出水含砂率≤1/100000，定期測定并記錄恢復水位：清淤完成后，采用分級降水（每日降深≤0.5m），避免快速回升引發(fā)管涌4.3清淤質(zhì)量控制清淤度檢測：采用CCTV檢測，要求管道內(nèi)壁殘留沉積物厚度≤5mm，無明顯塊狀物管徑恢復：通過超聲波流量計測定，過流斷面面積≥設計斷面的95%密封性檢測：修復完成后進行閉水試驗，試驗水頭2m，30min滲水量≤0.05L/(m·min)五、安全措施5.1基坑安全邊坡監(jiān)測：采用全站儀進行邊坡位移監(jiān)測，預警值：水平位移5mm/天或累計20mm應急物資：每座工作井配備2套應急爬梯、1臺柴油發(fā)電機及編織袋（500條）支護檢查：每日開工前檢查鋼板樁變形情況，當樁頂位移超過10mm時立即停止施工5.2地下管線保護管線交底：施工前取得各權(quán)屬單位管線圖紙，現(xiàn)場采用RD8000管線探測儀定位隔離防護：對距離施工區(qū)3m范圍內(nèi)的地下管線，采用Φ200mmMPP管包裹防護變形監(jiān)測：給水管允許沉降≤10mm，高壓電纜允許沉降≤5mm，監(jiān)測頻率1次/小時5.3用電安全臨時用電：采用TN-S接零保護系統(tǒng)，設置三級配電兩級保護，接地電阻≤4Ω井點系統(tǒng)：配備雙電源自動切換裝置，切換時間≤0.5s夜間施工：設置LED泛光燈（照度≥50lux），每50m設置1個應急照明配電箱5.4應急預案流砂突涌處理：立即啟動備用排水系統(tǒng)（2臺Φ150mm水泵，揚程15m），同時向涌砂處拋填塊石（粒徑300-500mm），拋填厚度≥1.2m管線破損處理：配備2套快速封堵器（適用管徑100-600mm），泄漏控制時間≤30min設備故障處理：清淤機器人配備備用動力單元，故障響應時間≤1小時六、施工進度計劃6.1關鍵線路止水帷幕施工（15天）→井點降水（7天）→工作井施工（10天）→管道清淤（8天）→管道修復（5天）→土方回填（7天），總工期52天6.2進度保障措施采用兩班制施工（每班12小時），關鍵工序連續(xù)作業(yè)儲備30%的備用材料，避免材料供應中斷配置2套降水系統(tǒng)，確保降水連續(xù)運行每周召開進度協(xié)調(diào)會，及時解決施工瓶頸問題七、環(huán)境保護7.1揚塵控制施工區(qū)周邊設置6m高霧炮機（覆蓋半徑30m），PM10濃度控制在0.5mg/m3以下出入口設置洗車平臺（8m×4m），配備三級沉淀池和高壓沖洗設備土方運輸車輛必須覆蓋篷布，出場前沖洗輪胎，嚴禁帶泥上路7.2噪聲控制選用低噪聲設備，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB破碎機等強噪聲設備設置隔音棚（降噪量≥25dB）夜間施工辦理夜間施工許可證，提前公告周邊居民7.3廢水處理施工廢水經(jīng)三級沉淀（總?cè)莘e50m3）處理后回用，回用率≥80%井點降水排水經(jīng)砂水分離器處理，含砂量≤0.5%后方可排放生活污水經(jīng)一體化處理設備（處理能力5m3/d）處理，達到《污水綜合排放標準》一級標準八、驗收標準8.1分部工程驗收止水帷幕：樁身完整性、滲透系數(shù)、帷幕連續(xù)性三項指標全部合格清淤工程：管道內(nèi)壁清潔度、過流能力、沉積物厚度達標修復工程：內(nèi)襯管厚度、接口密封性、結(jié)構(gòu)強度符合設計要求8.2竣工驗收功能性試驗：閉水試驗