老旧城区道路主节点地下雨污分流改造方案优化及技术应用.docx

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[摘   要]：随着近年城镇化政策的持续推进，人口继而向城区进行聚集，在保障经济不断发展的同时，居住生态的提升需求也因人们的环保认知不断提升。原有老旧城区排水系统建设不均衡的矛盾集中凸显，威胁着城市环境及健康。通过对排水系统的改造，将提高既有排污设施设备的效率，大幅度的减少污水处理的成本。在通过改造既有道路的雨污管网时，在遇见老旧城区时需克服环境复杂、交通不停运等难点，故需通过 各类方案的策划比选，选出最合理方案进行相关施工，已确保满足要求。本文通过对蓝田县长坪路雨污分流提质增效工程中，长坪路与向阳路道路主节点的方案比选优化实施，使其在满足周边环境及不停运的后，同时减少了实施工期。
[关键字]：老旧城区、方案优化、顶管人工掘进
1工程背景
本次工程位于陕西省西安市蓝田县长坪路，工程名称为蓝田县长坪路雨污分流提质增效工程，长坪路总体为南北向城区主干道，改造工程中雨污管线直接贯穿城区东西向干道向阳路，同时该节点周边汽车站、商铺等正常经营的商业，地下既有管线复杂，存在军用电缆,实施过程中向阳路不得断交，需确保畅通。
2工程概况
此次贯穿向阳路的管线分别是：Ⅲ级钢承插口钢筋混凝土管，管径：、，。除了长坪路贯穿管线外，此次提升改造同步预留了向阳路的部分雨污管线及工作井。
图01：长坪路及向阳路雨污管线平面图
图02：剖面图A-A
3改造施工总体流程
原设计方案中该路口主节点采用分区开挖实施的原则，分区原则考虑保单向交通的原则。故总体路口分为南北两个区域进行实施。
图03：分区示意图
总体流程：I区围挡封闭→破除原道路面层及水稳层并外运→开挖探井、管线保护→土方开挖及外运→灰土垫层→C20混凝土垫层→雨水管安装→管道坞膀→素土回填至管顶→500厚石屑回填→素土回填至路床→400厚灰土（8%）回填
至路面结构→300厚灰土（石灰含量12%）→360厚石灰粉煤灰碎石→拆除围挡；
封闭II区→重复I区流程至碎石层（Ⅱ区管道安装为污水管道）→拆除围挡；
两区同步70厚中粒式沥青混凝土→50厚细粒式沥青混凝土。
4改造特点难点
本次施工区域向阳路节点环境复杂，地下管线众多且存在军用电缆及私设管线，现场标示不清晰。直接大开挖存在较大风险。
图04：军用电缆
由于向阳路为城市东西向主要道路，故交通压力极大，若采用分区开挖的方式，将占用路口大量区域，加重交通压力。
图05：路口照片
由于工程总体工期为365天，若采用原由设计方案合理工期81天，已不能满足相关进度要求。同时由于周边营业单位较多，长期的施工将影响其经营，存在民怨隐患。
工期计算表：
大开挖方案（81天）
Ⅰ区围挡封闭
2天
道路破除及清运
2天
土方开挖
5天
雨水井及管道安装
10天
雨水管道回填至路床
5天
灰土回填
6天
石灰粉煤灰碎石回填、围挡拆除
6天
Ⅱ区围挡封闭
2天
道路破除及清运
3天
土方开挖
6天
污水井及管道安装
10天
污水管道回填至路床
6天
灰土回填
8天
石灰粉煤灰碎石回填、围挡拆除
8天
Ⅰ、Ⅱ区70厚中粒式沥青混凝土铺设
1天
Ⅰ、Ⅱ区50厚细粒式沥青混凝土铺设
1天
5关键工程的施工部署与控制要点

综上所述施工特点难点，原设计方案已不能满足现场实施的条件，故结合现场情况，既而重新调整了雨污管线的施工工艺以及施工流程，确定采用人工掘进顶管工艺，进行向阳路雨污水管道主线施工，同时原有路基尽可能保留，仅对道路缺陷进行部分修补，重做沥青。相关新增支线管道进行小范围实施。
理由1：由于向阳路相关关系埋设深度均不大于 1米，同时存在私拉关系情况，若大开挖，存在极大风险，、，若采用顶管施工将不涉及其埋设深度，故相对安全，同时工作井布置也相对灵活不受其影响。
图06：长坪路雨污水管与表层关系
理由2：工期优势较为明显，采用顶管工艺后相关流程为：
围挡施工→定位放线→围护桩施工→工作井施工→设备安装→管道吊装→人工掘进→开机顶进→顶管结束→复核→雨污水井改造→支管沟槽开挖→支管安装→工作井、接收井、支管管沟回填→路面结构施工
同时充分利用工作井即为雨污水井的特点。
工期计算表2：
顶管施工方案（40天）
支护桩施工
4天
工作及接收井施工
9天
顶管施工
6天
雨污水井改造
5天
支管管沟开挖、支管安装
4天
工作井、接收井、支管管沟回填
2天
道路恢复施工
10天
对比后，整体工期优化了40天。
图07：雨污水井施工
理由3：整体施工区域大幅度减少，收水口、路面修补、表层支管区域封闭灵活。
图08：表层施工区域划分图


（1）基础施工
工作井导轨基础做30cm厚于C20混凝土垫层，宽度两侧宽于导轨宽度10cm，长度为导轨长度，轨道底部加20*20cm放油性枕木，将导轨用特质道钉固定于枕木上。
（2）导轨
，导轨的安装要严格控制中心位置和高程，两条钢轨需保持相对平行、高度一致，且在同一水平线上。顶管顶进过程中，钢轨必须保持稳定，牢固，不能产生移动。确保顶进管节的中心和高程符合设计要求。开挖直径为2160mm、2360mm，顶管直径为1500mm和1800mm，采用Ⅲ级钢筋混凝土管，钢筋混凝土管每个根预留注浆孔，管壁厚度150mm和180mm。
两轨道之间的宽度根据规范计算取值为：
图09：导轨平面示意图