砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法

摘要

本发明公开了一种砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，包括以下步骤：铺设排水管、闭水试验：在管沟中心线上铺设排水管道，然后对排水管道进行闭水试验，闭水试验合格后进行管沟回填工作；分层回填铺砂、围堰；将砂土通过机械或人工下放到沟槽内管道两侧，人工进行摊铺平整；每10m修筑宽300mm、高300mm的围堰；注水：砂层铺设完成后在排水管两侧同时进行注水作业；狼牙碌碾碾压、补砂；碾压使用狼牙碌碾，碾压遍数不少于8遍，碾压过程搭接宽度不小于碌碾宽度的三分之一；完成碾压后，碌碾所留孔洞人工填平并拍实；压实度检测验收：待砂层内水分完全参透后，检测砂土密实度，符合设计要求后，进行下一层回填作业，直至回填标高满足设计要求。

说明书

技术领域：

本发明涉及户外公共排水管施工技术领域，具体涉及一种砂土基底排水管 下圆弧处密实施工方法。

背景技术：

近年来,因连阴雨致使道路塌陷事故频繁发生,造成大量的经济、财产损失还 严重影响道路的畅通。引起社会和建设单位的广泛关注。管道渗漏是引起城市 道路路面塌陷的主要因素。原因是在管沟回填施工过程中，管道底部回填不密 实造成基础不均匀沉降等原因使管道破裂。地下排水管线漏水后，造成路基含 水量上升，承载力下降，在外力的作用下造成路面塌陷；或在流水的作用下土 体细颗粒流失，最终使路基形成空洞造成路面塌陷。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，用于 解决了排水管下圆弧处回填密实度难以满足设计要求的问题，并彻底解决道路 路面塌陷的难题。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，包括以下步骤：

1)铺设排水管、闭水试验：在管沟中心线上铺设排水管道，然后对排水管 道进行闭水试验，闭水试验合格后进行管沟回填工作；

2)分层回填铺砂、围堰；将砂土通过机械或人工下放到沟槽内管道两侧， 人工进行摊铺平整，其中，每层回填厚度不超过25cm；每10m修筑围堰；

3)注水：砂层铺设完成后在排水管两侧同时进行注水作业；

4)狼牙碌碾碾压、补砂；使用狼牙碌碾对排水管两侧砂土碾压，碾压遍数 不少于8遍，碾压过程搭接宽度不小于狼牙碌碾宽度的三分之一；完成碾压后， 狼牙碌碾所留孔洞人工填平并拍实；

5)压实度检测验收：待砂层内水分完全参透后，检测砂土密实度，符合设 计要求后，进行下一层回填作业，直至回填标高满足设计要求。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，当管沟壁为湿陷性黄土材料时，首 先对管沟壁铺设防渗土工布。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，砂土中不含草根、树叶、塑料袋， 且含泥量不超过3％，最大粒径≤4mm；围堰宽为300mm、高为300mm。

本发明进一步的改进在于，步骤3)中，注水要连续进行，中间不得停歇； 当围堰内水位上升至砂层顶面200mm以上且低于围堰高度时停止注水。

本发明进一步的改进在于，步骤4)中，狼牙碌碾包括狼牙碌碾本体，设置 在狼牙碌碾本体两侧且与其活动连接的两个拉杆，两个拉杆的自由端通过把手 连接在一起；其中，狼牙碌碾本体包括碌碾外壳，设置在碌碾外壳中心处的滚 轴，填充在碌碾外壳内侧与滚轴外侧之间的水泥混凝土，以及设置在碌碾外壳 外侧上的若干狼牙齿。

本发明进一步的改进在于，两个拉杆分别与滚轴的两端活动连接。

本发明进一步的改进在于，两个拉杆分别通过连接钢板与滚轴的两端活动 连接。

本发明进一步的改进在于，两个拉杆分别通过轴承与滚轴的两端活动连接。

本发明进一步的改进在于，把手的长度大于两个拉杆之间的距离。

本发明进一步的改进在于，步骤5)中，用环刀法取样检测砂土密实度。

相对于现有技术，本发明具有如下的优点：

1)适用性强：只要是管沟基础为透水材料均可应用；

2)工艺简单，便于操作；

3)施工区域压实度均匀，无死角，保证了管道下圆弧处压实度要求；

4)碾压工具体积小，适用于在窄小空间施工；

5)狼牙碌碾工作为人力操作，不会对硬度较小的管道造成较大的动力伤害， 确保管道不漏水，避免了因管道渗漏造成道路塌陷的发生；具体来说，本发明 通过使用狼牙碌碾对回填砂层碾压，扰动回填砂层，破坏砂体原有松散构架， 促使较细砂粒在流水的作用下向产生流动，填塞砂体空隙，从而达到砂体密实 的效果。

综上所述，经过本发明提供的施工方法处理后的砂层密实度均匀，无死角， 保证了排水管下圆弧处(排水管安装剖面图2a中A区)的密实效果。

附图说明：

图1为本发明砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法的流程图。

图2为采用本发明提供的施工方法的施工现场示意图；其中，图2(a)为 纵向剖视图，图2(b)为横向剖视图。

图3为本发明狼牙碌碾的侧视图。

图4为本发明狼牙碌碾的俯视图。

图5为本发明拉杆的结构示意图。

图中：1为水泥混凝土，2为狼牙齿，3为连接钢板，4为销子，5为拉杆， 6为滚轴，7为碌碾外壳，8为把手。

具体实施方式：

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本发明砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，包括 以下步骤：

1)铺设排水管、闭水试验：在管沟中心线上铺设排水管道，然后对排水管 道进行闭水试验，闭水试验合格后进行管沟回填工作；

2)分层回填铺砂、围堰；将砂土通过机械或人工下放到沟槽内管道两侧， 人工进行摊铺平整，其中，每层回填厚度不超过25cm；每10m修筑围堰；其中， 当管沟壁为湿陷性黄土材料时，首先对管沟壁铺设防渗土工布；此外，砂土中 不含草根、树叶、塑料袋，且含泥量不超过3％，最大粒径≤4mm；围堰宽为 300mm、高为300mm；

3)注水：砂层铺设完成后在排水管两侧同时进行注水作业；其中，注水要 连续进行，中间不得停歇；当围堰内水位上升至砂层顶面200mm以上且低于围 堰高度时停止注水。

4)狼牙碌碾碾压、补砂；使用狼牙碌碾对排水管两侧砂土碾压，碾压遍数 不少于8遍，碾压过程搭接宽度不小于狼牙碌碾宽度的三分之一；完成碾压后， 狼牙碌碾所留孔洞人工填平并拍实；

5)压实度检测验收：待砂层内水分完全参透后，用环刀法取样检测砂土密 实度，符合设计要求后，进行下一层回填作业，直至回填标高满足设计要求。

如图3至图5，狼牙碌碾包括水泥混凝土1、狼牙齿2、连接钢板3、销子4、 拉杆5、滚轴6、碌碾外壳7和把手8。

其中，狼牙齿2通过焊接固定在碌碾外壳7上，碌碾外壳7内水泥混凝土1， 在填充混凝土1内预埋滚轴6，拉杆5通过焊接与拉杆5连接，把手8通过焊接 与拉杆5连接，连接钢板3通过焊接与拉杆5连接，连接钢板3中心设孔套在 滚轴6两侧，滚轴6两端头设置销子限制连接钢板3。

本发明提供的狼牙碌碾采用人工动力，人力拉动把手8，把手8通过拉杆5 传力到滚轴6，滚轴6带动碌碾外壳7在砂层上运动，碌碾外壳7在运动时带动 狼牙2一起运动。由于狼牙2插入砂层内造成碌碾外壳7在运动方向产生一定 阻力，由此带来的阻力迫使碌碾外壳7沿受力方向滚动前进而不是滑动前行， 同时由于狼牙2与碌碾外壳7共同碾压的过程中不断插入砂层，从而达到在碾 压同时对回填砂层产生扰动效果，破坏砂体原有松散构架，促使较细砂粒在流 水的作用下向产生流动，填塞砂体空隙，实现砂体密实的目的。

实施例

某市政道路，道路长度401.321m，规划红线宽度50m。道路等级为城市主 干道，雨水、污水沟槽底部为较厚的夹砂层，透水性好。雨水管直径di800mm， 沟槽底部开挖宽度为1800mm，管道两侧留500mm工作面；工作面狭窄。污水 管直径di500mm，沟槽底部开挖宽度为1300mm，管道两侧留400mm工作面。 原地面标高：390.3m，管沟深度2.7m-4m，坡度0.3％；沟槽上部为湿陷性黄土， 下部为砂土层，。排水管采用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管，铺设在承载 力满足设计要求的管沟底部。设计要求沟底至排水管顶部500mm采用砂土回填， 压实系数不小于94％。

工程地质情况：

工程所处地貌为沣河一级阶地，沿线场地地形开阔，地势比较平缓，总体 呈南高北低形势。地质层由耕(表)土(Q₄^pd)、人工填土(Q₄^ml)，第四系全新 统冲积(Q₄^al)黄土状土、粉质粘土、砂土、细砂土、粉质砂土等组成。

地下水埋深：15m-17m。

施工准备

本工程处理地基的材料主要是现场的古河床的沙子，河床砂子基本洁净， 为细砂土，含泥量要加以严格控制，不能含有植物、树叶及其他杂质等，施工 用水来自当地井水即可。所需的施工机具主要有反铲挖掘机、装载机、水泵、 铁锹、管道回填狼牙碌碾等工具。

清除表层植物层、开挖管沟

施工前先进行测量放线，用装载机或推土机清理表层耕植土，用挖掘机严 格按照沟槽开挖方案开挖管沟，沟底预留20cm进行人工平整夯实。

铺设排水管

在管沟中心线上铺设钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管，波纹管连接时严 格按照质量要求进行控制，排水管铺设完成后必须做闭水试验，试验合格后进 行回填砂土作业。

分层铺砂、围堰

由于本工程地处湿陷性黄土地区，管沟上部为黄土层，为消除注水对沟壁 侵蚀，造成不必要的破坏，故在实施砂土回填前，在管沟上部黄土区域铺设防 渗土工布包裹覆盖。

从采砂点通过装载机或挖掘机将所需的砂土运到施工现场，进行回填工作。 利用机械将砂放入沟槽内、人工进行摊铺平整，每层回填厚度不超过25cm，应 严格控制。每10m修筑宽300mm、高300mm的围堰。

注水、碾压

砂层铺平完成围堰后在排水管两侧同时注水作业。注水要求连续进行，中 间不得停歇，整个围堰内砂基顶面水深应大于200mm，目测水位下沉缓慢时即 可停止注水。

碾压使用管道回填狼牙碌碾，碾压遍数不少于8次，碾压过程搭接宽度不 少于碌碾宽度的三分之一；完成碾压后，碌碾所留空洞人工用铁锹填平并拍实。

实度检验

待砂层面水完全渗透后，用换刀法取样，测试砂土密实度，符合设计要求 后，方可进行下一层回填，直至回填标高满足设计要求。

在沟槽回填砂层注意事项：

1)回填砂材料质量控制有机质的含量和含泥量均要控制在5％以下。

2)若管沟壁为湿陷性黄土或松软土层时，要采取防水措施，避免沟壁浸水 后造成不安全隐患。

3)注水过程要一次性浇透；分层碾压浇注过程，每层砂土控制在25cm以 内,用狼牙碌碾扰动碾压砂层，加速砂层的密实度及承载力增长。

4)补砂过程是用铁锹铲砂补充砂土。在碾压过程中,狼牙碌碾的尖刺部分 会在砂层中形成细小的孔洞，要随时补砂。

5)分层回填时，上下层围堰要相互错开，且不小于1000mm。

5.沉实过程是回填砂土经碾压、补砂后,已经达到密实效果,但表面水分过多, 承载能力还较差,经过大约3～4h水分下渗,回填砂土进一步密实,具有了很强的 承载能力。

综上所述，水坠砂法处理地基技术主要应用于疏松的砂土地区，本工程所 处地貌为沣河一级阶地，位于古河床上，管沟埋设位置土层为砂土、细砂土、 粉质砂土等，透水性好，地下水位较低，现场有大量砂土可以利用，具备使用 该技术的部分条件。虽然存在管沟上部为湿陷性黄土，沟底工作面小，排水管 为聚乙烯(PE)螺旋波纹管难以承受震动设备碰撞等不利因素；现场采取了沟 壁覆盖防渗土工布措施，研发了适用于狭小工作面的“狼牙碌碾”碾压机具，制订 了合理的施工工艺，最终取得了满意度效果。

回填完成后对每层压实度都进行了试验检测，压实系数均达到了94％以上， 而且管道下圆弧处的压实系数也同样满足设计要求。