某管道工程地面局部塌陷问题的分析

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1、某管道工程地面局部塌陷问题的分析杨帅崔云中机国际工程设计研究院有限责任公司华东分院南京210023通过一个路面塌陷问题的具体工程案例，对此项工程可能引起路面塌陷的原因进行了探讨，从基坑降水、牵引（定向钻）施工、管道接口等多方面进行分析，总结出木工程路面塌陷的具体原因，同时提出了解决方案。关键词：管道；渗漏；地面塌陷地下管道是保证城市正常运转最重要的基础设施，给人类的生活带来了很大的便利，管道已成为保证城市安全、正常运行的地下生命线。然而，在庞大的地下管网中，却存在很多安全隐患。近年来，路面塌陷现象在城市中时常发生，直接影响了市政工

2、程的工程进度和人们日常生活的正常进行，在造成经济损失的同时也给城市居民的生活和工作带来了极大不便，造成了极坏的社会影响。路面塌陷现象引起人们的广泛关注,成为城市安全领域备受关注的热点问题，而地面塌陷很大一部分原因归咎于地下排水管道系统。降低地下排水管道泄漏带来的城市安全隐患，有效控制因排水管道泄漏引发的安全事故的发生成为一个迫切需要解决的问题。木文介绍了一个路面塌陷问题解决的实例，对此项工程可能引起路面塌陷的原因进行了分析，同时提出了解决方案。一、工程背景某工程排水管道工程，主干管为DN500管径，设计管线位于距景观湖岸边线约5米

3、的道路上。管道采用PE管，牵引（定向钻）施工；检查井采用现浇钢筋混凝土结构，幵挖施工，施工时采取旋喷桩止水帷幕配合深井降水的降排水方案。木工程己完成土建施工，但近期场IX内岀现局部地面塌陷的现象。根据现场查看，工程建成后先后出现两处局部塌方现象，一处为检查井3米外的沥青路面上出现0.60m（长）x0.60m（宽）x0.80m（深）面积的塌陷，另一处为检查井边绿化带内出现1.5m（长）x1.50m（宽）x0.70m（深）面积的塌陷。尽管现阶段塌陷面积不大，但因施工场地位于重要景区，人流量较大，对游客游览影响较大；同吋考虑施工场区内土

4、质情况较差，临近景观湖地下水丰富,为防止塌陷继续扩大，形成严重后果，建设单位一经发现及吋进行了相关的修复方案论证。二、地质资料施工场地位于景观湖旁边，水量丰富，且本工程所在场区大量分布厚度较大，含水量及压缩性较高的填土、淤泥质填土层、砂土等，工程地质条件不利，施工场区内主要土层分布情况如下所述：杂填土：灰色〜灰褐色，松散，由粉质粘土混碎砖、石子填积，粗颗粒含量约为25%〜30%,密实度较差，部分地段表层有0.2m〜0.4m厚的砼、沥青路面，填龄在5年以上。素填土：灰〜黄灰色，可~软塑，土质不均匀，由粉质粘土填积，夹少量碎砖，填龄大

5、于10年。①~2a素填土：灰~黄灰色，稍密，主要由粉土、粉砂填积，局部夹粉质粘土及少量砖屑，填龄在10年以上。②〜1粉质粘土、粘土：灰黄色，可~硬塑。切面冇光泽，韧性中等偏高，干强度中等。粉质粘土、淤泥质粉质粘土：灰色，软〜流塑，切面稍有光泽，韧性中等偏低、干强度中等。粉细砂：灰色，中密，局部密实，部分夹粉土，含大量腐木及少量云母碎片。图1场区内土层分布图三、原因分析根据施工方式及该地块工程地质情况和水文条件分析，本工程地面局部塌陷现象产生的原因应从以下方面分析:3.1基坑降水引起的地面沉降（塌陷）本工程地面塌陷处均位于检査井基坑

6、开挖范围，存在因基坑降水引起塌陷的可能。基坑降水会引起地面沉降或塌陷，一方面基坑降水会形成基坑坑底水位与天然水位之间的水位变化，使得土的孔隙水压力便发生变化，打破了原冇的力学平衡，导致土体中有效应力增加，从而引起土体沉降。另一方面，如降水施工不当，降水时抽水带有流砂，造成地下土层局部掏空，在地面加荷或因降雨造成土质松软时会造成塌陷。此外，在深井降水处，降水井拔出后如未对孔洞填充密实，可能产生局部孔洞或局部土体松散，在水位变化较大或荷载作用下也可能会发生地面沉降或塌陷3.2牵引（定向钻）施工引起的地面沉降（塌陷）牵引（定向钻）施工，

7、砬选用合适的钻头打导向孔，然后更换扩孔器进行逐级扩孔，最终扩孔半径不超过待敷管径的1.5倍，接着进行清孔，成孔后通过牵引完成管道敷设，管道就位后管壁和孔壁之间就形成一圈泥浆区，随着吋间推移，泥浆中水分逐渐消散，泥浆压力逐渐减小，使得孔壁周围原本处于平衡状态的土体发生卸载工况，从而因成力变化导致缩孔，进而引起地面沉降（塌陷）。根据《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）,牵引（定向钻）施工管道敷设到位后，应对管道周围的钻进泥浆进行置换改良，从而避免引起沉降（塌陷）现象发生。如施工过程中没有严格按照要求对泥浆进行

8、置换处理，在地面加荷或因降雨造成土质松软吋将很冇可能造成塌陷。3.3管道接口处理不当引起的地面沉降（塌陷）本工程管道之间采用热熔焊连接，接U较为可靠，可能出现的薄弱点是管道与检査井连接处，考虑本此地面塌陷处均位于检查井周边，应对管道与检查井连接处进