市政工程中不良地质给排水管道工程施工分析

引言：我国是一个多地质类型的国家 , 不同的地质类型对排水管道的施工技术要求不同。伴随着国民经济的发展 , 社会生产技术的进步 , 越来越多的新型管道材料和施工方法应用在管道工程施工中 , 施工领域、施工规模和施工工艺要求也越来越高, 管道距离越来越长。因此，如何采取合理的施工技术和措施，确保给排水管道工程的施工质量和安全性，成为市政工程领域亟待解决的问题。

一、不良地质对给排水管道施工的影响

（一）地基沉降

在复杂地质环境下的市政给排水管道工程中，地基土体在外部荷载及环境因素作用下的竖向位移现象构成关键性技术挑战。该沉降过程可引发管体结构产生纵向弯曲变形及环向应力集中，严重时将导致管壁破裂失效，直接影响管网系统的水力传输效能。工程实践表明，特殊土体分布区域（如湿陷性黄土层、高压缩性黏土地层）的地基稳定性问题尤为显著。湿陷性黄土地层因含可溶盐类胶结物质，遇水时胶结物质发生溶解，导致土体结构崩解并产生急剧的湿陷变形，在长期荷载作用下易产生次固结沉降，其流变特性使地基变形呈现明显的时间效应。

（二）管道渗漏

地下输配水系统的密封性能在不良地质环境中面临严峻考验。在高潜水位区域，管周土体渗透稳定性不足将引发渗流潜蚀作用，地下水沿管 - 土接触面形成优势渗流通道，导致界面接触压力失衡。构造活动强烈区域的地震效应需特别关注，地震动引起的惯性力与地表位错效应共同作用，使管体产生拉伸 -压缩交变应力，当超过管材屈服极限时将引发环焊缝开裂。渗漏事故不仅造成水资源损失，更会导致周边土体力学参数劣化，形成渗漏 - 土体软化 - 管道破坏的正反馈恶性循环。

二、市政工程中不良地质给排水管道工程施工策略

（一）精准地质勘查与数据分析

在市政工程不良地质区域实施给排水管道工程前，必须系统开展多维度地质勘探与数据解析工作。工程团队应采用地质雷达探测系统、高密度电阻率成像技术等现代地球物理勘探手段，对施工区域地下空间进行三维地质结构扫描。通过电磁波反射信号解析与电阻率异常检测，可精确识别隐伏断裂构造、软弱夹层分布、岩溶发育区等不良地质体的空间展布特征。技术人员需同步实施原位取芯作业，采集不同深度的原状土样及岩芯样本，在实验室内进行全指标物理力学参数测试，重点测定土体天然含水率、孔隙度系数、液塑限指标、直剪强度参数及压缩模量等关键指标。

基于多源异构数据的集成处理，运用空间插值算法与三维可视化技术构建工程地质数值模型。该模型通过有限元分析方法模拟不同荷载工况下的地层响应，定量预测施工扰动可能诱发的管基差异沉降、土体潜蚀塌陷等工程风险的空间概率分布。

（二）创新管道基础处理技术

针对不良地质特征，工程团队需研发具有地质适应性的新型管道基础处理技术。在软弱地基区域，建议采用深层水泥搅拌桩与土工合成材料协同加固体系。施工方应操作双轴搅拌桩机实施原位土体改良，通过螺旋钻杆将水泥基固化剂注入预定深度，实现软弱土层与胶凝材料的强制拌合，形成连续致密的水泥土复合桩群。该桩体网络可显著提升地基刚度与承载力，有效抑制塑性变形发展。随后在桩基顶部铺设双向高强涤纶土工格栅，利用格栅与回填材料的界面摩擦效应及加筋体的应力扩散作用，形成三维复合加筋垫层结构。这种刚性桩体与柔性加筋体的协同工作机制，可优化地基应力传递路径，实现荷载的均衡分布。

针对岩溶地质特殊工况，建议实施填充注浆与微型钢管桩复合加固方案。施工人员需采用地质钻探设备定位溶洞空间分布，通过袖阀管注浆工艺向溶蚀空腔内高压灌注超细水泥基复合浆液，确保充填体形成连续支撑结构。在管道基础轴线两侧布置微型钢管桩阵列，采用静压植桩工艺将带螺纹接头的钢管桩贯入至稳定持力层，通过桩顶连接梁形成空间桁架体系。该组合式地基处理技术可显著改善岩溶区地基的完整性与抗变形能力。

（三）优化管材选用与连接工艺

在材料科学领域，需突破传统管材选型模式。针对高压缩性土层穿越段，建议采用纤维增强聚合物基复合材料管材。该材料体系通过玻璃纤维 / 碳纤维的定向排布形成各向异性力学特性，兼具高环刚度与轴向柔度，可有效适应地基差异沉降。其分子链交联结构赋予材料优异的耐酸碱腐蚀性能，特别适用于地下水位波动频繁的软弱地层环境。

在接口密封技术方面，施工人员需使用专用加热模具对管端进行阶梯式温度控制（ 180-220‰ ），实现分子层面的熔融粘结，形成无缝连续管体结构。在此基础上，采用聚氨酯基遇水膨胀密封胶进行二次密封处理，形成梯度密封体系。针对 DN800 以上大口径管道，研发团队应设计模块化机械连接系统，该装置通过 V 型楔块锁紧机构实现轴向预紧力精准控制（ ⩾50kN ），配合三元乙丙橡胶密封圈的三道密封防线，确保接口在 ±5^∘ 偏转角工况下的气密性指标。

（四）改进施工工艺与流程

在施工方法层面，需建立地质适应性施工工艺体系。对于 IV 级围岩条件下的短距离小管径工程，推荐采用水平定向钻进与扩孔回拖组合工艺。操作人员应配置具有自动轨迹修正功能的钻机系统，通过泥浆马达驱动导向钻头按设计轴线推进。

针对长距离大埋深隧道工程，建议采用土压平衡式微型盾构掘进设备。该工法通过刀盘切削压力与螺旋输送机排土量的动态平衡控制，维持开挖面稳定。同步实施管片拼装与壁后注浆作业，形成连续支护体系。在施工管理环节，需构建基于 BIM 的协同管控平台，集成地质雷达监测数据、管节安装偏差及环境振动参数，通过多源异构数据融合分析，实现施工参数的动态优化调整。

结束语：

工程界需加强多物理场耦合分析理论体系构建，发展地质 - 结构相互作用实时感知技术，推动新型减震抗裂管材的产业化应用。通过建立涵盖勘察、设计、施工、运维的全链条技术创新联盟，最终实现复杂地质环境下市政管网系统的本质安全与长效服役。

参考文献：

[1] 曹雨生 . 市政工程中不良地质给排水管道工程施工 [J]. 民营科技 ,2016,(08):147.

[2] 朴雪银 . 不良地质给排水管道工程施工技术 [J]. 科技创业家 ,2014,(09):14.