本发明涉及绿色施工，尤其涉及一种管道沟槽降水绿色施工方法。
背景技术：
1、绿色施工是指工程建设中，在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源、减少对环境负面影响的施工活动，实现节能、节地、节水、节材和环境保护“四节一环保”的建筑工程施工活动。
2、管道工程具有战线长、降水周期短、沿途地质复杂、占用耕地面积大等特点，在富水地层开挖管道沟槽前需降水后干法作业（指开挖作业，以及安装管道作业）。开挖管道沟槽前需降水是因为不降水影响开挖，降水的目标是降到水位低于预定的槽底高度50厘米以下。
3、管道沟槽降水一般采用排水沟明排、真空井点降水及管井降水，其中排水沟明排不仅土方量大，而且施工占地宽；井点降水适用于渗透系数小于1m/d（米/天）的地质条件；在粉土、砂土、碎石土和岩石等渗透系数大于1m/d的地质条件下，一般采用管井降水施工方法，具体为在管道沟槽坡顶工作面一侧坡顶1米处布置降水井，在坡顶工作面外侧临边界处开挖排水沟，通过排水沟将泵出的地下水排至附近的河渠、坑塘或农田里。
4、原降水工艺在坡顶上打井，因为1、在槽底打井降水，影响开挖土的作业；2、现有的管井段是封闭的整体管，开挖的时候要持续降水，整个工程结束后再停，中间不能停。如果在槽底打井降水，则开挖一层后再开挖第二层时，需要停止降水作业，把抽水管从槽里去掉，再开挖，这时降水作业被迫停止，地下水位会上升，导致重新降水延误工期。
5、为避免以上在槽底打井带来的弊端，现有管道沟槽降水工艺都是在坡顶上打井。
6、现有管道沟槽降水施工方法（坡顶上打井）具有占用耕地面积大，地下水泵水量大且不能回收的弊端。坡顶打井导致降水井较深（降水目标是低于槽底50厘米），泵水耗电量大，管井材料损耗高，对施工场地耕作层土壤容易造成一定污染，不符合绿色施工要求。
7、现有管道沟槽降水施工方法中，管井是一段一段上下拼接而成的，施工完毕即便使用吊机向上起吊管井，也只能吊出最上方一截，更深的管井无法吊出（或者说回收的成本高于回收的收益），只能埋在土壤时，不能重复利用，造成浪费，提高施工成本。
8、现有管道沟槽降水施工方法（坡顶上打井），相比在槽底打井降水更容易污染土壤，加剧水土流失，形成环保危害。
9、本发明的设计思路是：1、针对坡顶打井带来的高能耗（泵水高度高于坡顶导致泵水能耗高）问题和环保问题，申请人克服了槽底打井降水影响开挖的难题，克服了槽底打井开挖一层后再开挖第二层时需要把抽水管从槽里去掉再开挖、导致停止降水作业的问题，设计了槽底降低水的新工艺，降低降水能耗，确保槽底打井不影响开挖土、确保施工过程不需要停止降水，能够连续降水。
10、2、针对原来整体管井段带来的无法将管井段安装到已安装好的出水软管上、无法将已套在出水软管上的管井段沿径向与出水软管分离的问题，设计了新的管井结构，起吊最上方的管井段即可将全部管井段吊出，管井段可以沿径向套在出水软管上或者沿径向与出水软管相分离（以往都是相对于出水软管轴向安装或分离），极大提高安装与拆卸的灵活性，为实现槽底降水工艺保驾护航。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种管道沟槽降水绿色施工方法，合理安排每个施工段内的作业步骤及作业顺序，落实槽底打井的节能环保技术路线，并且在每个施工段内部的各种作业之间以及在各施工段之间的同种作业之间形成流水作业，提高施工效率。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种管道沟槽降水绿色施工方法，管道沟槽具有坡度，由管道沟槽的低端向高端进行分段施工，以管道沟槽最低端的施工段为第一施工段，由第一施工段向管道沟槽高端的方向依次为第二施工段、第三施工段直到最后一个施工段；p、n和m为代表施工段序号的自然数，且n≥6，p为最后一个施工段的序号，p＞m≥1；
3、每一施工段均包括按顺序执行的第一作业至第七作业，其中第一作业是一次开挖作业，第二作业是钻井降水排水作业，第三作业是二次开挖作业，第四作业是管道安装作业，第五作业是一次回填作业，第六作业是管井拆除及重力回灌作业，第七作业是二次回填作业；第二作业中采用降水用装配式管井段；
4、l为第m施工段的作业序号，6≥l≥1；第二作业中的钻井所在竖向直线通过管道沟槽的槽底一侧坡脚；
5、第m施工段的第l作业完成后，同时进行第m施工段的第l+1作业以及第m+1施工段的第l作业；
6、第m施工段的第七作业完成后，进行第m+1施工段的第七作业；
7、第p施工段的第七作业完成后，完成全部施工，结束作业；
8、第一至第五施工段的第二作业至第五作业中，水排至管道沟槽外的排水位置；
9、第n施工段的第二作业至第五作业中，水排至第n－5施工段的地下水中实现回灌。
10、第一作业即一次开挖作业是：
11、根据管道沟槽所在位置的地质报告和设计断面进行地下水上方管道沟槽土方开挖，开挖高程根据地质条件确定，以保证钻井机具站立和行走为准，开挖宽度为管道沟槽设计宽度加马道宽度。
12、第二作业即钻井降水排水作业是：根据管道沟槽底部宽度，沿坡顶工作面一侧坡脚通过钻井布设管井，管井由多个管井段竖向连接而成；最下方一个深入地下水中的管井段采用混凝土无砂管，其它管井段采用降水用装配式管井段；
13、将坡顶工作面一侧作为预留的马道位置，在马道位置布置排水管道；
14、对于第一施工段至第五施工段，使排水管道与周边的排水位置相通；
15、对于第二至最后一个施工段，使排水管道与上一施工段的排水管道相连通；
16、在采用混凝土无砂管的管井段底部安装潜水泵，使潜水泵的出口连接出水软管，使出水软管沿管井向上伸出并与同一施工段的排水管道相连接；启动潜水泵，将该施工段地下水降水至基底以下500毫米；
17、在第一施工段至第五施工段的第二作业至第五作业中，将泵出的地下水经出水软管排入管道沟槽外的排水位置；
18、在第n施工段的施工第二作业中，将泵出的地下水经第n施工段的出水软管和第n-5至第n施工段的排水管道排入第n-5施工段已完成一次回填的管道沟槽中实现地下水回灌，第n-5施工段在第六作业管井拆除后和第七作业前接受回灌。
19、第三作业即二次开挖作业是：
20、在降水工作不间断的条件下，二次开挖作业采用分层开挖，在保证不间断降水的同时，边开挖边拆除管道沟槽的槽底上方的降水用装配式管井段，直至开挖至基底高程；拆除降水用装配式管井段后，将出水软管按s形铺设在管道沟槽的斜坡上；
21、二次开挖作业时在管道沟槽一侧坡面留出马道，即二次开挖作业的开挖宽度为管道沟槽的设计宽度。
22、第四作业即管道安装作业是：二次开挖作业后在相应的施工段内完成管道沟槽的开挖，在该施工段的管道沟槽内铺设管道；
23、如果该施工段为第二施工段至第p施工段中的任一个，则铺设管道时，将该施工段的管道与上一施工段的管道相连接。
24、第五作业即一次回填作业是：
25、第一次土方回填，在降水工作不间断的条件下，边恢复管井边回填，回填至地下水位以上500毫米高程；对于第m施工段，在施工段两端横向填筑土埂围堰；恢复管井是指恢复一次开挖时拆除的降水用装配式管井段。
26、第六作业即管井拆除及重力回灌作业是：
27、停止泵水，拆除潜水泵、出水软管和排水管道，使用吊机向上吊出降水用装配式管井段，拆解降水用装配式管井段，采用中粗砂封井；
28、a为自然数且（p－5）≥a≥1，对于第a施工段，第a+5施工段降水时泵出的水通过排水管道排放至第a施工段的一次回填土的顶面，利用土埂围堰蓄水并形成重力回灌现象。
29、第七作业即二次回填作业是：回填至设计高程，在当前施工段完成所有回填作业。
30、本发明还公开了上述管道沟槽降水绿色施工方法所采用的降水用装配式管井段，由两个呈中心对称的两个管井片拼接而成，两个管井片分别为第一管井片和第二管井片；
31、管井片包括整体呈半圆筒状的本体，本体周向一端为公端且另一端为与公端相适配的母端；公端本体的外表面径向凹陷形成壁厚减半的公端插接部，母端本体的内表面径向凹陷形成壁厚减半的母端插接部，母端插接部内侧的本体连接有弧形片，弧形片与母端插接部围成与公端插接部相适配的插接槽；
32、弧形片的底端具有低于本体的凸出部，凸出部上开设有勾接槽；本体顶端中部径向向内凸出设有挡片，勾接槽与挡片相适配；
33、同一管井段中，第一管井片的公端插接部插入第二管井片的插接槽中；
34、上下相邻的两个管井段中，上下相邻的两个管井片呈90度交叉分布，相对下方管井段的管井片的挡片插入相对上方管井段的管井片的勾接槽中，从而将上下两层管井段连接在一起。
35、管井片的公端插接部的内表面顶端向内凸起设有卡块，管井片的弧形片的顶端设有与卡块相适配的卡槽，第一管井片的卡块卡入第二管井片的卡槽，第二管井片的卡块卡入第一管井片的卡槽。
36、本发明具有如下的优点：
37、本发明在一次开挖作业之后钻井，钻井所在竖向直线通过管道沟槽的槽底一侧坡脚（端部），摒弃了以往坡顶打井的做法，相比坡顶打井属于浅井技术，不仅降低了打井深度从而节约了钻井打孔能耗，而且在持续降水作业过程中也降低了水泵需要提升水的高度，节约了大量水泵工作时耗费的能量。
38、本发明打井位置相比坡顶更靠近降水中心（管道沟槽轴线下方的地下水），因此降水效率更高，相对减少了泵水量，减少了地下水资源的污染和浪费。
39、本发明管井顶部及排水管高程略高出降水前的初始地下水位，减少了上部无效的管井深度，不仅节约了管井材料，同时降低了泵水能耗。
40、本发明采用降水、排水、回灌一体化施工，不仅在每个施工段内部的各种作业之间形成流水作业（由第一作业至第七作业），也在各施工段之间的同种作业之间形成流水作业（由第1施工段至第n施工段），得以利用前期的已一次回填的管道沟槽作为重力回灌场地。
41、本发明在第n-5施工段二次回填作业前，将第n施工段降水时泵出的地下水回灌至第n-5施工段一次回填土的顶面，利用土埂围堰蓄水实现重力回灌，回灌的渗透路径（即一次回填土的顶面距离地下水的距离）仅500毫米，既降低了回灌成本，避免了恶化地下水质和地下水资源流失，减少了外排地下水给地面带来的排水负担、避免排水对周边造成环境影响（如导致农田盐碱化），也避免了地下水外排过多造成地下水位下降、地表沉降、地下水质恶化、生态环境破坏、水质恶化、影响农业生产等环境问题，在管道沟槽整体较长时，环境保护作用十分显著。
42、回灌时，利用排水管道作为回灌水管使用，无须另外设置回灌水管，既方便了回灌作业，也节约了回灌所消耗的管路资源和铺设回灌水管所耗费的人力及成本。
43、本发明中，一次开挖是在地下水位上方进行的，因而此时无须降水。一次开挖后进行降水，降水后二次开挖时，将管道沟槽的槽底上方的降水用装配式管井段拆除，使其不成为开挖土方的阻碍，为不在坡顶而在槽底位置打井降水提供作业基础。
44、本发明的降水用装配式管井段为在不破坏出水软管的前提下拆除和重新安装管井段提供了基础，使本发明将以往坡顶降水改为管道沟槽的槽底降水的技术思路成为可实施的技术。
45、管井拆除及重力回灌作业中实现了利用重力形成无动力回灌地下水，既能回灌地下水，又不需要额外使用能量，还回收了降水设备从而能够重复利用，提高了设备利用率。
46、本发明采用降水用装配式管井段，在相对上方的管井段和相邻下方的管井段之间形成结构连接，从而可以在起吊最上层降水用装配式管井段时，将其余各层降水用装配式管井段一并吊出，实现降水用装配式管井段全部重复利用。从而节约了大量管井成本。
47、本发明的降水用装配式管井段具有如下优点：
48、1、同一降水用装配式管井段由第一管井片和第二管井片相互插接而成，在拆卸时不需要轴向抽离出水软管，在安装时也不需要轴向由出水软管的端部套进来，而是可以直接在需要的安装位置分离第一管井片和第二管井片完成拆卸工作，或者直接在需要的安装位置将第一管井片和第二管井片扣合在一起并将出水软管扣合在内，完成安装工作。如此，才能在二次开挖作业（即第三作业）中方便地拆除降水用装配式管井段（以往管井段是完整的圆筒形，无法在不破坏出水软管结构的前提下方便地拆卸或安装），才能在第五作业即一次回填作业中在不破坏出水软管的前提下恢复管井，为槽底降水而非坡顶降水提供基础。
49、2、相对下方管井段的管井片的挡片插入相对上方管井段的管井片的勾接槽中，从而将上下两层管井段连接在一起，在回收管井时只需要起吊最上层的降水用装配式管井段，即可将全部降水用装配式管井段一体吊出，为管井段重复利用提供基础。
50、3、卡块和卡槽的设置强化了第一管井片和第二管井片的结合牢固程度，除非特意施力拆除，自然状态下第一管井片和第二管井片不会相互分离，提高了结构稳定程度。
51、总之，本发明避免了坡顶钻井和降水带来的高能耗，泵水位置更靠近降水中心，实现了原位回灌，大幅降低了能耗，在实现相同降水目标的前提下减少了泵水量，大幅降低了对地下水以及周边环境的影响，保护了水资源以及周边环境。
1.管道沟槽降水绿色施工方法，管道沟槽具有坡度，由管道沟槽的低端向高端进行分段施工，以管道沟槽最低端的施工段为第一施工段，由第一施工段向管道沟槽高端的方向依次为第二施工段、第三施工段直到最后一个施工段；p、n和m为代表施工段序号的自然数，且n≥6，p为最后一个施工段的序号，p＞m≥1；
2.根据权利要求1所述的管道沟槽降水绿色施工方法，其特征在于：第一作业即一次开挖作业是：
3.根据权利要求2所述的管道沟槽降水绿色施工方法，其特征在于：第二作业即钻井降水排水作业是：根据管道沟槽底部宽度，沿坡顶工作面一侧坡脚通过钻井布设管井，管井由多个管井段竖向连接而成；最下方一个深入地下水中的管井段采用混凝土无砂管，其它管井段采用降水用装配式管井段；
4.根据权利要求3所述的管道沟槽降水绿色施工方法，其特征在于：第三作业即二次开挖作业是：
5.根据权利要求4所述的管道沟槽降水绿色施工方法，其特征在于：第四作业即管道安装作业是：二次开挖作业后在相应的施工段内完成管道沟槽的开挖，在该施工段的管道沟槽内铺设管道；
6.根据权利要求5所述的管道沟槽降水绿色施工方法，其特征在于：第五作业即一次回填作业是：
7.根据权利要求6所述的管道沟槽降水绿色施工方法，其特征在于：第六作业即管井拆除及重力回灌作业是：
8.根据权利要求7所述的管道沟槽降水绿色施工方法，其特征在于：第七作业即二次回填作业是：回填至设计高程，在当前施工段完成所有回填作业。
9.权利要求1至8中任一项管道沟槽降水绿色施工方法所采用的降水用装配式管井段，其特征在于：由两个呈中心对称的两个管井片拼接而成，两个管井片分别为第一管井片和第二管井片；
10.根据权利要求9所述的降水用装配式管井段，其特征在于：管井片的公端插接部的内表面顶端向内凸起设有卡块，管井片的弧形片的顶端设有与卡块相适配的卡槽，第一管井片的卡块卡入第二管井片的卡槽，第二管井片的卡块卡入第一管井片的卡槽。
