浅谈过河沉管施工技术

1、浅谈过河沉管施工技术记平望dn900沉管过京杭大运河给水管道工程吴江华衍水务有限公司张哲绪论：现今，随着社会环境、景观、环保等设计要求的提高，过河沉管 这个较为特殊的施工工艺已逐渐被广泛应用，特别适用于大型管道施 工，它较顶管工艺在施工的安全性、工艺的成熟性方面具有其独特优 势。在其过程中，吊装和沉管两个步骤尤其需特别重视。2010年11 月至2010年12月的平望dn900沉管过京杭大运河给水管道工程中， 管道（外径为920mm）长度（总长度约257米）、重量（最重约为699. 04 吨），其长度和重量对施工技术要求比较高，项目中的吊装与沉管尤 其困难、复杂，经过精心组织设计，克服了许多技术

2、难题，为今后施 工积累了 一定经验。作为此工程的甲方代表，我参与了整个工程的项 目管理，下面谈谈我在这个项目中对于吊装和沉管的一些心得体会。关键词：吊装、沉管、平望大运河、给水管道过河沉管，顾名思义，就是通过特殊工艺及工具使管道沉放至水 下指定位置的一个过程。在这个过程中，其重点在于吊钢管离开支墩 并使管道不变形损坏、以及如何解决使管道顺利沉放至沟槽。一、工程概况：本工程位于京杭运河吴江段318国道平望运河大桥南侧约250 米处，是因苏南运河改造拓宽，原有的过河供水管道不能满足运河 的通航宽度要求，根据目前的运河规划设计宽度，在原位重新铺设1 根【）7900过河供水倒虹管（沉管）。沉管分为两段

3、施工，第一段（水下跨越运河段）总长度为118. 383m （实长122m）,钢管外径920mm, 壁厚12mm,屮间直管段为90米，管道屮心底高程为-7. 5米（黄海高 程），东西两端平管段底高程各为-10米。第二段（过内河鱼塘段） 总长度为71. 5m （实长80m）,钢管外径920mm,壁厚12mm,屮间直 管段为55米，管道中心底高程为-35米（黄海高程），东西两端平管 段底高程各为-0. 5米（估），与原埋地管道对接。本工程分2次施工 完成即第一段和第二段，先施工第一段，该段施工在运河上，要到 海事部门去办理水上水下作业施工许可手续，沉管前还要报省海事 局申请全封闭断航，沉管沟槽开挖完

4、成后槽内回填0.5米厚的碎石 垫层用来稳管，沉管到位后，先回填素土到管顶上0. 5米后按设计 要求回填块石压顶，再在其上覆盖土方直至满足航道要求。第一段 施工基本完成后在鱼塘内做第二段，考虑到鱼塘里面的施工较简单, 这里只谈第一段的施工范围。根据施工图纸要求和现场实际土质情况，最终新管位定在老管位 平行向北10米处，东岸管头位置在老驳岸向东36米处，西岸管头在 已修复驳岸向西12米处，沟槽深度距离新驳岸3米外为-75米（见 附图）沟槽开挖坡比为1： 2.5,东岸驳岸口的上宽约为50米，下宽 为2. 5米左右，施工工期为25天，开挖方式为大开挖方式。如老管 道处塌方较严重，影响老管道的安全需对老

5、管道进行保护。由于沉管施工和驳岸施工在同一时间，所以在沟槽开挖时驳岸施 工方需留出新管位南、北两侧各25米的距离，供沉管沟槽的开挖， 待沉管结束后再做留下的50米驳岸。并且通知驳岸施工方做好对已 方已建驳岸的保护工作。沉管沟槽开挖吋水上部分沟槽由水上挖泥船进行施工，挖出的土 方装船运至岸边老驳岸处，由陆上挖机卸土在平望运河大桥的东岸南 侧老驳岸与新驳岸之间的空地上。新管位处陆上土方由陆上挖掘机直 接进行翻挖，土方堆放在管道东侧的小河边。沉管结束后进行沟槽回 填，余土运走，恢复原状。二、主要施工步骤及施工艺2. 1主要施工步骤(1)现场准备及测量放线(2)沉管电焊制作、吊攀、闷板制作安装，探伤试

6、压合格(3)沉管两岸围堰，抽水、破碎、拆除驳岸基础(4)挖掘机、水上挖泥船开挖沉管沟槽，浇砌管道支墩(5)人机配合铺设砂石垫层(6)汽吊、打捞船吊装倒虹管下水就位(7)二次筑钢管桩围堰恢复驳岸，两段沉管接拢(8)沉管到位试压，回填沟槽土方、块石2.2测量放线用全站仪从基准桩引测出过河管道的起止桩，并做好护桩。开 挖前放出沟槽开挖放线，并在两岸用花杆做标记，以便开挖船上的 操作人员随时确定开挖范围及方向。开挖过程中管道轴线用经纬仪 控制，水下管沟及管道高程用量水绳测出距水面的距离，再用水准 仪测出水面高程。2.3沉管两岸驳岸的拆除由于航道驳岸基础较深，又是在水下破碎，破碎机械无法在水中施工，故施

7、工单位计划先在需耍破碎驳岸的地方进行围堰，然后将 围垠内的水抽出，再用破碎挖机把驳岸逐层进行破碎，然后用挖机进 行开挖，直到挖到沟槽设计的高程。按设计要求，沉管的两头需要浇筑混凝土支墩，在开挖沟槽之前 需要完成此项工作，支墩的尺寸及形状标准将严格按照相关规范及设 计的要求。支墩的位置及高程要严格根据设计图纸的尺寸进行放线。 得到监理及业主的认可后方可进行浇筑。2. 4沟槽开挖(1) 申报施t航行通告，告知广大船民该航道段实施施工。计划 于2010年12月5日开始施工，12月5 h12月25日采取现场维护 交通安全通航施工。(2) 在距离施工点上下游2km、1km处各设立一块安全警示牌。提 醒船

8、民前方施t,减速航行，注意安全。(3) 施工期间业主方协调海事部门现场维护水上交通秩序，引导 船舶从施工船的单侧通行，以保证船运及施工的安全。(4) 在通告发布h期始，海事部门管理到位后，开始施工。(5) 禁止南雾天气，能见度低的恶劣天气施工及夜间施工。无海 事维护航行安全时杜绝冒险施工。(6) 施工时应派专人进行了望指挥。2. 4. 1施工工艺和沟槽开挖(1) 施工工艺流程：测量立标一设置锚坠浮鼓一挖泥船定位一 挖泥船挖泥f泥驳运泥检查验收沟槽。(2) 沟槽开挖:1) 陆地基槽开挖：根据测量放样的支墩点位和基槽的轴线位置， 进行陆地土方开挖，开挖土方应就近存放，以备后用。2) 航道基槽开挖：

9、根据现场情况和以往施丁经验，施工单位拟采 用1m3液压加长式抓斗挖泥船开挖，挖出的土方装泥驳运走上岸处理, 卸土地点在施工区东侧的老驳岸边。航道基槽施工采取先两边，后中间的开挖方式；开挖时先挖航道 西岸岸边，运泥船停靠在外档，来往船只在挖泥船的东侧航道通行（双 向）。挖到1/3航道宽度时，运泥船停在挖泥船的内档（岸边侧）以 增加通航水域宽度。航道西侧的1/3水下沟槽挖好后，挖泥船调到航 道东侧进行开挖，方法和西侧开挖方式相同，来往船只航行于挖泥船 的西侧（双向通航），最后挖航道屮心的1/3水下沟槽，来往船只在 工程船的两侧通行。质量控制措施：基槽挖泥施工前应做好标志设置工作，包括挖 泥基槽的纵

10、向标及断面标。立标时应注意标志位置的选取要合理并且 方便施工。开挖过程中要严格按照设计断面尺寸要求施工，勤对标、 勤测水深，特别是挖至最底层或挖至边线时，要精确控制开挖范围， 将超宽、超深控制在最小值。本工程基槽密点检测，杜绝基槽浅点出 现。基本开挖后及时进行沟槽基底碎石垫层抛填等后续工序施工， 以防基本槽回淤。 1=1本工程沟槽基底处理采用在沟底铺上0.5m厚碎石垫层。碎石垫 层采用自航开底驳船直接装船运输，停靠到位后开底抛填、潜水员水 下整平的施工工艺，标高不足部分利用自航平板驳船、反铲找平。施工工艺流程：碎石装船f自航开底驳船运输f自航开底驳船抛 填碎石垫层、潜水员整平f测量验收f移船定

11、位抛填下一施工段。抛填施工要点：碎石垫层抛填进勤测水深、标高，抛填后由潜 水员检查，检査时采取半幅通航，半幅检测的形式，海事部门协助配 合，以防漏抛或局部隆起。碎石垫层顶面应进行整平，碎石垫层顶面 宽度不小于设计宽度，每侧超宽不大于1m。碎石垫层施工应考虑 水深、水流和波浪对砂粒产生漂流的影响,采用分段施工，施工方向 尽量与水流方向一致，以避免超高。质量保证措施：抛填前，复测基槽断面尺寸有无变化，若有变 化，应进行处理；派潜水员下水检查回淤情况，回淤厚度大于100mm 时及时补挖。导标标位要准确，勤对标，以确保碎石垫层平面的位 和和尺寸。勤测水深，防止漏抛或高差过大，在接茬处，应在临近 接茬2

12、3m的已抛部位开始测水深，并采取先测水深、后抛石、再测 水深的方法进行抛填，以免漏抛或抛高。要顺流抛填，抛石和移船 的方向应与水流方向一致，以免砂子漂流到已抛部位而产生超高。 采用标的定位，超声波深度检测仪进行基槽密点检测，严格控制顶面 标高。严格控制填料指标。2. 6管道焊接及压力试验管道使用的钢材为q235钢，提供钢材的合格证及取样试验分 析报告。钢管及钢制件制作、安装和拼接应按gb50235-08标准执 行。焊条采用422焊条，焊接制作完成后，请业主，监理验收，并由 相应检测资质的检测单位出具焊缝探伤报告，焊缝验收采用100%的 超声波检测。完成后，由业主，质监，监理会同施工单位对该管进

13、行 泵水试验，管道泵压的压力为1 okg/cm 2o试压合格后进行内外防腐，外防腐采用六油四布环氧煤沥青， 内防腐采用ipn8710互穿网络防腐涂料三道。防腐时应注意，焊缝处 的油污，灰渣，铁锈清除干净，表面应干燥，做到涂刷均匀，饱满， 无凝块，起泡现象。管道焊接及压力试验可以和沟槽开挖工序同时进行以节省施工 时间。2. 7倒虹管下沉当沉管制作、内防腐处理结束，水压试验合格交接并且河底沟槽 开挖完工检测合格后，可进行沉管的施工了。为防止倒虹管防腐层的 破坏，在钢管外层要绑缠布带。本工程计划安排3条打捞船（另外增 加一条打捞船备用）和50t汽吊二辆进行吊装，并申请海事部门全封 闭断航施工。断航时

14、间暂定为12月25日上午9时至中午12时30分。（1）现场制件好了的倒虹管顺河摆放在岸边，打捞船一字排开，间 距均等地用钢丝绳系扣在倒虹管吊攀上缓慢起吊；为了便于指挥，使 各吊装浮吊协调性、统一性得以最大程度保证，必须分发对讲机至各 艘浮吊，分别编号1, 2, 3与浮吊编号一致，在吊装钢管表面用 油漆涂注1, 2, 3，使浮吊与吊装位置一一对应。在统一指挥下, 待沉管离开地面1m时，远端的打捞船开始缓缓倒车，使沉管慢慢地 转向垂直于河道，然后再利用打捞船推进器动力拖运至沉管现场并使 沉管对正沟槽位置。沉管运至下沉位置时，在下沉前应做好下列准备 工作：1 ）设置管道下沉定位标志；2）沟槽断血及槽

15、底高程符合规定要求。3）管道和施工船舶采用缆绳绑扎牢固，船体保持平稳。4 ）牵引起重设备布置及安装完毕，试运转良好；5）灌水设备及排气阀门齐全完好；6 ）潜水员装备完毕，做好下水准备。（2 ）经测量定位后，倒虹管开始灌水下沉，管道一端进水，另 一端同进排气；灌水时应使管内空气排尽，不得产生夹气现象，以防 止管道产生扭转变形。灌水时不宜过快，应设置计量水表控制注水， 并防止管内水流不均匀而产生集屮于一端造成斜向下沉的事故。当管 道下沉时，吊装管道的牵引钢丝绳必须受力，灌水下沉与牵引绳放松 应密切配合，力求管道水平下沉。管道沉入槽底后，为防止管身位移 或倾斜，打捞船不应立即拆除或放松，应采取措施将管道稳固扣再拆 除。倒虹管下沉时应符合下列规定：1）测量定位准备，并在下沉中经常校测量；2）管道充水时同时排气；3）下沉速度不得过快；4）打捞船在吊装时应保持管道水平，并同步沉放于槽底就位， 将管道稳固后，再撤走打捞船。（3）倒虹管舖设z后，应检查下列项目，并作好记录。1）检查管底与沟底接触的均匀程度和紧密性，管下如有冲刷, 应由潜水员用矿石铺填；2）检查接口情况；3）测量管道高程和位置。 1=1倒虹管沉入槽底后检查管道无损伤，管道位置、高程符合设计要 求可进行石料稳管冋填，我们采用机械和人工相结合方式，即用开底 船把土回填至规定标高。再由钢丝绳抓斗挖