浅谈过河沉管施工技术

浅谈过河沉管施工技术――记平望DN900沉管过京杭大运输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渐渐被广泛应用，特殊适用于大型管道施工，它较顶管工艺在施工的平安性、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殊重视。2010年11月至2010年12月的平望DN900沉管过京杭大运输河给水管道工程中，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、困难，经过细心组织设计，克服了很多技术难题，为今后施工积累了肯定阅历。作为此工程的甲方代表，我参加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、平望大运输河、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当沉放至沟槽。工程概况：本工程位于京杭运输河吴江段318国道平望运输河大桥南侧约250米处，是因苏南运输河改造拓宽，原有的过河供水管道不能满意运输河的通航宽度要求，依据目前的运输河规划设计宽度，在原位重新铺设1根DN900过河供水倒虹管（沉管）。沉管分为两段施工，第一段（水下跨越运输河段）总长度为118.383M（实长122M），钢管外径920mm，壁厚12mm，中间直管段为90米，管道中心底高程为-7.5米(黄海高程)，东西两端平管段底高程各为-1.0米。其次段（过内河鱼塘段）总长度为71.5M（实长80M），钢管外径920mm，壁厚12mm，中间直管段为55米，管道中心底高程为-3.5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其次段，先施工第一段，该段施工在运输河上，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意航道要求。第一段施工基本完成后在鱼塘内做其次段，考虑到鱼塘里面的施工较简洁，这里只谈第一段的施工范围。依据施工图纸要求和现场实际土质状况，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-7.5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峻，影响老管道的平安需对老管道进行爱护。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爱护工作。沉管沟槽开挖时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输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干脆进行翻挖，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，复原原状。主要施工步骤及施工艺2.1主要施工步骤现场打算及测量放线沉管电焊制作、吊攀、闷板制作安装，探伤试压合格沉管两岸围堰，抽水、破裂、拆除驳岸基础挖掘机、水上挖泥船开挖沉管沟槽，浇砌管道支墩人机协作铺设砂石垫层汽吊、打捞船吊装倒虹管下水就位二次筑钢管桩围堰复原驳岸，两段沉管接拢沉管到位试压，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限制，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，又是在水下破裂，破裂机械无法在水中施工，故施工单位支配先在须要破裂驳岸的地方进行围堰，然后将围堰内的水抽出，再用破裂挖机把驳岸逐层进行破裂，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，沉管的两头须要浇筑混凝土支墩，在开挖沟槽之前须要完成此项工作，支墩的尺寸及形态标准将严格依据相关规范及设计的要求。支墩的位置及高程要严格依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）申报施工航行通告，告知广阔船民该航道段实施施工。支配于2010年12月5日起先施工，12月5日—12月25日实行现场维护交通平安通航施工。（2）在距离施工点上下游2KM、1KM处各设立一块平安警示牌。提示船民前方施工，减速航行，留意平安。（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平安。（4）在通告发布日期始，海事部门管理到位后，起先施工。（5）禁止雨雾天气，能见度低的恶劣天气施工及夜间施工。无海事维护航行平安时杜绝冒险施工。（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→设置锚坠浮鼓→挖泥船定位→挖泥船挖泥→泥驳运泥→检查验收沟槽。（2）沟槽开挖：1）陆地基槽开挖：依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：依据现场状况和以往施工阅历，施工单位拟采纳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。航道基槽施工实行先两边，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），最终挖航道中心的1/3水下沟槽，来往船只在工程船的两侧通行。质量限制措施：①基槽挖泥施工前应做好标记设置工作，包括挖泥基槽的纵向标及断面标。立标时应留意标记位置的选取要合理并且便利施工。②开挖过程中要严格依据设计断面尺寸要求施工，勤对标、勤测水深，特殊是挖至最底层或挖至边线时，要精确限制开挖范围，将超宽、超深限制在最小值。本工程基槽密点检测，杜绝基槽浅点出现。③基本开挖后刚好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。2.5沉管基槽铺碎石垫层本工程沟槽基底处理采纳在沟底铺上0.5M厚碎石垫层。碎石垫层采纳自航开底驳船干脆装船运输，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→自航开底驳船运输→自航开底驳船抛填碎石垫层、潜水员整平→测量验收→移船定位抛填下一施工段。抛填施工要点：①碎石垫层抛填进勤测水深、标高，抛填后由潜水员检查，检查时实行半幅通航，半幅检测的形式，海事部门帮助协作，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。②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，采纳分段施工，施工方向尽量与水流方向一样，以避开超高。质量保证措施：①抛填前，复测基槽断面尺寸有无改变，若有改变，应进行处理；派潜水员下水检查回淤状况，回淤厚度大于100mm时刚好补挖。②导标标位要精确，勤对标，以确保碎石垫层平面的位置和尺寸。③勤测水深，防止漏抛或高差过大，在接茬处，应在接近接茬2～3m的已抛部位起先测水深，并实行先测水深、后抛石、再测水深的方法进行抛填，以免漏抛或抛高。④要顺流抛填，抛石和移船的方向应与水流方向一样，以免砂子漂流到已抛部位而产生超高。⑤采纳标的定位，超声波深度检测仪进行基槽密点检测，严格限制顶面标高。⑥严格限制填料指标。2.6管道焊接及压力试验管道运用的钢材为Q235钢，供应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。焊条采纳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，焊缝验收采纳100%的超声波检测。完成后，由业主，质监，监理睬同施工单位对该管进行泵水试验，管道泵压的压力为10kg/㎝2。试压合格后进行内外防腐，外防腐采纳六油四布环氧煤沥青，内防腐采纳IPN8710互穿网络防腐涂料三道。防腐时应留意，焊缝处的油污，灰渣，铁锈清除干净，表面应干燥，做到涂刷匀称，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约施工时间。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。本工程支配支配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，必需分发对讲机至各艘浮吊，分别编号1，2，3……与浮吊编号一样，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，远端的打捞船起先缓缓倒车，使沉管渐渐地转向垂直于河道，然后再利用打捞船推动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打算工作：１）设置管道下沉定位标记；２）沟槽断面及槽底高程符合规定要求。３）管道和施工船舶采纳缆绳绑扎坚固，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，做好下水打算。（２）经测量定位后，倒虹管起先灌水下沉，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，应设置计量水表限制注水，并防止管内水流不匀称而产生集中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需受力，灌水下沉与牵引绳放松应亲密协作，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，打捞船不应马上拆除或放松，应实行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）测量定位打算，并在下沉中常常校测量；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）倒虹管铺设之后，应检查下列项目，并作好记录。1）检查管底与沟底接触的匀称程度和紧密性，管下如有冲刷，应由潜水员用矿石铺填；2）检查接口状况；3）测量管道高程和位置。2.8沟槽回填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回填，我们采纳机械和人工相结合方式，即用开底船把土回填至规定标高。再由钢丝绳抓斗挖泥船