漓江桥过江给水管道工程的施工方案

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【摘要】针对漓江桥过江给水管道工程实际情况，在简单介绍过江给水管道基本施工方法的基础上，对具体的施工方案进行了深入分析，内容包括施工安排、控制点复核与测放、管槽开挖、管槽整平、管道加工、管道沉放、支墩施工、管槽回填、附属设施施工和雨季、冬季施工。

【关键词】漓江桥过江给水管道；水下管道；施工方案

桂林市漓江桥扩建工程位于广西桂林市安家路地段，该工程过江管段设计总长度约为233.21m，起始桩号为K0+292.244，终点桩号为K0+518.076。采用2根D820mm×14mm螺旋钢管并行开挖和沉管。

1过江给水管道施工方法

本工程过江段管道采用D830mm×14mmA3螺旋钢管整管沉放、安装，钢制管件和配件连接采用法兰连接。水下混凝土支墩采用水下C15商品混凝土现浇而成。管道基础采用砂砾石基础，回填前测试水流速度、水深等对回填的影响，以便掌握规律。

2过江给水管道施工方案

2.1施工安排

本工程包括以下施工项目：管槽开挖、管槽整平、管道加工、管道敷设、管道沉放、管道支墩、管槽回填。管槽开挖施工由水下挖泥船进行，成槽后整管沉放。根据施工控制点复核平面与高程，同时做好放样与材料采购；出河面、过江管道同步施工，在管槽完成开挖和整平，且管道制作完毕，经检查确认合格后开展管道安装及沉放；管道制作完毕并就位，同时经检查确认合格之后开始浇筑支墩，填筑管槽。

2.2施工控制点复核及测放

2.2.1平面控制测放

1）按照设计坐标测量并放出管道轴线，同时在两岸设置导标；全站仪测定节点，做好标示，用于对开挖断面具体位置进行控制[1]。2）为使管槽开挖位置准确，两端岸上应设置测站，在开挖时借助GPS系统进行全过程实时定位，以确保施工时各船舶定位的准确性。3）管道沉放时，于顶部增设标杆，再用全站仪对平面位置进行测定和严格控制，在设计位置进行沉放。

2.2.2高程控制测放

1）构筑物及路上管槽实际标高由施工控制点进行引测。2）在对水下管槽进行开挖时，两岸分别设置水尺，以此时刻了解水位高程。同时使用测深装置对水深进行测量，通过计算得出开挖的具体范围及水深，确保轴线上所有断面实际深度都能满足要求[2]。3）管道就位后，以各点水深及水位为依据确定顶部高程。

2.2.3管道加工测放

1）以设计文件为依据，使用钢尺对管节长度进行测量。2）管道弯头处按设计要求与图例大样进行截取，完成拼接后使用测角装置量取角度。3）坡口加工前先用样板对比放样。

2.3管槽开挖

2.3.1穿大堤段管槽开挖

依据工程设计文件，结合区域地质资料，本工程穿大堤段管槽土体以耕土为主，可借助挖掘机从坡顶开始不断向坡底开挖，同时采用自卸车辆运输土体。对挖掘机无法到达的部位，可改用人工进行开挖。在开挖到接近设计标高后，应保留15～20cm不予开挖，在对管道进行铺设以前再由人工开挖。当开挖遇到岩石层或软基时，应增加50cm开挖深度，然后在超挖部分回填杂砂石，回填到设计管底标高后，予以整平夯实。

2.3.2水下管槽开挖

开挖时，需要严格按照施工顺序，并制定合理的开挖施工计划，宜按照“二进二”顺序实施开挖，这样不仅能使开挖正常进行，还不会对漓江游船航行造成不利影响[3]。开挖过程中应做好以下几项控制工作：1）边坡开挖，建议采用“一刀切”方法，也就是选取坡距的1/3为设计放坡距离，然后一次性挖坡，使其形成自然坡度。2）采用斗索对开挖深度进行测定，开挖时，因江面起伏不定，所以，要考察一定富裕水深，通常以0.3m为宜[4]。3）开挖与定位，当采用挖泥船进行开挖时，应切实做好遗船定位与浚深控制。考虑到水流速的影响，施工船舶作业方向应与水流方向平行。开挖时船身的平面位置主要使用锚缆进行控制，作业区抛设八字锚缆和主锚缆，其中，主锚缆主要控制上移位和下移位，而八字锚缆主要控制左移位和右移位，在锚位处应设置浮标。开挖时动态探测开挖之后的实际水深，船上机手需要根据水深探测结果对落斗深度进行调整，在完成一轮开挖、船体移位之前，使用挖斗初步扫平，这能有效预防漏挖与超深。

2.4管槽整平

管槽开挖结束，且经检验确认合格后，回填垫层并进行整平。其中，垫层的回填大多以砂卵石为主要填料，江底部垫层不能小于300mm厚[5]。管槽整平时，石料采用漏斗串筒进行投放，水下作业人员采用“空气导管提升+水下钢轨刮尺”等方法实施整平，对于不平衡但高差相对较小的部位建议使用水下钢轨刮尺的方法，而高差相对较大的部位，则宜使用导管提升的方法先进行抽除，以便对管底的实际高程进行校核。完成整平后，高差必须处在±100mm内，确保管道受力达到均匀。对于穿大堤段的管槽，整平可由现场施工人员采用进场的水泥土直接进行。

2.5管道加工

主管道为D830mm×14mm厚钢管，通过组焊成型，在专业厂商买进管段，然后运输到加工厂进行拼焊接长。对管道进行的焊接与拼装包含以下内容：坡口加工、管段拼接、管段焊接、焊缝质量检查。管道加工场地主要为租用场地，期间对交通情况进行充分考虑，并要便于水上吊运，避免对周围环境造成破坏和污染。在对管道进行加工的基础上，还要进行水上平台预制，提供水上加工的作业平台。

2.5.1管道涂装技术要求

水下管道的外部防腐必须采用特加强级防腐，管道出厂之前先涂刷1层底漆，然后在运输到现场后进行正式的防腐工作：防腐材料主要为GZ-2型高分子涂料，先均匀涂刷1层底漆，然后包上1层玻璃丝布，反复3次，最后涂刷2层防腐面漆。涂料实际用量不能少于180g/（m2/层）[6]。

2.5.2涂装施工工艺

1）依据生产厂提供的说明书来配置涂料和使用。2）人工涂刷均匀，不能有流挂、褶皱、气泡和堆积。若有缺陷，对防腐效果造成影响，则应进行铲除，2次涂装，直到满足要求。外防腐采用以下方法：先涂刷高分子涂料，然后包裹玻璃布，搭接长度按100～150mm控制，压边宽度按20～30mm控制，每层的接头需要上层包裹底层1/3，所用玻璃布应有至少95%的油浸透率，空白处大小不能超出50mm×50mm，在管端以及施工中断部位预留接茬，长度为150～250mm，形状以缓坡型为宜。两端留出约300mm不予涂装，为焊接及焊接后的补口提供便利，以此反复3次，外层涂刷2层防腐面漆，涂料实际用量不能少于180g/（m2/层）。当管道内和管道外的防腐层完全硬化之后，即可进行下水。3）管段两端预留处要作表面处理。当存在油污、水分及泥土时，应彻底吸净并烤干，再按照设计要求实施补口，涂装和玻璃布的搭接应在50mm以上[7]。4）除去已经损坏的外部防腐层，若在铲除后发现露铁，则要根据补口要求作适当的表面处理，同时恢复应有的外部防腐层；若在铲除后未发现露铁，则只进行补漆即可。

2.5.3防腐层检测

防腐施工完毕后需要对管道整体外观、防腐厚度与耐电压绝缘进行检测，具体应严格按照《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268—2008）进行。

2.5.4拼装与焊接

管节出厂长度12m，通过拼装和焊接形成长度为72～84m的管段，再通过浮云到达管槽周围水域，加工形成成品。此环节主要有以下内容：（1）坡口加工；（2）管道拼接；（3）管段焊接；（4）质量检查，水上组对长分段。

2.6管道沉放

2.6.1水下管道沉放

考虑到作业区水流速度影响，宜采用一定数量的拖轮及交通艇将管道运输到管槽轴线处。在对管道进行运输之前，所有吊点上的船舶就位，按从左到右的顺序进行编号，按30m的间距布置8个吊点。起吊船位于管槽轴线上游，同时抛设锚缆对船舶进行可靠固定。所有吊点均就位且固定之后，将管道东端运至管道轴线东岸，在管槽轴线周围时和左岸起吊穿吊缆固定。再用拖轮在管道中间和右侧开始慢速拖带，将管道右岸端从下游带向上游，摆进管线的右岸，各起吊船分别依次吊系相应吊点[8]。将管道运输至指定位置后，对其中一端进行充气，连续且缓慢的向内注水，使管道能够缓慢的下沉。现场测量人员应在管道沉放时时刻测定平面位置，以便对管道位置进行调整。管道即将着床时，其底部和基床之间的距离达到0.3～0.5m后，对管道具体位置进行调校，确认无误后，即可沉放着床。着床后对管道的平面及高程进行检查，确认合格后做好固定。根据设计文件的要求，管道沉放之后要实施水压试验，设计试验压力确定为1.0MPa。

2.6.2管道试验、冲洗和消毒

管道就位、安装后，根据规范及设计要求开展水压试验，以确认管道强度及严密性能否达到要求。试验开始前，先严格按照《给水排水管道施工及验收规范》（GB50268—2008）制定试验作业方案，同时报请现场监理进行审批[9]。水下钢管到达指定位置，且通过调平确认满足设计要求之后，实施分段与总段压力试验。试验过程中的压力确定为1.2MPa，根据要求进行质量验收，若无法满足要求，则予以返工。在管道其中一端缓慢注水，并在两端增设排气阀以及时排空管内气体。在管道升压的过程中，于其尾端排气，缓慢升压时，如果压力表的指针来回摆动，则说明压力不稳，需要在排气之后重新进行升压；管道升压必须分级，在完成一个等级的升压后对接口、管身、支墩与后背进行检查，若没有异常现象，则可继续保持升压。此外要注意，在升压时，管道两端和法兰盲堵不能站人。通过试验确认管道合格之后，需要及时进行清洗和消毒。采用流速至少为1.0m/s的水进行持续冲洗，当出水口排出的水和冲洗水完全一致时结束冲洗，包括色度和浓度。

2.7支墩施工

支墩大多采用水下混凝土施工方法，模板主要为定型模板，水下作业人员负责模板组拼；混凝土灌筑主要使用导管法。灌筑时所用导管的内径应为300mm，其顶部设有漏斗，为防止灌筑过程中混凝土和水直接接触，需在漏斗颈部设置球塞，并使用铁丝箍紧，管筒悬挂在作业船两边。灌筑过程中把管筒下放到基底，在漏斗中装满混凝土后，小幅提升整个管筒，放松球塞，球塞和混凝土将空气、水挤出，以此在导管口部形成混凝土堆，徐徐上升持续填筑。实际施工时必须有水下作业人员予以配合。所用施工方法对混凝土流动性有很高要求，必须具有良好的稳定度。混凝土的强度等级为C30，水泥标号应为425号以上，水灰比控制在0.6以下，坍落度按16～22cm控制。此外，应适当提高混凝土的砂率（45%～50%），这样做可以有效改善其和易性，同时细骨料以中粗砂为宜。

2.8管槽回填

穿大堤段管槽垫层与顶部回填均采用水泥土。其中，垫层的厚度按0.3m进行控制，在铺设完管道后回填到顶部0.5m处，被破坏的地面可使用粉质黏土进行充分回填，采用分层法填筑、夯实到原地面，其层厚不能超过25cm[10]。管道根据设计要求就位，且完成试验，确认合格后回填管槽。管槽回填材料必须遵照工程设计要求，含有机物的土、耕植土与含大块碎石的土都不允许使用。在分层回填的过程中，各填筑层松铺厚度应控制在300mm以内，完成填筑的土层要实施检验，同时报现场监理审批。回填施工中，必须清除各类杂物，如木块、碎石和砖石等，填筑后及时压实，要求压实系数达到0.94以上。水下管槽使用砂砾石填筑到管道顶部实际标高以上0.3m之后，继续铺填厚度为0.3m的预制板，再进行抛石，最后河底砂砾石回填至现状河底标高。

2.9附属设施

管道施工完毕后应在其沿线上设置明显的标志，且过江段应按照相关管理部门要求增设通航标志。此外要注意，标志施工应严格按照管理部门提出的标准及规定进行。

2.10冬季、雨季施工

1）冬季施工：（1）优化组合施工组织安排，确定技术、质量和安全的实时监控点，做好施工教育与技术交底；（2）构建并实施冬季施工时的规章制度；（3）备好冬季施工必需物资，并切实做好保存；（4）设备、装置定期保养和维护，并按要求备用；（5）及时检查并维修临时设施。2）雨季施工（1）采取有效防雨措施，保证雨季施工能够正常进行；（2）优化组合施工组织安排，制定专项应急预案，做好人员教育和管理；（3）疏通现有排水系统，使水流畅通，防止积水；（4）管槽开挖后做好防护，以免水流进入引起塌方等问题；（5）备好雨季施工必需物资设备。

3结语

本工程按以上方案顺利完成施工，经检查施工质量合格，未发生质量问题和安全事故，说明施工方案合理可行，可为类似工程施工提供参考。

【参考文献】

【1】李利群，王兆景，何惠军.综合水域物探技术在过江管道穿越过程中的应用[J].浙江建筑，2015（10）:42-45.

【2】胡波超.给水过江管道施工探讨[J].科技与企业，2013（14）:201.

【3】李正波.过江钢管整体沉放施工技术的应用[J].工程建设，2012（1）:64-66.

【4】赵世海.浅谈西江引水工程管道穿越北江水道的方案比较[J].科技与企业，2014（7）:186-187.

【5】赵超祥.过江管道沉管施工技术的应用[J].水利电力机械，2014（10）:129-131.

【6】秦彧.论大口径HDPE管在给水过江管工程中的应用[J].沿海企业与科技，2015（9）:175-176.

【7】黄文宜，冯树建，刘肖梅.过江隧道大口径污水管道整体滑移设计施工[J].安徽建筑，2014（3）:36-37.

【8】彭雄华，蒙贵红.浅谈给水过江管道工程施工[J].广西城镇建设，2015（6）:39-41.

【9】盛志华，龚亮.益阳市第二过江管施工[J].给水排水，2015（3）:67-69.

【10】张军令.浅谈过江管道工程管道预制场地的布置[J].珠江水运，2014（11）:54-55.

作者:曾凯 单位:桂林市自来水公司