浅谈给排水过江管沉管施工技术

摘要 本文并结合百色市那毕大桥DN800给水过江管工程、环江毛南族自治县城区污水处理厂污水管网工程Ⅱ标的情况，扼要叙述了一些过江管施工的特点；具体讲述了过江管的施工要点、安装要求、质量要求等；阐述了过江管主要施工方法，关键施工技术、工艺及工程项目实施的重点、难点和解决方案。

关键词过江管水下部分的施工沉管施工

中图分类号： TU74文献标识码：A文章编号：

Abstract： In this paper, combined with BaiSeShi that Picasso DN800 bridge across the water supply engineering, huanjiang maonan autonomous county urban sewage treatment plants sewage pipe network engineering Ⅱ mark, and briefly describes some of the characteristics of the river construction; Specific tells the story of the key points of construction, the river installation requirements, the quality requirements, etc.; Expounds the river pipe main construction method, key construction technology, process, and project implementation of the key points and difficulties and solutions.

Key words： river-crossing tube underwater part of the construction sunken tube construction

1、工程概况

百色市那毕大桥DN800给水过江管工程，位于广西百色市右江那毕大桥旁202米。设计总长619米，其中管道桩号0+012～0+252段为过江管段，其中0+080～0+200段采用水下开挖，沉管施工，其他过江管采用围堰施工，沉管段和围堰段管道采用不锈钢活法兰连接。其中水下管槽开挖约3904方，水下炸礁905方。环江毛南族自治县城区污水处理厂污水管网工程位于环江河两侧。管径D=300mm~1000mm。其中环江大桥上游DN300*10(双管)螺旋钢管为污水过江管道，总长278米。

2、关键工序施工技术

过江管沉管施工中的重点难点施工在于水下管槽爆破开挖施工、水下管槽清碴施工、水下部分沉管施工。本文重点讲述水下部分沉管施工。

2.1、水下管槽爆破开挖施工：

根据工程情况如需要采用控制爆破方法施工时，应严格控制起爆药量，以免地震波对需要保护的建筑物造成危害。施工时可采用微差控制爆破，分段微差雷管起爆，减少地震波峰值的叠加，同时也增加了爆破自由面，提高爆破效果。

进行水下炸礁必须使用防水型炸药，据调查，目前广西区内一般采用百色或柳州产的乳胶炸药。起爆一般采用塑料导爆管为主，并用少量电雷管作激发起爆，炮孔装药后采用串联或串并联法作爆破线路，线路连接后，采用爆破仪起爆，也可在船上用交流发电机进行发电，采用交流电起爆，但发电机的零线必须接地，雷雨天尽量避免用交流电起爆。

钻孔完成后，用探水杆校核钻孔深度，按计算的单孔装药量现场绑扎炸药，安装导爆管雷管，沿钻机的套管往炮孔装填炸药，用探水杆复核各孔炸药的就位情况，并用细砂填塞炮孔，将导爆管整理好，检查无误后移船进行下一排钻孔，钻机船不得越过已钻孔装药的区域。钻孔爆破参数，应结合施工水深、爆破岩层厚度、清碴设备及岩性等指标综合分析确定，施工前要进行试爆试验，达到施工要求后再确定具体的炮孔装药量。且在施工过程中，根据清碴的效果和清出石碴块体大小分析，及时调整爆破参数，以获得较高的爆破效果，提高钻爆和清碴速度。

2.2、水下管槽清碴施工

水下清碴采用抓斗挖泥船或挖掘机船进行水下开挖，采用40m3开体泥驳装、运、卸。水下清碴施工的关键是挖泥船的移船定位、浚深控制作业。挖泥船在施工中采用锚缆控制平面位置，在施工水域挖泥船抛设主锚缆及八字锚缆，主锚缆用以控制船体上、下移位，八字锚缆（或横锚缆）控制船体左、右移位，锚位必须设浮标标志。挖泥船施工时边开挖边探测挖后水深，挖掘机司机根据检测结果调整移位落尺、落斗深度，并采用测深仪进行测量，直至达到设计要求为止。

水下开挖一般采用分条分层的施工方法，分条宽约20m。在两条之间要保证1～2m以上的重叠部分，以免漏挖形成门坎或欠挖。

挖深控制：在施工区设计断面处设置固定水位尺，技术人员施工时定时观测记录水位，根据实测水位及设计开挖标高求得设计挖深，经过探测开挖水深及时控制开挖深度。当开挖水深达到设计挖深时，将超深控制在0.2～0.5m内。当开挖水深达不到设计挖深时，不得移位，经反复清挖后，确实不能清至设计标高的，应记录范围、坐标、标高，方可移位。

不能开挖的礁石或浅点，根据情况采用钻孔爆破等方法处理后，再行开挖。

2.3、水下部分沉管施工

2.3.1、管道拼接

根据甲方提供的设计图纸，结合施工现场实际情况，进行拼管现场施工平面布置的设计；过江管不分段拼接制作。直管段运至拼接现场后，起重人员将管段吊至指定位置，由焊工进行拼接工作。管段对口前，先将焊接端的坡面及外管壁200 mm范围内的赃物清除干净。管节端部电焊不能少于两层，在焊一层之前，必须先清除上层的焊渣和碎屑，焊层厚度控制在5mm以下，以免对焊缝的塑性，韧性造成不利影响。管道端口焊接完毕后，按设计要求在接驳处采用包箍焊接加强，包箍烧焊完毕后，将预先按照设计做好的吊环焊于包箍的朝上位置，吊环之间纵向误差不能超过±0.1厘米。管道的每条焊缝必须经过严格探伤及外观检查，焊缝质量合格等级要达到Ⅲ级（GB3323-87和GB11345-89）。

2.3.2、管道防腐

按照设计，管道的防腐是采用屏障系列GZ-2新型高分子防腐材料。管道的外防腐是采用五油三布，总干膜厚度>800μm。管道的内防腐是采用二底二面，防腐层漆膜厚度>100μm。

2.3.3、管道水上就位

吊装施工前，必须要做好详尽的施工计划，确定管道吊装下水的具体时间，提前向港监申请并办理有关施工作业水域港监水上监督服务、封航手续，同时指定管道暂时寄放水域。水上施工要做好临时浮标安全标记，保障施工水域航运安全畅通。

管道在岸边施工平台上完成焊机拼装即试压合格后，即可在管底设置若按下滑滚筒，并通过浮吊或卷扬机将管底拉下水面，再拖运至管轴线水面上就位。管道就位前，由于管轴线位置的水面宽度小于管道长度，因此，管道在摆动进入管轴线位置时，有可能出现无法摆动入槽的情况，因此必须提前在两岸的管槽端部开挖喇叭口行的岸坡，扩大水面宽度，以利于管道顺利入槽。管道浮运、吊放入管槽过程中钢丝绳必须系在吊环上，严禁将钢丝绳直接系在管身上，以防止损坏防腐层。

2.3.4、管道注水下沉

本工程管道安装采用先翻转后注水下沉。具体做法是：当各项工作准备就绪后，将左岸端和右岸端管道吊起与水面成60°，然后在管道左岸管端的预留进水阀门处往管内注水，通过流量计控制第一次注水量，使管道翻转、与水面垂直。然后进行第二次注水，让管道在重力作用下缓慢下沉，同时左右端及中间8个吊点岸计算要求送缆使管道均匀下沉，在管道沉放至离管槽距离还有0.5米的时候，应检测管道轴线是否符合设计要求后才能继续下沉，否则必须调整后才能下沉。管道在注水期间要经常检查各吊点是否牢固，有无异常，并严格控制各吊点的沉放速度和位置。每次动作的沉放深度不能超过0.2-0.3米。管道下沉至一定深度（每3m）后,进行一次管线调整，当管道下沉至距离基槽底50cm时，再最后进行一次吊力和高差调整。在整个下沉过程中，要使管道受力平衡并且均匀，下沉要缓慢，不能过快。使钢管的刚度和强度不受到任何破坏。倘若，发生任何无法预料的意外，需将管道吊起至水面。各吊点仍可以在统一指挥下，启动吊装系统缓慢将管道平衡吊起。

防止由于不均匀沉降倒置管道弯曲破坏。各吊点应同步分阶段下沉，直至下沉到河底管槽。见“管道翻转下沉示意图”。

为保证管底在沉管过程中不至遭到破坏，拟按每间隔40m布置一吊点，共布置8个吊点，见“吊点布置示意图”（以百色那毕大桥项目为例）。

管道下沉就位后，潜水员潜入水底检查管底与槽底接触的均匀程度和严密性，管底应贴地沉放到设计中线位置，其偏差应小于250mm。管底最大悬空高度为250mm，且悬空长度小于15m。沉管完成经检查达到设计要求后进行管道水下试压，试验压力为1.2MPa，如试压达不到规范要求时，即将管道浮出水面检新处理，然后重新就位安装，直至水下试压达到规范要求为止。

以DN800钢管为例计算沉管参数如下

沉管参数计算： DN800钢管总长120米

计算管长：120m ，管道内径：800mm ，管道壁厚12mm

管道每延长米自重：查阅五金手册：Φ820×12螺旋钢管，每米重239Kg

管道每米浮力：3.14×0.41m2×1m×1000Kg/m＝528 Kg

加强钢板重量：（120m÷12m/条）×4块钢板/焊缝×17 Kg/块＝680 Kg

管道两头DN800钢法兰重量： 90 Kg/块×2片＝180 Kg

管道注满水后自重：G管＝钢管自重＋钢板重＋法兰重＋水重＝

239 Kg/m×120m＋680 Kg＋180 Kg＋3.14×0.40m2×1m×1000Kg/m×120m＝89828Kg

管道浮力：F浮＝120m×528Kg/m＝63360Kg

因防腐材料的重量与其浮力趋于平衡，故忽略不计。考虑最不利情况（管道充满水后），管道总重量G管＝89828 Kg，管道受到浮力F浮＝63360Kg，拟使用4条吊船，每条吊船起吊能力5吨，岸两侧分别布置两个卷扬机，每个起吊能力5吨， 总共起吊能力：D吊＝5000 Kg/个×4个＋5000 Kg/个×2个＝30000 Kg。

验算安全：D吊30000 Kg＋F浮63360Kg＝93360Kg＞G管89828 Kg

满足最大起吊能力要求。

3、结语

目前百色市那毕大桥DN800给水过江管工程、环江毛南族自治县城区污水处理厂污水管网工程Ⅱ标项目过江管沉管均已完成，并投入良好使用。本文针对这两个类似工程项目，提出的相关技术方法，类似项目也可以起到参考借鉴的作用。在过江过河管道沉管敷设中有很多不同情况要因时因地制宜，根据不同江河水流、气候、周边及河底土质等情况制定适合的施工方法才能很好的完成。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。