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漓江橋過(guò)江給水管道工程的施工方案

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漓江橋過(guò)江給水管道工程的施工方案

【摘要】針對(duì)漓江過(guò)江給水管道工程實(shí)際情況,在簡(jiǎn)單介紹過(guò)江給水管道基本施工方法的基礎(chǔ)上,對(duì)具體的施工方案進(jìn)行了深入分析,內(nèi)容包括施工安排、控制點(diǎn)復(fù)核與測(cè)放、管槽開(kāi)挖、管槽整平、管道加工、管道沉放、支墩施工、管槽回填、附屬設(shè)施施工和雨季、冬季施工。

【關(guān)鍵詞】漓江橋過(guò)江給水管道;水下管道;施工方案

桂林市漓江橋擴(kuò)建工程位于廣西桂林市安家路地段,該工程過(guò)江管段設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度約為233.21m,起始樁號(hào)為K0+292.244,終點(diǎn)樁號(hào)為K0+518.076。采用2根D820mm×14mm螺旋鋼管并行開(kāi)挖和沉管。

1過(guò)江給水管道施工方法

本工程過(guò)江段管道采用D830mm×14mmA3螺旋鋼管整管沉放、安裝,鋼制管件和配件連接采用法蘭連接。水下混凝土支墩采用水下C15商品混凝土現(xiàn)澆而成。管道基礎(chǔ)采用砂礫石基礎(chǔ),回填前測(cè)試水流速度、水深等對(duì)回填的影響,以便掌握規(guī)律。

2過(guò)江給水管道施工方案

2.1施工安排

本工程包括以下施工項(xiàng)目:管槽開(kāi)挖、管槽整平、管道加工、管道敷設(shè)、管道沉放、管道支墩、管槽回填。管槽開(kāi)挖施工由水下挖泥船進(jìn)行,成槽后整管沉放。根據(jù)施工控制點(diǎn)復(fù)核平面與高程,同時(shí)做好放樣與材料采購(gòu);出河面、過(guò)江管道同步施工,在管槽完成開(kāi)挖和整平,且管道制作完畢,經(jīng)檢查確認(rèn)合格后開(kāi)展管道安裝及沉放;管道制作完畢并就位,同時(shí)經(jīng)檢查確認(rèn)合格之后開(kāi)始澆筑支墩,填筑管槽。

2.2施工控制點(diǎn)復(fù)核及測(cè)放

2.2.1平面控制測(cè)放

1)按照設(shè)計(jì)坐標(biāo)測(cè)量并放出管道軸線,同時(shí)在兩岸設(shè)置導(dǎo)標(biāo);全站儀測(cè)定節(jié)點(diǎn),做好標(biāo)示,用于對(duì)開(kāi)挖斷面具體位置進(jìn)行控制[1]。2)為使管槽開(kāi)挖位置準(zhǔn)確,兩端岸上應(yīng)設(shè)置測(cè)站,在開(kāi)挖時(shí)借助GPS系統(tǒng)進(jìn)行全過(guò)程實(shí)時(shí)定位,以確保施工時(shí)各船舶定位的準(zhǔn)確性。3)管道沉放時(shí),于頂部增設(shè)標(biāo)桿,再用全站儀對(duì)平面位置進(jìn)行測(cè)定和嚴(yán)格控制,在設(shè)計(jì)位置進(jìn)行沉放。

2.2.2高程控制測(cè)放

1)構(gòu)筑物及路上管槽實(shí)際標(biāo)高由施工控制點(diǎn)進(jìn)行引測(cè)。2)在對(duì)水下管槽進(jìn)行開(kāi)挖時(shí),兩岸分別設(shè)置水尺,以此時(shí)刻了解水位高程。同時(shí)使用測(cè)深裝置對(duì)水深進(jìn)行測(cè)量,通過(guò)計(jì)算得出開(kāi)挖的具體范圍及水深,確保軸線上所有斷面實(shí)際深度都能滿足要求[2]。3)管道就位后,以各點(diǎn)水深及水位為依據(jù)確定頂部高程。

2.2.3管道加工測(cè)放

1)以設(shè)計(jì)文件為依據(jù),使用鋼尺對(duì)管節(jié)長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量。2)管道彎頭處按設(shè)計(jì)要求與圖例大樣進(jìn)行截取,完成拼接后使用測(cè)角裝置量取角度。3)坡口加工前先用樣板對(duì)比放樣。

2.3管槽開(kāi)挖

2.3.1穿大堤段管槽開(kāi)挖

依據(jù)工程設(shè)計(jì)文件,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料,本工程穿大堤段管槽土體以耕土為主,可借助挖掘機(jī)從坡頂開(kāi)始不斷向坡底開(kāi)挖,同時(shí)采用自卸車輛運(yùn)輸土體。對(duì)挖掘機(jī)無(wú)法到達(dá)的部位,可改用人工進(jìn)行開(kāi)挖。在開(kāi)挖到接近設(shè)計(jì)標(biāo)高后,應(yīng)保留15~20cm不予開(kāi)挖,在對(duì)管道進(jìn)行鋪設(shè)以前再由人工開(kāi)挖。當(dāng)開(kāi)挖遇到巖石層或軟基時(shí),應(yīng)增加50cm開(kāi)挖深度,然后在超挖部分回填雜砂石,回填到設(shè)計(jì)管底標(biāo)高后,予以整平夯實(shí)。

2.3.2水下管槽開(kāi)挖

開(kāi)挖時(shí),需要嚴(yán)格按照施工順序,并制定合理的開(kāi)挖施工計(jì)劃,宜按照“二進(jìn)二”順序?qū)嵤╅_(kāi)挖,這樣不僅能使開(kāi)挖正常進(jìn)行,還不會(huì)對(duì)漓江游船航行造成不利影響[3]。開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)做好以下幾項(xiàng)控制工作:1)邊坡開(kāi)挖,建議采用“一刀切”方法,也就是選取坡距的1/3為設(shè)計(jì)放坡距離,然后一次性挖坡,使其形成自然坡度。2)采用斗索對(duì)開(kāi)挖深度進(jìn)行測(cè)定,開(kāi)挖時(shí),因江面起伏不定,所以,要考察一定富裕水深,通常以0.3m為宜[4]。3)開(kāi)挖與定位,當(dāng)采用挖泥船進(jìn)行開(kāi)挖時(shí),應(yīng)切實(shí)做好遺船定位與浚深控制??紤]到水流速的影響,施工船舶作業(yè)方向應(yīng)與水流方向平行。開(kāi)挖時(shí)船身的平面位置主要使用錨纜進(jìn)行控制,作業(yè)區(qū)拋設(shè)八字錨纜和主錨纜,其中,主錨纜主要控制上移位和下移位,而八字錨纜主要控制左移位和右移位,在錨位處應(yīng)設(shè)置浮標(biāo)。開(kāi)挖時(shí)動(dòng)態(tài)探測(cè)開(kāi)挖之后的實(shí)際水深,船上機(jī)手需要根據(jù)水深探測(cè)結(jié)果對(duì)落斗深度進(jìn)行調(diào)整,在完成一輪開(kāi)挖、船體移位之前,使用挖斗初步掃平,這能有效預(yù)防漏挖與超深。

2.4管槽整平

管槽開(kāi)挖結(jié)束,且經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)合格后,回填墊層并進(jìn)行整平。其中,墊層的回填大多以砂卵石為主要填料,江底部墊層不能小于300mm厚[5]。管槽整平時(shí),石料采用漏斗串筒進(jìn)行投放,水下作業(yè)人員采用“空氣導(dǎo)管提升+水下鋼軌刮尺”等方法實(shí)施整平,對(duì)于不平衡但高差相對(duì)較小的部位建議使用水下鋼軌刮尺的方法,而高差相對(duì)較大的部位,則宜使用導(dǎo)管提升的方法先進(jìn)行抽除,以便對(duì)管底的實(shí)際高程進(jìn)行校核。完成整平后,高差必須處在±100mm內(nèi),確保管道受力達(dá)到均勻。對(duì)于穿大堤段的管槽,整平可由現(xiàn)場(chǎng)施工人員采用進(jìn)場(chǎng)的水泥土直接進(jìn)行。

2.5管道加工

主管道為D830mm×14mm厚鋼管,通過(guò)組焊成型,在專業(yè)廠商買進(jìn)管段,然后運(yùn)輸?shù)郊庸S進(jìn)行拼焊接長(zhǎng)。對(duì)管道進(jìn)行的焊接與拼裝包含以下內(nèi)容:坡口加工、管段拼接、管段焊接、焊縫質(zhì)量檢查。管道加工場(chǎng)地主要為租用場(chǎng)地,期間對(duì)交通情況進(jìn)行充分考慮,并要便于水上吊運(yùn),避免對(duì)周圍環(huán)境造成破壞和污染。在對(duì)管道進(jìn)行加工的基礎(chǔ)上,還要進(jìn)行水上平臺(tái)預(yù)制,提供水上加工的作業(yè)平臺(tái)。

2.5.1管道涂裝技術(shù)要求

水下管道的外部防腐必須采用特加強(qiáng)級(jí)防腐,管道出廠之前先涂刷1層底漆,然后在運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行正式的防腐工作:防腐材料主要為GZ-2型高分子涂料,先均勻涂刷1層底漆,然后包上1層玻璃絲布,反復(fù)3次,最后涂刷2層防腐面漆。涂料實(shí)際用量不能少于180g/(m2/層)[6]。

2.5.2涂裝施工工藝

1)依據(jù)生產(chǎn)廠提供的說(shuō)明書(shū)來(lái)配置涂料和使用。2)人工涂刷均勻,不能有流掛、褶皺、氣泡和堆積。若有缺陷,對(duì)防腐效果造成影響,則應(yīng)進(jìn)行鏟除,2次涂裝,直到滿足要求。外防腐采用以下方法:先涂刷高分子涂料,然后包裹玻璃布,搭接長(zhǎng)度按100~150mm控制,壓邊寬度按20~30mm控制,每層的接頭需要上層包裹底層1/3,所用玻璃布應(yīng)有至少95%的油浸透率,空白處大小不能超出50mm×50mm,在管端以及施工中斷部位預(yù)留接茬,長(zhǎng)度為150~250mm,形狀以緩坡型為宜。兩端留出約300mm不予涂裝,為焊接及焊接后的補(bǔ)口提供便利,以此反復(fù)3次,外層涂刷2層防腐面漆,涂料實(shí)際用量不能少于180g/(m2/層)。當(dāng)管道內(nèi)和管道外的防腐層完全硬化之后,即可進(jìn)行下水。3)管段兩端預(yù)留處要作表面處理。當(dāng)存在油污、水分及泥土?xí)r,應(yīng)徹底吸凈并烤干,再按照設(shè)計(jì)要求實(shí)施補(bǔ)口,涂裝和玻璃布的搭接應(yīng)在50mm以上[7]。4)除去已經(jīng)損壞的外部防腐層,若在鏟除后發(fā)現(xiàn)露鐵,則要根據(jù)補(bǔ)口要求作適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?,同時(shí)恢復(fù)應(yīng)有的外部防腐層;若在鏟除后未發(fā)現(xiàn)露鐵,則只進(jìn)行補(bǔ)漆即可。

2.5.3防腐層檢測(cè)

防腐施工完畢后需要對(duì)管道整體外觀、防腐厚度與耐電壓絕緣進(jìn)行檢測(cè),具體應(yīng)嚴(yán)格按照《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50268—2008)進(jìn)行。

2.5.4拼裝與焊接

管節(jié)出廠長(zhǎng)度12m,通過(guò)拼裝和焊接形成長(zhǎng)度為72~84m的管段,再通過(guò)浮云到達(dá)管槽周圍水域,加工形成成品。此環(huán)節(jié)主要有以下內(nèi)容:(1)坡口加工;(2)管道拼接;(3)管段焊接;(4)質(zhì)量檢查,水上組對(duì)長(zhǎng)分段。

2.6管道沉放

2.6.1水下管道沉放

考慮到作業(yè)區(qū)水流速度影響,宜采用一定數(shù)量的拖輪及交通艇將管道運(yùn)輸?shù)焦懿圯S線處。在對(duì)管道進(jìn)行運(yùn)輸之前,所有吊點(diǎn)上的船舶就位,按從左到右的順序進(jìn)行編號(hào),按30m的間距布置8個(gè)吊點(diǎn)。起吊船位于管槽軸線上游,同時(shí)拋設(shè)錨纜對(duì)船舶進(jìn)行可靠固定。所有吊點(diǎn)均就位且固定之后,將管道東端運(yùn)至管道軸線東岸,在管槽軸線周圍時(shí)和左岸起吊穿吊纜固定。再用拖輪在管道中間和右側(cè)開(kāi)始慢速拖帶,將管道右岸端從下游帶向上游,擺進(jìn)管線的右岸,各起吊船分別依次吊系相應(yīng)吊點(diǎn)[8]。將管道運(yùn)輸至指定位置后,對(duì)其中一端進(jìn)行充氣,連續(xù)且緩慢的向內(nèi)注水,使管道能夠緩慢的下沉?,F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員應(yīng)在管道沉放時(shí)時(shí)刻測(cè)定平面位置,以便對(duì)管道位置進(jìn)行調(diào)整。管道即將著床時(shí),其底部和基床之間的距離達(dá)到0.3~0.5m后,對(duì)管道具體位置進(jìn)行調(diào)校,確認(rèn)無(wú)誤后,即可沉放著床。著床后對(duì)管道的平面及高程進(jìn)行檢查,確認(rèn)合格后做好固定。根據(jù)設(shè)計(jì)文件的要求,管道沉放之后要實(shí)施水壓試驗(yàn),設(shè)計(jì)試驗(yàn)壓力確定為1.0MPa。

2.6.2管道試驗(yàn)、沖洗和消毒

管道就位、安裝后,根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求開(kāi)展水壓試驗(yàn),以確認(rèn)管道強(qiáng)度及嚴(yán)密性能否達(dá)到要求。試驗(yàn)開(kāi)始前,先嚴(yán)格按照《給水排水管道施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50268—2008)制定試驗(yàn)作業(yè)方案,同時(shí)報(bào)請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理進(jìn)行審批[9]。水下鋼管到達(dá)指定位置,且通過(guò)調(diào)平確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求之后,實(shí)施分段與總段壓力試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中的壓力確定為1.2MPa,根據(jù)要求進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收,若無(wú)法滿足要求,則予以返工。在管道其中一端緩慢注水,并在兩端增設(shè)排氣閥以及時(shí)排空管內(nèi)氣體。在管道升壓的過(guò)程中,于其尾端排氣,緩慢升壓時(shí),如果壓力表的指針來(lái)回?cái)[動(dòng),則說(shuō)明壓力不穩(wěn),需要在排氣之后重新進(jìn)行升壓;管道升壓必須分級(jí),在完成一個(gè)等級(jí)的升壓后對(duì)接口、管身、支墩與后背進(jìn)行檢查,若沒(méi)有異?,F(xiàn)象,則可繼續(xù)保持升壓。此外要注意,在升壓時(shí),管道兩端和法蘭盲堵不能站人。通過(guò)試驗(yàn)確認(rèn)管道合格之后,需要及時(shí)進(jìn)行清洗和消毒。采用流速至少為1.0m/s的水進(jìn)行持續(xù)沖洗,當(dāng)出水口排出的水和沖洗水完全一致時(shí)結(jié)束沖洗,包括色度和濃度。

2.7支墩施工

支墩大多采用水下混凝土施工方法,模板主要為定型模板,水下作業(yè)人員負(fù)責(zé)模板組拼;混凝土灌筑主要使用導(dǎo)管法。灌筑時(shí)所用導(dǎo)管的內(nèi)徑應(yīng)為300mm,其頂部設(shè)有漏斗,為防止灌筑過(guò)程中混凝土和水直接接觸,需在漏斗頸部設(shè)置球塞,并使用鐵絲箍緊,管筒懸掛在作業(yè)船兩邊。灌筑過(guò)程中把管筒下放到基底,在漏斗中裝滿混凝土后,小幅提升整個(gè)管筒,放松球塞,球塞和混凝土將空氣、水?dāng)D出,以此在導(dǎo)管口部形成混凝土堆,徐徐上升持續(xù)填筑。實(shí)際施工時(shí)必須有水下作業(yè)人員予以配合。所用施工方法對(duì)混凝土流動(dòng)性有很高要求,必須具有良好的穩(wěn)定度。混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C30,水泥標(biāo)號(hào)應(yīng)為425號(hào)以上,水灰比控制在0.6以下,坍落度按16~22cm控制。此外,應(yīng)適當(dāng)提高混凝土的砂率(45%~50%),這樣做可以有效改善其和易性,同時(shí)細(xì)骨料以中粗砂為宜。

2.8管槽回填

穿大堤段管槽墊層與頂部回填均采用水泥土。其中,墊層的厚度按0.3m進(jìn)行控制,在鋪設(shè)完管道后回填到頂部0.5m處,被破壞的地面可使用粉質(zhì)黏土進(jìn)行充分回填,采用分層法填筑、夯實(shí)到原地面,其層厚不能超過(guò)25cm[10]。管道根據(jù)設(shè)計(jì)要求就位,且完成試驗(yàn),確認(rèn)合格后回填管槽。管槽回填材料必須遵照工程設(shè)計(jì)要求,含有機(jī)物的土、耕植土與含大塊碎石的土都不允許使用。在分層回填的過(guò)程中,各填筑層松鋪厚度應(yīng)控制在300mm以內(nèi),完成填筑的土層要實(shí)施檢驗(yàn),同時(shí)報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理審批?;靥钍┕ぶ?,必須清除各類雜物,如木塊、碎石和磚石等,填筑后及時(shí)壓實(shí),要求壓實(shí)系數(shù)達(dá)到0.94以上。水下管槽使用砂礫石填筑到管道頂部實(shí)際標(biāo)高以上0.3m之后,繼續(xù)鋪填厚度為0.3m的預(yù)制板,再進(jìn)行拋石,最后河底砂礫石回填至現(xiàn)狀河底標(biāo)高。

2.9附屬設(shè)施

管道施工完畢后應(yīng)在其沿線上設(shè)置明顯的標(biāo)志,且過(guò)江段應(yīng)按照相關(guān)管理部門(mén)要求增設(shè)通航標(biāo)志。此外要注意,標(biāo)志施工應(yīng)嚴(yán)格按照管理部門(mén)提出的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定進(jìn)行。

2.10冬季、雨季施工

1)冬季施工:(1)優(yōu)化組合施工組織安排,確定技術(shù)、質(zhì)量和安全的實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn),做好施工教育與技術(shù)交底;(2)構(gòu)建并實(shí)施冬季施工時(shí)的規(guī)章制度;(3)備好冬季施工必需物資,并切實(shí)做好保存;(4)設(shè)備、裝置定期保養(yǎng)和維護(hù),并按要求備用;(5)及時(shí)檢查并維修臨時(shí)設(shè)施。2)雨季施工(1)采取有效防雨措施,保證雨季施工能夠正常進(jìn)行;(2)優(yōu)化組合施工組織安排,制定專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案,做好人員教育和管理;(3)疏通現(xiàn)有排水系統(tǒng),使水流暢通,防止積水;(4)管槽開(kāi)挖后做好防護(hù),以免水流進(jìn)入引起塌方等問(wèn)題;(5)備好雨季施工必需物資設(shè)備。

3結(jié)語(yǔ)

本工程按以上方案順利完成施工,經(jīng)檢查施工質(zhì)量合格,未發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題和安全事故,說(shuō)明施工方案合理可行,可為類似工程施工提供參考。

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作者:曾凱 單位:桂林市自來(lái)水公司

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