沉管施工技術在容奇大道 東至外環路市政供水管道工程的應用

佛山市順德區供水有限公司 廣東順德 528300

摘要：本文結合容桂容奇大道東至外環路市政供水管道工程實例，闡述了沉管施工中的施工工藝和技術控制要點，以供同類工程借鑒。

關鍵詞：沉管；市政供水管道；施工技術

1 工程概況

容桂容奇大道東至外環路市政供水管道工程全長5.5km，為解決順德容桂東部片區新城的用水需求而規劃新建，工程設計采用DN600～DN1000 的鋼管，其中沉管部分工程處于容奇大道東眉蕉河段，河涌面寬93米，正常水位標高為+0.5m，最深處水深10m，河床土質為含砂較多的淤泥；根據現場實際情況，對多個方案進行比較后，決定采用沉管技術進行管道施工過河沉埋管道采用螺旋縫焊接鋼管DN800，鋼管壁厚為12mm，折線長104米，內壁采用環氧無毒飲水艙三層一底二面，外壁環氧煤瀝青涂料六油兩布，在涂底料前，鋼管兩端范圍內涂刷硅酸鋅或其它可焊性涂料，過河管方案如圖{ 1 }所示，過河管采用倒虹管，要根據河床的地形及通航要求等條件決定鋼管的形式，管底標高以下50cm用大片石及碎石拋填，并用中粗砂找平，沉管周圍回填1100mm厚碎石，再回填1500mm厚塊石，由于沉管頂的標高不一致，回填物的標高也不同。

2 沉管施工

2. 1 鋼管制備

將制造廠制作好的鋼管分段運到現場先在陸上進行拚接，做成整條長約160m兩端帶彎頭的管，本工程過河處沒有夠條件的場地，為此在河下游1km 處找到一處靠河岸、夠長、平整的場地，場地沿河岸走向，鋼管可以方便地吊入河中。由于管道沉入水底約10m埋設，安裝好后幾乎不能維修，對鋼管的焊接質量、防腐質量要求很高，需嚴格控制。

鋼管拚接前要根據設計圖畫好詳細的施工分解圖，作好工藝評定，確定好施工工藝，各工序要進行嚴格的質量控制，河中焊縫的質量要比陸上焊縫的質量提高一個等級進行控制，防腐要求也要提高一個等級。由于鋼管還要進行吊運、拖移等操作，焊縫的延展性要好，為此最好用堿性焊條進行現場焊縫的焊接；沉管過程中，如溝槽有塌方，彎頭處將會承受較大彎矩，因此彎頭處要進行加固處理。

2. 2 鋼管檢查

過河鋼管要按要求進行嚴格的焊縫外觀及內部探傷檢查，保證焊接質量，先在岸上進行水壓試驗，檢查鋼管的強度及嚴密性，然后在1. 2 倍工作壓力下穩壓24h 以消除焊縫應力，最后對管道進行內外防腐處理。鋼管兩的堵頭及灌水排氣裝置不要拆除，放干試壓的水后關緊各閥門待用。

2. 3 測量放線、溝槽開挖

由于河道寬，要用GPS 定位儀定出左、右兩岸的坐標點。河床中管溝的開挖設備采用水上抓斗挖掘船，運泥船運走，不能將淤泥拋于河道中阻塞航道；由于水流作用，挖掘船會移位，開挖過程中要經常調整船位，同時要在兩岸用醒目的標桿作出管道軸線標記供操作員目測定位，岸上指揮員也要注意軸線不能偏移。在水中開挖，由于水流的作用，溝槽容易塌方，因此溝槽的邊坡及底寬要比在陸上開挖大得多，且不容易控制，這要求操作員提高操作技能，操作員要與指揮員密切配合。

溝槽底高程的控制是一個難點，在兩岸要作好醒目的標記外，測量人員要隨時在開挖過程中檢查，用探桿探測，作好記錄，指揮操作員調整開挖位置。溝槽的開挖是水下進行，不可見性較大。潛水員要經常下水檢查溝槽開挖情況，是否有未挖到的殘泥阻礙施工，未達到要求的必須及時反饋給開挖人員重新補挖至設計要求以確保沉管的順利進行。由于管道沉入河中后很難再吊起來進行再次開挖，因此全段溝槽開挖完畢后，潛水員要檢查并對溝槽進行清理、平整，保證溝槽符合要求，合格后才能進行沉管。

2. 4 拖管、沉管

鋼管吊入河中及沉管時吊入管溝都用船吊，要根據鋼管的剛性適當布置吊點，使鋼管均勻受力，避免變形甚至折斷，本工程管長160m，管徑較小DN800，我們選用4 臺吊裝船進行吊裝，每個吊點用3 條鋼絲繩，捆綁用鋼絲繩是用膠管套住的專用鋼絲繩，防止吊裝時防腐的損壞及吊裝的牢固。

管吊入水中浮起，用拖船沿河道拖運到施工現場就位。沉管前首先進行定位線的標識，在兩岸用油漆標注好管道里程位置，并清晰可見，彎頭起彎點要定位準確；軸線利用開挖時作的標桿，沉管前要進行校準。

沉管時速度要均勻，兩端要平衡，為了便于觀測，在兩端彎頭的彎起段每間隔200mm標注高程點，并清晰可見，這樣通過兩端的高程點的控制而控制管下沉的速度及管道的平衡。

本工程沉管處靠近上游電排站，選擇在非汛期施工并且事先告知水利部門，選在在水位是較穩定時段內內完成容易保證質量。

管道灌水下沉時，必須定位準確無誤，并在沉管中經常核測。充水時及時排氣，使管內空氣排盡不得產生夾生現象，以防止管產生扭轉變形，下沉的速度不得過快，通過兩端彎頭上高程線控制，吊裝時應保持管道的平衡，同步均勻沉放槽底就位。

管道鋪設后，潛水員下水檢查管底與溝底的接觸均勻程度和緊密性，管下如有沖刷應用砂或礫石鋪填，同時檢查接口情況及測量管頂高程和位置，并由當地航道局驗收管頂高程和位置，驗收合格后將管穩固撤走吊機。

穩固采用3～7cm 的碎石先將兩側部位及中部直至管頂高程。潛水員檢查合格后再次進行水壓試驗。經過1. 0MPa 強度試驗合格，采用2～4cm碎石整條管道進行回填，滿足設計要求及航道局要求，將兩岸管割掉堵頭接通，安裝管道附件，完成沉管施工。

2. 5 注意的問題

（1）沉管是水下施工，可見性差，因此選址非常重要。選定過河位置前應對河底的地質條件進行勘測，要充分考慮到河道的寬度、水流的大小、河底的地質情況。若過河位置的基礎是石頭，則施工困難，增加施工難度和施工費用。

（2）沉管質量控制的重點：①過河測量定位放線控制；②開挖質量控制；③焊接質量和防腐質量的控制；④沉管結束后穩管處理控制。

3 結束語

沉管施工比架空過河及頂管施工難度小，費用大大降低，但存在的缺點是焊接要求、防腐要求及材料的要求較高，水下維修不方便，要求嚴格控制施工質量，一次成功。本工程的沉管施工完全達到了設計要求，取得了較好的效益，珠三角地區類似眉焦河這樣三角洲沖積平原的河涌中，屬河口三角洲堆積地貌的河道較多，這次沉管施工的成功為后面各條管道的施工提供了寶貴的施工經驗。