三管同槽輸水管線穿越河流施工方案探析

董 劍

（遼寧省水利廳，遼寧沈陽110003）

三管同槽輸水管線穿越河流施工方案探析

董 劍

（遼寧省水利廳，遼寧沈陽110003）

某工程輸水管線穿越較大河流一條，河寬765m，汛期流量為24.0m3/s。輸水管線為三根D N 3600PCCP管同槽布置，河流穿越采用兩期圍堰法施工。本文對圍堰的布置、結構設計、PCCP管道安裝、格賓石籠施工、基坑排水等施工過程做了充分論述，得出了三管同槽輸水管線穿越河流施工方案的可行性和優越性的結論。

PCCP管道；三管同槽；穿越河流；格賓石籠

1 工程概況

某工程輸水管線穿越較大河流一條，河寬765m，汛期流量為24.0m3/s。輸水管線為三根D N 3600PCCP管同槽布置，根據河床寬度與施工期間的流量，管線穿越河流采用兩期圍堰法施工。

管道穿越河流斷面設計形式見圖1

圖1 管道穿河標準斷面圖

2 管線穿河施工方案

2.1 圍堰施工

2.1.1 圍堰平面布置及結構形式

由于穿越處河道較寬，采用分兩期導流方式穿越，一期圍堰布置在河流左岸，橫向圍堰軸線與水流方向呈60°夾角，縱向圍堰順水流方向布置；二期圍堰布置在河流右岸。綜合考慮管材運輸與堆存、起重設備通行等因素對施工場地的需求，橫向圍堰最短寬度為200m，圍堰與管線中心間距最短距離為100m，兩期圍堰中縱向圍堰距離45m。圍堰布置示意圖詳見圖2。

本著就地取材、技術上可行、經濟上合理的原則，圍堰結構形式采用土石圍堰。堰體施工期防洪標準按20%洪水標準設計，導流設計流量Q= 7.2m3/s。堰頂寬3.5m，最大堰高4.5m，上下游邊坡均為1∶1.5，堰體采用粘土心墻防滲，堰殼采用附近管線開挖料填筑。圍堰迎水面采用粘土裝草袋堆碼以增加圍堰抗沖刷能力。

2.1.2 圍堰填筑

圍堰填筑采用單向進占法施工，從河岸向河床中心進占填筑。填筑料為本工程沿線附近溝槽開挖的土石方，利用挖掘機裝車、自卸汽車直接運至填筑地點，分層填筑。現場采用推土機平料，自行式振動碾壓實，振動碾的行駛方向與堰軸平行。粘土心墻填筑時注意滿足設計最小寬度，進度滯后于堰殼5m左右。

2.1.3 圍堰拆除

管道安裝完成并已將其他防護工程施工完成后，立即拆除圍堰，恢復河道。拆除采用倒退法施工，利用挖掘機從右至左，從下至上邊退邊挖，棄料利用自卸汽車直接運至堆碴場。

圖2 圍堰平面布置示意圖

2.1.4 基坑排水

基坑排水分為圍堰形成時內部存水的集中抽排和施工期間經常性排水。排水時采用在基坑四周布設集水溝與集水井，用水泵抽排的方式。

圍堰合攏閉氣后，根據堰內存水量，采用污水泵及時將積水抽排至河道內。圍堰內積水基本排干后，在圍堰內側順堰體挖排水溝，并每隔50m挖一個集水坑，以排除基坑滲水、施工期雨水及其他施工棄水，以保證在施工全過程中，所有施工在干地進行。

2.2 PCCP管道安裝

2.2.1 安裝前準備工作

管道應在管溝地基承載力滿足要求時才能進行管道安裝，對于地基承載力不足的要進行換填施工。管道安裝前的外觀質量必須進行重點檢查，在保證管道外觀質量滿足設計要求的前提下才允許進行安裝。對存在合同允許范圍內的缺陷必須查清、修補、建賬，并經監理人檢查驗收后方可進行安裝。接口工作坑應根據管道安裝進度及時開挖，具體尺寸的大小應滿足施工需要。

2.2.2 管道就位與偏差控制

管道運到現場后，采用300t履帶式起重機卸管及向管溝內布管，溝槽內采用100t簡易龍門架安裝管道。

下管時，在起重機作業范圍內不得有人停留。管道放溝槽內后，應保證在懸吊狀態下移動和對接。不得讓管道在地面上拖拉、牽引，更不得使用裝載機或挖掘機的鏟斗撞擊或推動管道。

2.2.3 安裝密封橡膠圈

安裝膠圈前，管道承插口環的工作面范圍都應仔細清掃干凈，承口工作面涂刷的潤滑油要不留死角。再將待安裝的橡膠圈涂滿潤滑油，也可以將其放入專用容器內浸潤，將涂遍油的橡膠圈套入插口環的凹槽內，使用安裝膠圈專用工具，將膠圈按周長調均，膠圈必須拉伸均勻，保證其不扭曲、不錯位也沒有翻轉現象，調好后還要在橡膠圈上涂刷潤滑油。橡膠圈應貯存在-5～30℃的環境，不能受紫外線光源長時間照射，與熱源的間距應大于1m，橡膠圈的存放要遠離溶劑、油脂及易揮發物等對橡膠可產生不良影響的物品。

2.2.4 管件移動就位與對接校正

采用龍門吊安裝管道時，要緩慢移動就位。為保護承插口環不在安裝過程中受到損傷，吊裝管道的移動應緩慢、平穩；對接前，使兩管保持基本平行，并使承插口四周間隙大致相等，待兩管口距離10～20c m時，用木枋把兩管隔開，以防止承插口相碰造成損壞。

在最先安裝的首節管穩固之后，可根據工程現場條件或施工預案，從首節管的一端或兩端同時開始安裝。其做法是將待裝管子的一端與基準管基本對準，遠端管底與管線軸線對齊，用水準儀核對遠端管底高程，然后用龍門吊和配套安裝設備，將管道軸線調整至設計允許誤差范圍內。

本段穿河管道采用外拉法安裝。具體做法是分別在已安裝、待安裝的管道外部分別做兩個鋼絲繩箍兜身，在管道頂部用手動葫蘆將兩個兜身鋼絲繩箍連接在一起，通過拉動手動葫蘆，將待裝管拉進已裝管，直至安裝就位。

兩管接頭外縫需要進行灌注砂漿，最好使用小型注漿泵施工；管道接頭內側的縫隙要進行人工抹漿。

2.2.5 安裝質量檢查與驗收

每安裝一節管道，都要采用測隙規對橡膠圈的位置是否正確進行檢查，同時對接口間隙是否符合規定也要進行檢查。如發現橡膠圈位移或接口間隙超差，應拔除管道重新安裝，經檢驗上述指標均合格后，才能將吊具移開。對接完成后，要復核管道高程、線路軸線等參數。管道安裝后，要及時進行接口打壓試驗，打壓試驗合格后才能焊接導通件。每根管的接口打壓試驗分三次進行，管道安裝后進行第一次打壓試驗，管道再安裝兩根以上后再進行第二次打壓試驗，管道回填完成后進行第三次打壓試驗。

2.3 格賓石籠施工

2.3.1 原材料的選用

格賓網及其連接材料的強度、化學成份、耐久性等技術指標應滿足施工圖紙的要求。

格賓石籠填充石料應采用塊石或卵石，尺寸：120m m＜D＜250m m；級配較好，不均勻系數≥5。

格賓石籠根據使用部位分別采用500m m、1000m m兩種厚度的石籠，厚度500m m的石籠，其尺寸為（長×寬×厚）：2000m m×2000m m× 500m m；厚度1000m m的石籠，其尺寸為：2000m m×2000m m×1000m m。

2.3.2 格賓石籠的鋪設

格賓石籠在管道安裝完成并回填土至其建基面高程時進行施工，回填土必須達到設計要求的壓實度要求。

格賓網片運抵工地后要妥為保存，盡量避免日光直射，防止網片間黏結，將其儲存在使用現場附近的棚戶內，以盡量減少裝卸和倒運次數。

格賓網鋪設前，先完成基面的清理工作，按施工圖紙要求鋪填支持層。鋪設面上清除一切樹根、雜草和尖石，保證鋪設砂礫石墊層面平整，不允許出現凸出及凹陷的部位，并碾壓密實，鋪設工作面范圍內不允許有積水。格賓石籠的鋪設要根據設計總高度和材料的受力方向、運行條件以及盡量減少接縫的數量等因素確定，格賓石籠的鋪設應與周邊填筑同步施工。格賓網與基礎及支持層之間壓平貼緊，避免架空，以保證運行安全。

按設計要求選用合適尺寸的格賓網片鋪設于指定位置，用連接繩將格賓網片橫肋及立肋連接于底格賓網上。連接時采用錯格綁扎方法，且每個節點均要綁成死扣。在格賓網片搭接時留10c m重疊搭接，并用連接繩進行“之”型錯格綁扎。在向網箱內填石料時，為減小填石空隙率，在靠近籠邊的一側先用人工將填料有序緊密壘至頂部，最后填入中間所缺石料。在格賓石籠間連接時，沿著兩片格賓連接處水平纏繞300m m距離，再在垂直的肋條處進行捆綁，并按照此方法延續至末端連接處。

2.3.3 格賓石籠的質量檢查和驗收

（1）原材料質量檢驗：主要對格賓網片及拼接材料的物理性能、力學性能和耐久性能進行抽樣檢驗。

（2）覆蓋前的外觀檢查：在每層土工格賓被覆蓋前，目測有無漏接，鋪設是否平整。

（3）拼接縫強度的測試檢驗：每1000m2取一試樣做拉伸強度試驗，要求接縫處強度不低于母材的80%，且試件斷裂不得在接縫處，否則接縫不合格。

3 結語

本工程采用兩期導流方式，利用汛前的3～5月施工，在主汛期來臨前按計劃完成穿河施工，減少了施工風險。工程經過一個汛期的運行，沒發現格賓石籠有被沖出、位移等現象，管道運行安全。

管線穿河采用直埋PCCP管、上部用格賓石籠防護的方案，與傳統的采用鋼管、外包混凝土的施工方案相比，投資節省30%以上，工期縮短40%以上，成功地解決了三管同槽輸水管線穿越河流快速施工的難題。

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文獻標識碼： 文章編號：1672-2469（2015）05-0105-03

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.032

董 劍（1965年—），男，高級工程師。