供水管道橋下穿越高速公路施工方案

摘要：目前全國大范圍興建城市供水工程，經常會發生供水管道與高速公路等交叉穿越的情況。本文對某供水管道橋下穿越高速公路施工方案進行了詳細計算和編制，對整套施工工藝進行了分析研究，為同類型交叉穿越工程提供了良好的借鑒。

關鍵詞：供水管線；高速公路；交叉穿越；灌注樁；施工降排水；施工監測

1 工程概況

1.1工程簡介

清河門供水工程的輸水管線橋下穿越高速公路位于清河門區河西鎮邢家屯村附近，穿越高速公路中心里程K42+217，相應供水線路樁號為13+155.0。穿越部位高速橋孔高約8m，寬24.61m，跨長16m。

穿越處輸水管道為l×DN1200鋼管，管道設計壓力1.0MPa，穿越長度34m（注：超出高速公路邊界），供水線路與高速公路夾角88.94°。

管道中心線高程130.629m，溝槽底寬3.155m，溝槽深4.9m，橋孔部位溝槽釆用混凝土灌注樁防護。管溝兩側防護的混凝土灌注樁呈][布置，管溝每側設計18根灌注樁，上下游端頭橫向設計4根。灌注樁直徑800mm，數量為52根，樁間距2.0m，混凝土強度等級為C25。

溝槽開挖后及時跟進噴錨混凝土支護。噴射混凝土厚度150mm，采用C25，鋼筋網釆用φ8@200x200，錨桿采用Φ22@1400xl400 L=3500，梅花形布置。

穿越段鋼管設計有外包混凝土。

1.2 施工工期

穿越G2512錦阜高速工程計劃工期60天。

2 穿越施工方案

2.1 施工工藝流程

施工流程為：測量放線→灌注樁施工→冠梁施工→施工降排水→開挖管溝→澆筑砼墊層→安裝鋼管→澆筑外包混凝土→管溝回填。

2.2 灌注樁施工

2.2.1鉆孔

本工程選用使用ZL-280型轉挖機鉆機。鉆機在成孔過程中采用泥漿護壁，防止孔壁坍塌。泥漿比重一般控制在1.3以上，這樣有利于鉆進和孔壁的穩定。

2.2.2 鋼筋籠

鋼筋籠在現場分節制作，主筋與加強筋的交叉位置采用點焊焊接，螺旋筋與主筋采用隔點焊加固。

受橋梁高度限制，鋼筋籠需接長，鋼筋籠接長在孔口進行，將需要接長的鋼筋籠第一節用吊車吊裝安裝在樁孔內固定，將第二節鋼筋籠用吊車吊起，上下節鋼筋籠主筋對正錯頭焊接，鋼筋焊接完好后，應緩慢下放入孔內，嚴禁砸籠。

2.2.3 水下混凝土澆筑

采用絲扣連接的導管，其內徑Φ250～Φ280，底管長度為4m，中間每節長度一般為2.5m。水下澆筑時，導管底端距孔底0.3m-0.5m，混凝土應能順利從導管內灌至孔底。導管在孔口連接處應牢固。

混凝土采用商品混凝土，混凝土運輸采用8m?混凝土罐車。采用混凝土輸送泵將混凝土倒入料斗內，混凝土坍落度控制在18～22cm；施工中要保證混凝土澆筑初灌量。澆筑時導管埋深控制在2～6m（根據樁孔內水的深淺確定），澆筑混凝土接近樁頂標高時，應控制最后一次澆筑量，確保樁頂標高符合設計要求。

2.3 冠梁施工

在管槽每一側的灌注樁樁頂設置一道冠梁，以便把灌注樁聯系起來形成一個整體。

在灌注樁具有一定的強度后（大約7天齡期），進行灌注樁頂破樁頭，然后進行冠梁混凝土施工。

混凝土采用商品混凝土，混凝土運輸主要采用8m?混凝土罐車，混凝土入倉利用汽車泵。澆筑混凝土時，采用插入式振搗棒搗固。

混凝土澆筑后要及時灑水養護。

2.4 施工降排水

供水管線溝槽寬3.155m，深度4.9m。為防止開挖時，管槽邊坡發生位移或滑塌，須在開挖前進行降排水，把地下水位降到管溝基礎面以下。

計劃在穿越橋孔左右側橋孔的跨中各布置一排3孔降水井，井深7m，直徑600mm，井間距14m。穿越處上下游，在管溝兩側距離管溝中心6m處各布置1排3孔降水井，直徑600m，井深7m，井間距9m。

穿越處共計劃布置降水井18孔。

2.5 溝槽開挖

管槽開挖采用自上而下分層開挖的方式進行。土方開挖分為腐殖土剝離、上層開挖、下層開挖三部分。

地表腐殖土部分（深30cm）利用反鏟開挖，腐殖土堆在管線一側單獨堆放以便復耕使用。

上層溝槽開挖深度為2m。開挖后，緊隨其后立即進行冠梁的橫向支撐鋼管安裝，并進行兩側管槽邊坡的掛鋼筋網片噴錨支護。

下層溝槽開挖深度為2.9m，開挖后，緊隨其后立即進行兩側管槽邊坡的掛鋼筋網片噴錨支護。

2.6 噴混凝土

1 溝槽開挖后將巖石邊坡表面松動的巖塊、巖碴采用人工清除，保證邊坡巖面整平、干凈；清除邊坡腳處的巖渣等堆積物。邊坡用鋼腳手架搭設作業平臺，采用分層開挖分層及時支護。

2 首先實施鋼筋網鋪設，利用錨桿將鋼筋網固定，保護層厚度不小于40mm，并在鋼筋網上設置標示噴層厚度的標示。

3 噴射混凝土采用濕式噴射工藝，現場拌制混凝土，采用TK600A型濕噴機，由布置在作業面附近的9m3移動空壓機并通過管路輸送至噴射機。

4 人工持噴嘴通過工作平臺自下而上噴射混凝土。噴層厚度為150mm，一次噴射完成。噴混凝土后進行噴水養護。

2.7 鋼管安裝

壓力鋼管根據施工方案分段進行安裝，標準節長度為12m。30t汽車吊卸車、就位，用10t手動葫蘆、千斤頂配合調整，對接環縫。

鋼管焊接采用手工電弧焊，焊后進行無損檢測。

鋼管焊接完成后按照技術要求進行防腐處理。

2.8 管溝回填

在外包砼達到設計強度后，進行管溝回填。管溝回填采取分層回填分層碾壓，達到設計的壓實度。

3 施工監測

在穿越高速公路使用明挖工藝施工中，必須嚴格進行橋墩和地表沉降動態觀測，通過施工中實測的沉降量，來保證工程的建設質量和高速公路的正常運營。采用方法如下：

觀測點的布置：首先設定2個基準點為0號點和1號點（如圖4.1所示），每次觀測前先對這2個基準點進行相互校核。

然后在管溝兩側的每個橋墩側面設置2號-9號點，并使用中性油筆對每個觀測點進行標記，為便于觀測并保證觀測精度，觀測點距離地面不大于1m。2號-9號點主要用于橋墩的沉降觀測。

然后在相鄰橋柱中間并靠管溝一側的地面上埋設觀測樁10-15號點，主要用于橋墩周邊土體沉降或位移的觀測。埋設的觀測樁必須是現場挖坑后用混凝土澆筑而成，不得埋設預制的砼樁。

觀測點的測量：由于0號點和1號點的位置距離管道施工面30米處，施工時0號點和1號點位置的土體不會受到任何擾動，所以將0號點和1號點設為本段測量的基準點。施工前使用水準儀測量0號～15號點的高程作為初始高程，施工期間，特別是灌注樁施工期間和管溝開挖直到管溝回填前，每1小時對設定的15個點進行一次測量并做好記錄和計算，觀察記錄表是否有沉降，如發現有沉降超過2mm時，立即停工檢查產生沉降的原因，未查明原因之前堅決不再進行施工作業。

觀測期：從第一根灌注樁鉆孔開始施工即開始沉降觀測。在管道安裝并回填后再持續觀測半年。前3個月，每10天/次，后3個月，每15天/次。觀測結果及時上報當地高速公路管理部門。

參考文獻：

[1]《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB 50268-2008；

[2]《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008；

[3]《公路路基設計規范》JTGD30-2015。

作者簡介：

張天軍（1975-），男，大學本科，高級工程師，現任公司項目總工，長期從事水利水電工程的施工技術管理工作。