對(duì)B型結(jié)構(gòu)壁纏繞式PE管用于水下管道的實(shí)踐

孫 偉

無(wú)錫太湖水務(wù)有限公司，江蘇無(wú)錫 214000

1 B型結(jié)構(gòu)壁纏繞式PE管的特點(diǎn)

B型HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁增強(qiáng)管是一種新型管材，相較于普通的PE直壁管，它具有如下特點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)獨(dú)特，抗壓強(qiáng)度高；（2）代溫沖擊性能好；（3）內(nèi)壁光滑不結(jié)垢，摩擦阻力小，過(guò)流量大；（4）重量輕，施工快捷，綜合成本低；（5）連接方便，柔性接頭，抗地面沉降能力強(qiáng)；（6）耐腐蝕，抗老化，使用壽命長(zhǎng)達(dá)50年。

該型管材廣泛用于給排水施工，由于其接口方式為熱熔方式，接口強(qiáng)度較高，使其適用于各種地質(zhì)條件下開(kāi)挖管道施工。但是用于水下管道的場(chǎng)景并不多，主要是因?yàn)樵撔凸艿雷陨淼拿芏缺人?，放置于水中，管道?huì)自然漂浮在水面上。B型HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁增強(qiáng)管道的這種物理特性使得其在水中施工的難度較大。

2 施工程序及主要方法

施工程序?yàn)椋簻y(cè)量放樣→沿江山體綠化障礙清理→水下破碎山體巖石→鋪設(shè)碎石墊層→潛水員水下檢查整平→吊裝鋪設(shè)預(yù)制鋼筋砼底板→HDPE管道沉管→鋼套箱安裝→壓混凝土預(yù)制塊→檢查井、截流井制作→預(yù)制塊中灌注細(xì)石混凝土。

2.1 測(cè)量放樣

首先對(duì)建設(shè)單位提供的水準(zhǔn)點(diǎn)和導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，經(jīng)認(rèn)可后再開(kāi)挖溝槽，同時(shí)在場(chǎng)內(nèi)適當(dāng)位置設(shè)置好臨時(shí)的軸線控制點(diǎn)和水準(zhǔn)控制點(diǎn)，作為沉管施工的控制依據(jù)。

2.2 水下溝槽開(kāi)挖、水下巖石破碎、船塢土方

2.2.1 開(kāi)挖土方操作要點(diǎn)

（1）掌握原有河岸邊擋墻或者山坡的結(jié)構(gòu)形式以及現(xiàn)狀地下管線分布情況。開(kāi)挖時(shí)應(yīng)自上而下進(jìn)行，不得亂挖。

（2）溝槽內(nèi)下表層的有機(jī)土雜填應(yīng)清除換填。

2.2.2 溝槽

施工時(shí)，從下游向上游施工，用定位樁船挖掘機(jī)開(kāi)挖水下溝槽內(nèi)的土方，溝槽寬度參照市政工程關(guān)于水下土方開(kāi)挖的要求。同時(shí)，根據(jù)土壤類別選擇放坡系數(shù)，確定管線的位置。在溝槽開(kāi)挖施工中，應(yīng)設(shè)有專人負(fù)責(zé)，嚴(yán)格控制管底標(biāo)高和管道的中心線位置，施工員必須邊施工邊測(cè)量，做好施工現(xiàn)場(chǎng)記錄，并掌握水下溝槽的塌方規(guī)律，及時(shí)采取相應(yīng)措施。

2.2.3 水下巖石破碎

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣的結(jié)果，在準(zhǔn)備鋪設(shè)的管位上確定管道軸線施工位置。采用水上液壓破碎機(jī)沿管道軸線在巖石斜岸護(hù)坡上施打并且開(kāi)挖出一個(gè)管道安管溝槽，溝槽底寬為3m。破碎采用自上而下方法進(jìn)行，先水上后水下。破碎巖石段溝槽放坡按照1：0.5進(jìn)行，溝槽破碎深度設(shè)置為管道設(shè)計(jì)底標(biāo)高以下0.35m。

2.2.4 水下船塢方

根據(jù)近期對(duì)整個(gè)施工水域水位的觀測(cè)，近期水域水位標(biāo)高在22.5～22.0m左右浮動(dòng)?？紤]到滿載施工船舶進(jìn)場(chǎng)施工的吃水深度必須滿足水深1.5m，現(xiàn)按低水位22.0m以下1.5m（標(biāo)高20.5m）溝槽邊坡旁的水下土石方進(jìn)行開(kāi)挖破碎，以達(dá)到施工船舶滿載吃水深度航行要求。

梅蘭日蘭的切換控制器質(zhì)量應(yīng)該說(shuō)是非常好的，但是也難免會(huì)遇到故障。質(zhì)量好的產(chǎn)品，一般損壞的程度都不是很高，修復(fù)的可能性很大，主要靠經(jīng)驗(yàn)的積累，細(xì)心地觀察和分析，即使對(duì)該產(chǎn)品不是很專業(yè)，也可以將之修復(fù)。

2.3 潛水員下水墊層整平

破碎河底巖石開(kāi)挖溝槽以后，填筑碎石墊層進(jìn)行基底找平。采用運(yùn)輸船將碎石運(yùn)至水下溝槽邊，水上挖掘機(jī)進(jìn)行碎石拋填。碎石填筑完成以后，測(cè)量溝槽底標(biāo)高采用挖掘機(jī)進(jìn)行整平，并且潛水員下水配合人工掃床，溝槽掃床應(yīng)反復(fù)進(jìn)行3次，確保溝槽底面的平整達(dá)到控制標(biāo)高要求。如發(fā)現(xiàn)局部溝槽底部地質(zhì)情況較差的情況時(shí)，采用換填方法進(jìn)行局部處理，將松軟地基挖除后，換填拋石填筑。

2.4 預(yù)制鋼筋砼底板及管道抗浮鋼筋砼塊

鋼筋砼底板塊以及管道抗浮砼塊作為管道施工抗浮的主要措施，預(yù)制鋼筋砼底板塊以及管道抗浮砼塊全部在碼頭預(yù)制場(chǎng)地上進(jìn)行預(yù)制。混凝土采用C30商品混凝土，壓塊鋼筋采用10@200雙層雙向；底板塊鋼筋采用10@150雙層雙向，具體如圖1所示。施工時(shí)將預(yù)制砼塊在東岸預(yù)制場(chǎng)地短駁至碼頭吊車位置，采用吊車吊裝上運(yùn)輸船，運(yùn)送至西岸施工點(diǎn)后在采用水上施工船吊裝下水鋪設(shè)。施工順序：吊裝鋪設(shè)底板塊→管道沉管→吊裝鋪設(shè)抗浮壓塊。

圖1 預(yù)制塊三維模型圖

2.5 管道沉管

2.5.1 準(zhǔn)備工作

（1）準(zhǔn)備好施工機(jī)具、工具、吊運(yùn)設(shè)備等工具材料；

（2）復(fù)核溝槽中心線和基礎(chǔ)標(biāo)高；

（3）清除管道口內(nèi)表面和外表面的油污、雜物。

由于本段截污干管全部位于水平面以下，根據(jù)管道連接施工工藝，管道連接岸上施工場(chǎng)地上進(jìn)行熱熔連接。焊接長(zhǎng)度根據(jù)每一個(gè)井段實(shí)測(cè)長(zhǎng)度為準(zhǔn)。每個(gè)井段管道焊接完成以后，在管頭兩端加堵頭蓋板封閉。沿岸邊斜坡焊接好的管道整體拖拉下水，采用施工船將管道浮運(yùn)至管位水面上施工位置。浮運(yùn)管道時(shí)，前后各安排一條船，一條在前面拖船，一條在后，使管道與拖船保持在一條直線上。浮運(yùn)至施工溝槽段上方水域固定并做好安全防護(hù)工作。

2.5.2 沉管順序

（1）將管道用2條吊裝船，吊裝后拎入溝槽上方水域，將管道一頭先吊入溝槽，隨即另一頭也吊入溝槽。

（2）管中心放在溝槽中心水域位置，采用兩條吊裝船吊住管道。然后進(jìn)行管道加重壓載，經(jīng)過(guò)前期浮力驗(yàn)算，管道內(nèi)灌滿水后每延米還需加載50kg負(fù)荷才能達(dá)到沉管施工要求。管道配載采用8#槽鋼為骨架制作框架，40×40腳鋼做斜撐加固管道。當(dāng)管道達(dá)到半浮狀態(tài)時(shí)，潛水員打開(kāi)兩端堵頭蓋板板開(kāi)啟灌水排氣，管道自身荷載超過(guò)抵抗浮力臨界點(diǎn)后管道沉入水面，吊裝船慢慢松開(kāi)鋼纜，使管道整體均勻下沉。

（3）隨著管道內(nèi)水量增加，管道下沉，直至管道沉到底板面。

（4）測(cè)量管頂標(biāo)高及兩端位置，2條挖機(jī)船配合校正，達(dá)到要求后，潛水員下水將吊裝的卸夾及繩索拆卸。

（5）管道安裝完成后在管道上部壓覆起抗浮作用的預(yù)制混凝土塊。預(yù)制塊先在岸上場(chǎng)地上預(yù)制，施工時(shí)采用吊車將養(yǎng)護(hù)完成的預(yù)制塊吊裝上船，運(yùn)輸至西岸，采用挖機(jī)船吊裝下水穩(wěn)管。

2.6 鋼套筒檢查井

2.6.1 施工工序

套筒底板、內(nèi)外套筒及鋼筋加工、制作→測(cè)量放樣→基槽開(kāi)挖→管道施工→底板沉放→鋼筋及內(nèi)套筒沉放→外套筒沉放→套筒和底板封堵、龍門口封堵→內(nèi)筒灌水→封底、底板及下部井室混凝土澆筑→井壁外側(cè)的管道下方基槽處理→上部井室施工→井圈及井蓋施工。

2.6.2 施工工藝

（1） 套筒底板加工、制作。套筒底板采用6mm鋼板制作，尺寸為5m×5m，鋼板間拼縫進(jìn)行滿焊。鋼板底面焊接格式加勁肋，頂面焊接套筒坎。加勁肋采用8#槽鋼，間距為1m。套筒坎采用6mm鋼板，邊長(zhǎng)4.4m，高30cm。為確保管道沉放位置及外筒沉放位置準(zhǔn)確，在套筒坎上焊接2根垂直鋼筋導(dǎo)標(biāo)，導(dǎo)標(biāo)位置為管道鋼架臨水側(cè)與套筒坎交點(diǎn)處。底板對(duì)邊各焊接2組吊環(huán)。

（2）內(nèi)外套筒制作。套筒均采用6mm鋼板拼接制作，拼縫進(jìn)行滿焊。內(nèi)套筒采用鋼板封底，套筒及底板間進(jìn)行滿焊。外套筒壁外側(cè)用6mm鋼板制作加勁肋，肋寬15cm，外筒壁在預(yù)定管道位置進(jìn)行開(kāi)孔，孔形為方孔。套筒外壁焊接4個(gè)吊環(huán)。具體如圖2所示。

圖2 井壁示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

按照上述施工方法，B型HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁增強(qiáng)管水下施工達(dá)到了預(yù)期目的，按計(jì)劃完成了施工任務(wù)，為以后此類工程提供了借鑒。