觀音閣輸水工程北臺段穿越橋梁施工淺析

徐世亮

(本溪泓源供水有限責任公司，遼寧 本溪 117000)

觀音閣水庫輸水管線工程北臺段輸水工程管線連續穿越北臺互通的三座匝道橋，由于管道沿橋下道路鋪設，不具備垂直穿越橋孔條件，線路最小夾角發生在匝道橋約43°，匝道橋跨距20.0 m，穿越段最窄工作面發生在匝道橋，最窄處寬10.7 m。穿越橋梁施工難度大、危險系數高，工程施工需要根據實際狀況確定實施方案。

1 工程概況

遼寧省觀音閣水庫輸水工程位于本溪市，主要是保障本溪市城市供水安全，解決本鋼和北臺鋼廠等企業用水問題，解決北臺地區的生活用水水質問題，為本溪新城的發展提供水源保障，涉及本溪縣、明山區、平山區、南芬區及本溪高新技術產業開發區，為大（2）型Ⅱ等工程。工程由取水頭部、輸水隧洞、消能電站、輸水管線、調度中心、配水站等部分構成，線路總長91.3 km，其中管線長度49.8 km，隧洞長度41.5 km。工程最大輸水設計規模為125萬m3/d，年供水量4.08億m3[1]。

2 穿越段條件

2.1 工程條件

該分支管線全線雙管布置，管材選用2根DN1200 mm的PCCP管，在穿越段管材改為2根DN1200 mm的鋼管，同槽埋設。輸水管線穿越北臺互通匝道橋段，受場地限制穿越橋孔段輸水管為直埋鋼管2根DN1200 mm，管材材料Q345B，壁厚12 mm，兩管中心距2.02 m，管頂凈埋深1.5 m，采用同槽方式埋設，最窄處通過匝道橋D的通道寬10.7 m。管溝回填砂礫料，壓實相對密度不小于0.7。

穿越段管道位于細河右岸高速橋下的河堤路內，本段密實度為稍密狀段，長1254 m，開挖巖性依次為回填土，層底埋深為4.2 m～5.5 m，局部夾有粉質粘土透鏡體，圓礫。管基巖性為回填土，承載力建議值為180 kPa～200 kPa。輸水工程穿越沈丹高速橋位置在北臺分支管線處，該分支管線全線雙管布置，管材選用2根DN1200 mm的PCCP管，在穿越段管材改為2根DN1200 mm的鋼管，并采用分槽埋設。沈丹高速橋橋面板斜向跨距20.0 m，橋墩間垂直中心跨距18.1 m。

2.2 地質條件

穿越段管道位于細河右岸沈丹高速橋下的河堤內，第四系覆蓋層較厚，上覆薄層雜填土，下部為卵石層，其中卵石層物質組成單一，主要為砂卵礫石，混有漂石，級配不均，分選性較好，粒徑較大，卵礫石成分主要為灰白色硅質石英砂巖及頁巖，局部混有鐵礦石。根據鉆探取芯判斷，漂石徑一般為20 cm～40 cm，亞圓狀，淺表部為稍密狀，深部為中密～密實狀。雜填土主要由卵石、粉土、生活垃圾及少量圓礫組成。根據設計管道高程。卵礫石層地基承載力特征值為350 kPa～450 kPa，建議2.0 m以上取300 kPa，2.0 m以下取350 kPa。排水條件下覆蓋層臨時開挖邊坡坡比建議1∶1，含水層滲透系數建議120 m/d～150 m/d[2]。

3 穿越工程施工

3.1 施工準備

測量放點由專業測量人員按圖測放樁位點，經監理復核認可后施工。為防止在埋設護筒時樁位偏移，以Ф14鋼筋將白灰插入護筒埋置深度以下。場地平整及通水、通電等三通一平問題應提前解決。泥漿排放場地及渣土堆放場地準備就緒。

3.2 穿越段管溝

采用明挖直埋鋼管通過，管道溝槽開挖前先施工排樁支護工程，排樁為樁徑0.6 m、間距1.8 m的鉆孔灌注樁，樁體混凝土強度等級C30，排樁施工完畢后管溝分2層開挖至建基面，并對管溝邊坡及時施作錨噴鋼筋網支護，采用Φ6間距80 mm鋼絲網，用Φ12拉筋與樁體連接，設Φ12鋼筋釘，長度1.2 m，C30噴混凝土，厚80 mm。排樁支護樁頂距路面0.6 m，以上部分土體挖除，待管道施工完畢恢復路面。輸水管線穿越沈丹高速橋段，為保證管線施工時不對橋梁正常運行造成影響，穿橋段輸水管外套DN1800 mm的砼套管，套管布設范圍為橋墩兩側每側外延10.0 m，套管單根長按3.0 m計算，2根輸水管外套套管長為45.0 m,采用分槽方式埋設，通過橋孔位置分別為2#～3#墩，3#～4#墩之間，套管管頂埋深1.2 m，并在套管頂增設0.5 m厚的格柵石籠以增加抗沖刷能力[3]。

穿越段管溝采用明挖直埋套管方式通過，管道溝槽開挖邊坡1∶0.75，溝槽開挖深 3.51 m，上開口 10.58 m，溝槽開口坡頂距兩側橋墩基礎邊3.05 m。橋墩基礎底面埋深3.5 m，管道建基面基本與橋基底面處于同一高程。該段管基承載力350 kPa，承載力較高滿足管基受力要求，只在管底鋪設150 mm厚砂墊層，以方便鋪管。套管安裝完畢即進行溝槽回填作業，回填土采用溝槽開挖土料，管區范圍回填料剔除粒徑大于50 mm的顆粒以滿足管道施工安裝規范要求，溝槽回填土壓實度不小于90%，穿越段回填后恢復橋下及周邊地形地貌。

3.3 基坑支護

3.3.1 樁基成孔施工

成孔采用正循環、刮刀鉆頭、回轉鉆進、泥漿護壁的施工方法。成孔質量控制標準，樁徑允許偏差±50 mm，垂直度偏差小于1.5%，樁位允許偏差±50 mm。鋼筋籠允許偏差見表1。

表1 鋼筋籠制作允許誤差表

加強筋與主筋點焊連接，焊接應牢固。螺旋筋與主筋的連接，應采用鐵絲綁扎，并間隔點焊固定。鋼筋籠制作前將主筋調直、除銹，并準確控制下料長度。制作時應加保護層墊塊或耳環，鋼筋籠保護層厚度偏差為±20 mm。成型的鋼筋籠平臥堆放在干靜的地面上，經驗收合格后方可安裝。鋼筋籠分段制作，孔口焊接，每段長度不宜大于8 m，焊接應符合設計及有關規范要求。鋼筋籠安裝入孔時，應保持垂直，對準孔位徐徐下放，避免碰撞孔壁，下籠時遇阻不得強行下放，應查明原因，處理后再繼續下放。鋼筋籠安裝深度應符合設計要求，頂面標高與底面標高誤差不得大于100 mm。鋼筋籠安裝完畢后，應檢查安裝位置，確認符合要求后，將鋼筋籠用吊筋固定，避免灌注過程中出現上浮或下落現象[4]。

3.3.2 水下混凝土灌注

灌注前應進行沉渣測量，沉渣符合要求后，安裝隔水塞，邊灌注邊起拔拆卸導管。開始灌注時，先配置0.1 m3～0.2 m3流動性好的水泥砂漿，倒入導管內隔水塞以上空間，后將首批混凝土倒入漏斗內；首批混凝土量應保證導管底部管外埋深1.0 m～1.2 m以上；每隔一段時間測一次混凝土面的高度，導管最小埋深不得小于2 m；混凝土實際灌注高度應大于設計樁頂標高0.5 m以上，經測定符合要求后，方可停止灌注。

3.3.3 槽內支撐施工

灌注樁施工完畢后澆筑樁頂蓋梁(C30)，蓋梁尺寸寬×高(900 mm×500 mm),待樁體及蓋梁砼強度達到設計強度方可施工內支撐。內支撐采用鋼制結構，內撐反力不小于80 kN/m?；臃謱娱_挖，每層開挖完畢，坑壁襯16號鋼絲網，網孔20 mm，采用膨脹螺栓和25b槽鋼固定在樁基上，必要時鋼絲網與槽鋼焊接。管線安裝并驗收合格后，穿越段管周回填C20砼至管頂0.5 m高。溝槽其余部份回填開挖料。管周砼養護28 d后方可拆除蓋梁處的的內支撐。施工過程中，必須遵守地方有關對施工現場交通和施工噪音或其它污染的管理規定，并保證施工現場整潔、文明、衛生，按相關安全操作規程進行施工。

4 結語

觀音閣水庫輸水管線工程北臺段經過嚴謹的施工現狀及條件分析，不斷地完善施工組織措施，加強安全防護，按照計劃工期要求順利完成了沈丹高速三座橋梁的穿越工程，且質量評定達到優良標準，通過實踐證明該方案具有一定的可行性。