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【摘要】針對漓江橋過江給水管道工程實際情況，在簡單介紹過江給水管道基本施工方法的基礎(chǔ)上，對具體的施工方案進行了深入分析，內(nèi)容包括施工安排、控制點復核與測放、管槽開挖、管槽整平、管道加工、管道沉放、支墩施工、管槽回填、附屬設(shè)施施工和雨季、冬季施工。
【關(guān)鍵詞】漓江橋過江給水管道；水下管道；施工方案
桂林市漓江橋擴建工程位于廣西桂林市安家路地段，該工程過江管段設(shè)計總長度約為233.21m，起始樁號為K0+292.244，終點樁號為K0+518.076。采用2根D820mm×14mm螺旋鋼管并行開挖和沉管。
1過江給水管道施工方法
本工程過江段管道采用D830mm×14mmA3螺旋鋼管整管沉放、安裝，鋼制管件和配件連接采用法蘭連接。水下混凝土支墩采用水下C15商品混凝土現(xiàn)澆而成。管道基礎(chǔ)采用砂礫石基礎(chǔ)，回填前測試水流速度、水深等對回填的影響，以便掌握規(guī)律。
2過江給水管道施工方案
2.1施工安排
本工程包括以下施工項目：管槽開挖、管槽整平、管道加工、管道敷設(shè)、管道沉放、管道支墩、管槽回填。管槽開挖施工由水下挖泥船進行，成槽后整管沉放。根據(jù)施工控制點復核平面與高程，同時做好放樣與材料采購；出河面、過江管道同步施工，在管槽完成開挖和整平，且管道制作完畢，經(jīng)檢查確認合格后開展管道安裝及沉放；管道制作完畢并就位，同時經(jīng)檢查確認合格之后開始澆筑支墩，填筑管槽。
2.2施工控制點復核及測放
2.2.1平面控制測放
1）按照設(shè)計坐標測量并放出管道軸線，同時在兩岸設(shè)置導標；全站儀測定節(jié)點，做好標示，用于對開挖斷面具體位置進行控制[1]。2）為使管槽開挖位置準確，兩端岸上應(yīng)設(shè)置測站，在開挖時借助GPS系統(tǒng)進行全過程實時定位，以確保施工時各船舶定位的準確性。3）管道沉放時，于頂部增設(shè)標桿，再用全站儀對平面位置進行測定和嚴格控制，在設(shè)計位置進行沉放。
2.2.2高程控制測放
1）構(gòu)筑物及路上管槽實際標高由施工控制點進行引測。2）在對水下管槽進行開挖時，兩岸分別設(shè)置水尺，以此時刻了解水位高程。同時使用測深裝置對水深進行測量，通過計算得出開挖的具體范圍及水深，確保軸線上所有斷面實際深度都能滿足要求[2]。3）管道就位后，以各點水深及水位為依據(jù)確定頂部高程。
2.2.3管道加工測放
1）以設(shè)計文件為依據(jù)，使用鋼尺對管節(jié)長度進行測量。2）管道彎頭處按設(shè)計要求與圖例大樣進行截取，完成拼接后使用測角裝置量取角度。3）坡口加工前先用樣板對比放樣。
2.3管槽開挖
2.3.1穿大堤段管槽開挖
依據(jù)工程設(shè)計文件，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，本工程穿大堤段管槽土體以耕土為主，可借助挖掘機從坡頂開始不斷向坡底開挖，同時采用自卸車輛運輸土體。對挖掘機無法到達的部位，可改用人工進行開挖。在開挖到接近設(shè)計標高后，應(yīng)保留15～20cm不予開挖，在對管道進行鋪設(shè)以前再由人工開挖。當開挖遇到巖石層或軟基時，應(yīng)增加50cm開挖深度，然后在超挖部分回填雜砂石，回填到設(shè)計管底標高后，予以整平夯實。
2.3.2水下管槽開挖
開挖時，需要嚴格按照施工順序，并制定合理的開挖施工計劃，宜按照“二進二”順序?qū)嵤╅_挖，這樣不僅能使開挖正常進行，還不會對漓江游船航行造成不利影響[3]。開挖過程中應(yīng)做好以下幾項控制工作：1）邊坡開挖，建議采用“一刀切”方法，也就是選取坡距的1/3為設(shè)計放坡距離，然后一次性挖坡，使其形成自然坡度。2）采用斗索對開挖深度進行測定，開挖時，因江面起伏不定，所以，要考察一定富裕水深，通常以0.3m為宜[4]。3）開挖與定位，當采用挖泥船進行開挖時，應(yīng)切實做好遺船定位與浚深控制?？紤]到水流速的影響，施工船舶作業(yè)方向應(yīng)與水流方向平行。開挖時船身的平面位置主要使用錨纜進行控制，作業(yè)區(qū)拋設(shè)八字錨纜和主錨纜，其中，主錨纜主要控制上移位和下移位，而八字錨纜主要控制左移位和右移位，在錨位處應(yīng)設(shè)置浮標。開挖時動態(tài)探測開挖之后的實際水深，船上機手需要根據(jù)水深探測結(jié)果對落斗深度進行調(diào)整，在完成一輪開挖、船體移位之前，使用挖斗初步掃平，這能有效預(yù)防漏挖與超深。
2.4管槽整平
管槽開挖結(jié)束，且經(jīng)檢驗確認合格后，回填墊層并進行整平。其中，墊層的回填大多以砂卵石為主要填料，江底部墊層不能小于300mm厚[5]。管槽整平時，石料采用漏斗串筒進行投放，水下作業(yè)人員采用“空氣導管提升+水下鋼軌刮尺”等方法實施整平，對于不平衡但高差相對較小的部位建議使用水下鋼軌刮尺的方法，而高差相對較大的部位，則宜使用導管提升的方法先進行抽除，以便對管底的實際高程進行校核。完成整平后，高差必須處在±100mm內(nèi)，確保管道受力達到均勻。對于穿大堤段的管槽，整平可由現(xiàn)場施工人員采用進場的水泥土直接進行。
2.5管道加工
主管道為D830mm×14mm厚鋼管，通過組焊成型，在專業(yè)廠商買進管段，然后運輸?shù)郊庸S進行拼焊接長。對管道進行的焊接與拼裝包含以下內(nèi)容：坡口加工、管段拼接、管段焊接、焊縫質(zhì)量檢查。管道加工場地主要為租用場地，期間對交通情況進行充分考慮，并要便于水上吊運，避免對周圍環(huán)境造成破壞和污染。在對管道進行加工的基礎(chǔ)上，還要進行水上平臺預(yù)制，提供水上加工的作業(yè)平臺。
2.5.1管道涂裝技術(shù)要求
水下管道的外部防腐必須采用特加強級防腐，管道出廠之前先涂刷1層底漆，然后在運輸?shù)浆F(xiàn)場后進行正式的防腐工作：防腐材料主要為GZ-2型高分子涂料，先均勻涂刷1層底漆，然后包上1層玻璃絲布，反復3次，最后涂刷2層防腐面漆。涂料實際用量不能少于180g/（m2/層）[6]。
2.5.2涂裝施工工藝
1）依據(jù)生產(chǎn)廠提供的說明書來配置涂料和使用。2）人工涂刷均勻，不能有流掛、褶皺、氣泡和堆積。若有缺陷，對防腐效果造成影響，則應(yīng)進行鏟除，2次涂裝，直到滿足要求。外防腐采用以下方法：先涂刷高分子涂料，然后包裹玻璃布，搭接長度按100～150mm控制，壓邊寬度按20～30mm控制，每層的接頭需要上層包裹底層1/3，所用玻璃布應(yīng)有至少95%的油浸透率，空白處大小不能超出50mm×50mm，在管端以及施工中斷部位預(yù)留接茬，長度為150～250mm，形狀以緩坡型為宜。兩端留出約300mm不予涂裝，為焊接及焊接后的補口提供便利，以此反復3次，外層涂刷2層防腐面漆，涂料實際用量不能少于180g/（m2/層）。當管道內(nèi)和管道外的防腐層完全硬化之后，即可進行下水。3）管段兩端預(yù)留處要作表面處理。當存在油污、水分及泥土時，應(yīng)徹底吸凈并烤干，再按照設(shè)計要求實施補口，涂裝和玻璃布的搭接應(yīng)在50mm以上[7]。4）除去已經(jīng)損壞的外部防腐層，若在鏟除后發(fā)現(xiàn)露鐵，則要根據(jù)補口要求作適當?shù)谋砻嫣幚?，同時恢復應(yīng)有的外部防腐層；若在鏟除后未發(fā)現(xiàn)露鐵，則只進行補漆即可。
2.5.3防腐層檢測
防腐施工完畢后需要對管道整體外觀、防腐厚度與耐電壓絕緣進行檢測，具體應(yīng)嚴格按照《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50268—2008）進行。
2.5.4拼裝與焊接
管節(jié)出廠長度12m，通過拼裝和焊接形成長度為72～84m的管段，再通過浮云到達管槽周圍水域，加工形成成品。此環(huán)節(jié)主要有以下內(nèi)容：（1）坡口加工；（2）管道拼接；（3）管段焊接；（4）質(zhì)量檢查，水上組對長分段。
2.6管道沉放
2.6.1水下管道沉放
考慮到作業(yè)區(qū)水流速度影響，宜采用一定數(shù)量的拖輪及交通艇將管道運輸?shù)焦懿圯S線處。在對管道進行運輸之前，所有吊點上的船舶就位，按從左到右的順序進行編號，按30m的間距布置8個吊點。起吊船位于管槽軸線上游，同時拋設(shè)錨纜對船舶進行可靠固定。所有吊點均就位且固定之后，將管道東端運至管道軸線東岸，在管槽軸線周圍時和左岸起吊穿吊纜固定。再用拖輪在管道中間和右側(cè)開始慢速拖帶，將管道右岸端從下游帶向上游，擺進管線的右岸，各起吊船分別依次吊系相應(yīng)吊點[8]。將管道運輸至指定位置后，對其中一端進行充氣，連續(xù)且緩慢的向內(nèi)注水，使管道能夠緩慢的下沉?，F(xiàn)場測量人員應(yīng)在管道沉放時時刻測定平面位置，以便對管道位置進行調(diào)整。管道即將著床時，其底部和基床之間的距離達到0.3～0.5m后，對管道具體位置進行調(diào)校，確認無誤后，即可沉放著床。著床后對管道的平面及高程進行檢查，確認合格后做好固定。根據(jù)設(shè)計文件的要求，管道沉放之后要實施水壓試驗，設(shè)計試驗壓力確定為1.0MPa。
2.6.2管道試驗、沖洗和消毒
管道就位、安裝后，根據(jù)規(guī)范及設(shè)計要求開展水壓試驗，以確認管道強度及嚴密性能否達到要求。試驗開始前，先嚴格按照《給水排水管道施工及驗收規(guī)范》（GB50268—2008）制定試驗作業(yè)方案，同時報請現(xiàn)場監(jiān)理進行審批[9]。水下鋼管到達指定位置，且通過調(diào)平確認滿足設(shè)計要求之后，實施分段與總段壓力試驗。試驗過程中的壓力確定為1.2MPa，根據(jù)要求進行質(zhì)量驗收，若無法滿足要求，則予以返工。在管道其中一端緩慢注水，并在兩端增設(shè)排氣閥以及時排空管內(nèi)氣體。在管道升壓的過程中，于其尾端排氣，緩慢升壓時，如果壓力表的指針來回擺動，則說明壓力不穩(wěn)，需要在排氣之后重新進行升壓；管道升壓必須分級，在完成一個等級的升壓后對接口、管身、支墩與后背進行檢查，若沒有異?，F(xiàn)象，則可繼續(xù)保持升壓。此外要注意，在升壓時，管道兩端和法蘭盲堵不能站人。通過試驗確認管道合格之后，需要及時進行清洗和消毒。采用流速至少為1.0m/s的水進行持續(xù)沖洗，當出水口排出的水和沖洗水完全一致時結(jié)束沖洗，包括色度和濃度。
2.7支墩施工
支墩大多采用水下混凝土施工方法，模板主要為定型模板，水下作業(yè)人員負責模板組拼；混凝土灌筑主要使用導管法。灌筑時所用導管的內(nèi)徑應(yīng)為300mm，其頂部設(shè)有漏斗，為防止灌筑過程中混凝土和水直接接觸，需在漏斗頸部設(shè)置球塞，并使用鐵絲箍緊，管筒懸掛在作業(yè)船兩邊。灌筑過程中把管筒下放到基底，在漏斗中裝滿混凝土后，小幅提升整個管筒，放松球塞，球塞和混凝土將空氣、水擠出，以此在導管口部形成混凝土堆，徐徐上升持續(xù)填筑。實際施工時必須有水下作業(yè)人員予以配合。所用施工方法對混凝土流動性有很高要求，必須具有良好的穩(wěn)定度?；炷恋膹姸鹊燃墳镃30，水泥標號應(yīng)為425號以上，水灰比控制在0.6以下，坍落度按16～22cm控制。此外，應(yīng)適當提高混凝土的砂率（45%～50%），這樣做可以有效改善其和易性，同時細骨料以中粗砂為宜。
2.8管槽回填
穿大堤段管槽墊層與頂部回填均采用水泥土。其中，墊層的厚度按0.3m進行控制，在鋪設(shè)完管道后回填到頂部0.5m處，被破壞的地面可使用粉質(zhì)黏土進行充分回填，采用分層法填筑、夯實到原地面，其層厚不能超過25cm[10]。管道根據(jù)設(shè)計要求就位，且完成試驗，確認合格后回填管槽。管槽回填材料必須遵照工程設(shè)計要求，含有機物的土、耕植土與含大塊碎石的土都不允許使用。在分層回填的過程中，各填筑層松鋪厚度應(yīng)控制在300mm以內(nèi)，完成填筑的土層要實施檢驗，同時報現(xiàn)場監(jiān)理審批。回填施工中，必須清除各類雜物，如木塊、碎石和磚石等，填筑后及時壓實，要求壓實系數(shù)達到0.94以上。水下管槽使用砂礫石填筑到管道頂部實際標高以上0.3m之后，繼續(xù)鋪填厚度為0.3m的預(yù)制板，再進行拋石，最后河底砂礫石回填至現(xiàn)狀河底標高。
2.9附屬設(shè)施
管道施工完畢后應(yīng)在其沿線上設(shè)置明顯的標志，且過江段應(yīng)按照相關(guān)管理部門要求增設(shè)通航標志。此外要注意，標志施工應(yīng)嚴格按照管理部門提出的標準及規(guī)定進行。
2.10冬季、雨季施工
1）冬季施工：（1）優(yōu)化組合施工組織安排，確定技術(shù)、質(zhì)量和安全的實時監(jiān)控點，做好施工教育與技術(shù)交底；（2）構(gòu)建并實施冬季施工時的規(guī)章制度；（3）備好冬季施工必需物資，并切實做好保存；（4）設(shè)備、裝置定期保養(yǎng)和維護，并按要求備用；（5）及時檢查并維修臨時設(shè)施。2）雨季施工（1）采取有效防雨措施，保證雨季施工能夠正常進行；（2）優(yōu)化組合施工組織安排，制定專項應(yīng)急預(yù)案，做好人員教育和管理；（3）疏通現(xiàn)有排水系統(tǒng)，使水流暢通，防止積水；（4）管槽開挖后做好防護，以免水流進入引起塌方等問題；（5）備好雨季施工必需物資設(shè)備。
3結(jié)語
本工程按以上方案順利完成施工，經(jīng)檢查施工質(zhì)量合格，未發(fā)生質(zhì)量問題和安全事故，說明施工方案合理可行，可為類似工程施工提供參考。
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作者:曾凱 單位:桂林市自來水公司