一种过河管沉管施工工艺

摘要

本发明是一种过河管沉管施工工艺。本发明的施工工艺包括有如下步骤1)岸上管道成型；2)水下基槽开挖与运土；3)破堤；4)抛填粗砂；5)管基础枕块处理；6)吊船组装；7)吊管下水；8)拖管；9)横管；10)沉管；11)基槽回填；12)与岸上管道连接围堰施工。本发明解决横跨江河的管道没有条件把管道架空横过水道的时候，可把管道铺设于河涌底部。本发明施工工艺简单，工作效率高，可有效降低施工费用。本发明使江河航道不受管道支架的影响，节约工程造价。

说明书

技术领域

本发明是一种过河管沉管施工工艺，属于过河管施工工艺的改造技术。

背景技术

在供水管网和污水管网的建设过程中，管道无可避免的会遇到横跨江河水道的情况，当遇到这种情形而又没有条件把管道架空横过水道的时候，便需采用沉管的施工方法把管道铺设于河涌底部。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种解决横跨江河的管道没有条件把管道架空横过水道的时候，可把管道铺设于河涌底部的过河管沉管施工工艺。本发明使江河航道不受管道支架的影响，节约工程造价。

本发明的技术方案是：包括有。

本发明由于采用包括有如下步骤的施工工艺：1)岸上管道成型；2)水下基槽开挖与运土；3)破堤；4)抛填粗砂；5)管基础枕块处理；6)吊船组装；7)吊管下水；8)拖管；9)横管；10)沉管；11)基槽回填；12)与岸上管道连接围堰施工。因此，本发明解决横跨江河的管道没有条件把管道架空横过水道的时候，可把管道铺设于河涌底部。本发明施工工艺简单，工作效率高，可有效降低施工费用。本发明使江河航道不受管道支架的影响，节约工程造价，是一种方便实用的过河管沉管施工工艺。

附图说明

图1为本发明与岸上管道连接围堰施工的工工艺流程图；

图2为本发明的围堰平面图。

图3为本发明的围堰剖面图。

具体实施方式

本发明的施工工艺包括有如下步骤：

一、前期准备工作

1.考察周围环境情况，在确定成型管场地后，辅设施工便道。

2.施工前必须办理施工报批、施工通告和航行通告等手续。

3.与建设单位和设计单位进行坐标点、水准点的交接、复核，填妥《测量复核记录》并签字备案。

4.根据坐标点、水准点的位置进行放线和安装水尺，并设置过河管的基线和控制网点。

5.组织部分机具、人员进场，平整场地，搭设临时设施。

二、岸上管道成型

1.施工准备

在过河管成型场地将管道焊接成型。管道成型前，先根据设计河床的标高尺寸复测河底标高及河面的实际宽度，核对与设计图纸无误方可进行管道成型。

施工前先平整所需的成型场地，场地的长度和宽度要能容纳四条D530平行过河管和机械设备操作空间，然后组织机具、人员、材料进场。

2.管道成型

安装前先根据设计河床的标高尺寸进行复测河底标高及河面的实际宽度，核对与设计图纸无误后。在租赁的成型场地(靠近河道)上进行过江管的焊接成型。经过对场地进行考察，拟将成型场地定在位于过河管工程段堤岸旁边，该处有较平整、且靠近江边，是十分理想的成型场地。

管道安装时，按照成型管道形状每隔约5m铺垫枕木(每条钢管的中部用枕木横竖搭三层，成“井”字型)架空管道。管道吊绳应是柔韧的，较宽的编织带、吊带或绳索，安装合格后在管道两侧用木楔固定，防止管道移位。岸上管道成型的质量是保证过河管施工质量的第一步，也是关键的环节，必须制订和采取一些措施和要求确保焊接质量。过河管焊接成型对人、材、机以及焊接过程的要求可参照池塘、农田内钢管焊接要求执行，焊缝质量必须达到《给水排水管道工程施工及验收规范》(50268-97)要求。

焊缝焊接完毕后按照要求进行质量检验，必须做煤油渗透试验。对需要进一步鉴定的焊缝进行X光拍片或超声波无损探伤，检查焊缝内部情况。不合格焊缝应铲除重焊，焊缝检验合格后，采用环氧煤沥青工艺进行防腐处理。

3.过河管道防腐

除锈等级为ST3，管内壁底涂KY-2021厚浆型环氧重防腐涂料，铁红色，厚240um，面涂KY-2026高抗水性环氧重防涂料，棕黑色，厚约240um，涂层干膜厚度约480um；管外壁底涂KY-2021厚浆型环氧重防腐涂料厚约240um，面涂KY-2026高抗水性环氧重防涂料，棕黑色，厚约360um，涂层干膜厚度约600um。防腐的检测应按规范进行电火花测试，测试电压不得低于5Kv。钢管下管时采用软布吊装，以免损坏防腐层。

4.岸上试验

每段过河管成型后复检各部位尺寸，然后在每条过河管两端加封板，在上岸两端封板的上边安装两个DN200mm钢制内接短管作沉管进水和排气之用。

过河管成型后必须进行岸上水压试验，试验压力按设计要求，水压缓慢地升至试验压力后，保持恒压10分钟，检查接口、管身无破损及漏水现象，认为管道强度试验合格。10分钟压力下降不大于0.05MPa，试压质量为合格，10分钟压力下降不大于0.02MPa，试压质量为优良，水压试验成功后排清管内水。

三、水下基槽开挖与运土

1.施工准备

在管道开挖之前，办理好水上施工许可证和航行通告，组织施工队伍，确定施工船舶，做好燃油、机修、材料等物质供应和存放计划。

根据建设单位提供的平面控制点，采用平面控制和高程控制，采用GPS定位开挖施工，以保证沟槽中心位置准确。条件允许时，可在两岸标之间设立导标为管道中心线，和边坡线在岸的两头设立水尺观测水位，以便施工船控制开挖深度，用标尺或锤球可测水下沟槽的位置与槽底高程。

2.施工方法

水下开挖采用4-6m3合瓣式抓斗船，分别从两岸距岸边处向主航道开挖，过河管道开槽坡度1∶3。注意挖至一段长度后，打水陀进行检查，使沟槽符合设计要求为止。

根据平面坐标点及施工使用的珠基高程点进行定位定点工作。在河涌的两岸边设置水尺进行深度控制。

1)在施工现场定位(复核)基槽中线及两边边线点。将开挖标志竖好，明确开挖方向及长度。将开挖坐标及数据输入电脑后，采用定位立标或GPS卫星定位开挖(精度在0.5-1.0米)边坡按1∶3计算开挖面宽度。

2)在基槽的岸两边设立两把水尺，方便施工时船舶观看，及时控制开挖深度。

3)考虑施工时减少回淤量，采用分层分两段开挖，减少淤泥的回淤，每层开挖深度在2-3米。

4)施工期间采用打水鉈校正开挖深度和检查开挖质量，做到竣前、竣中、竣工三次水深测量自检(采用测深仪测量)。

5)开挖泥沙运到岸边临时堆放待沉管完毕将泥沙覆盖管道(余下泥沙运走)。

6)在基槽开挖完工后，进行竣工测量验收，一定要做到开挖深度符合设计，然后安放枕梁后再复测水深。

3.开挖质量标准

基槽的开挖使用标准以交通部《港口工程技术规范》和《港口工程质量评定标准》进行施工，各段高程控制应符合设计要求。基槽开挖深度以管底标高详见相关设计图。

当管槽开挖工程完成后使用测深仪进行验收工作，对不符合设计要求的再进行清疏，直至符合设计和施工要求，基槽经航道局复测合格后才可进行沉管，确保施工质量和工期进度。

四、破堤

本工程的过河钢管施工过程中，需要先对河涌两岸的旧有堤岸进行拆除，待两条过河钢管沉放成功、阀门井砌筑等工作全部完成后，再将破坏的堤岸恢复原状。破堤、复堤严格招标文件的要求，协调好施工工作。

堤岸拆除拟采用一台挖掘机等有关机械与人工配合拆除旧有堤岸，堤岸拆除的宽度以施工要求为准。在拆除旧有堤岸时，需要注意对现有河道进行保护，防止拆除的土石方散落到河涌内，造成河道淤塞。

五、抛填粗砂

抛填粗砂使用皮带自卸船对基础进行定点抛，在规定的基础位置抛砂完成后，由潜水员对基础进行细平，使细平符合标高要求。

六、管基础枕块处理

管道基槽验收通过后，在枕块位置局部按设计图要求再挖深挖宽。检验后按设计深度放置枕块。

在抛填过程中：①应勤对标，勤移船；②勤测水深及计算方量；③勤观测水位及水流变化情况特别是在涨落潮的情况；④勤记录。

枕块按设计要求进行预制，养护期过后运到施工现场。配置一艘小型吊船由测量人员在岸边以红外线精确测量定位，将其置于相应的位置，由潜水员进行水下安装，直至安装完毕。放置过程中随时对枕块高程进行测量，调整至设计高程。

枕块位置和高程经检验合格后，在枕块之间回填碎石。垫层设置及抛石压管施工方案采用开底式和皮带式抛石船定位、定量抛石法。

七、吊船组装

当成型管道试压验收合格后，采用吊车与多艘巴杆系统吊船同时吊装的方法，将成型管段从岸上吊至水面处放置。

按照施工计划确定管道吊装下水的具体时间，提前向港监申请办理有关施工作业水域港监水上监督服务、半封航手序，要求指定管道暂时寄放水域。

焊接钢管每米重量很大，吊管下水时使用吊船，而且在岸上管道两端各设置吊机，按比例分布在各吊点之间，以增大吊力及后退的锚力。

组装吊船前，应对选用的船舶进行检验，对船舶的稳性、强度和尺度进行计算，完全符合要求后，才能选择使用。

将适宜工程施工需要的船舶调遣至施工现场附近的码头，进行吊船组装。组装吊船分为起重(人字耙杆等)系统，动力(发电机组、卷扬机等)系统、指挥系统及配置装备等，按照施工需要各就其位，检验合格后完成组装。

为保证施工质量和安全，全部吊船进行吊重试吊和有关检测工作，严格按照《起重船舶操作规范》(交通部1998)执行，专人负责检测和记录，合格后方可投入到施工中使用。

八、吊管下水

1.施工准备

管道吊装下水前，应检查管内积水是否排清、出口是否密封、吊船的船位水深(根据现场具体情况，需要先行船位疏挖)是否满足要求等合格后。先在管道上进行吊点编号，吊船根据自己的编号，分别对准钢管的编号就位，并抛好后锚。在岸上系好前缆，以控制船帕的后退速度。

2.施工过程

吊装时趸船对应各自吊点就位于制管场地岸边，定位并设一定数量前缆吊住各自吊点，吊络与管道间应设置木制夹板以保护管道防腐层。

钢管由吊船直接吊起，放入水中，然后用拖轮拖到现场。

九、拖管

起拖前根据拖管布置方案图(见管段水上拖航示意图)布置好船只，主拖轮与管头用尼龙绳联结。拖运过程中的应注意以下几点：

1)应急抛锚时应留意两岸的禁锚标志，避免损坏水下设施。

2)拖航过程中不允许吊耳与管身接触，碰坏钢管外防腐。

3)拖航全过程由指挥人员通过对讲机和其它联络保持与港监和各船负责人之间的联系，以便船队及时、正确地执行命令。

4)确定拖管日期，应提前5天办理航行通告，并申请港监派船协助。

十、横管

1.施工准备

沉管的日期应根据当地潮汐表选定一个潮差较小，平流时间在早上9-11时的日期为佳，确定沉管日期后需提前5天办理封航手续，发布通告。

2.施工过程

1)横管时大部份吊船应已布锚并在各自的位置就位。在潮水较平缓并开始转流前1小时开始横管。用吊船将北边管端固定，使管端与堤岸保持一定的距离，避免管端的管件在横管时碰坏。

2)横管时使用拖轮和锚艇，将钢管此岸向彼岸拖出。当钢管拖至河面2/3时，应减慢拖管的速度，利用尚有的水流慢慢将管流至彼岸，此时的拖轮应控制钢管横管的速度。

3)由于钢管的水平长度大于两岸的距离，自然横管是不能够使钢管横于基槽上的。当两管端将与两岸接触时，停止横管，各吊船趋前至钢管边，并在各自的吊点上执络，完成执络后待命。

4)当全部吊船完成执络可在统一指挥下预受力。总指挥根据各吊船所处的位置，指挥各吊船的起吊高度，此时中间直管段的吊船要保持预受力。当两管端管底吊起至两岸高度时，可继续横管，直至钢管两端处于管中基槽内。

十一、沉管

1.进水

当横管完成后，打开两管端的排气阀，打开进水口，采用自然灌水法入水。在统一指挥下将钢管吊起成型，各吊船同时收紧或放松锚缆与钢管同步移动，直至钢管完全处于基槽上方，将管道呈半成型就位基槽的姿态。

2.下沉

总指挥根据管道两端的排气情况分多次指挥各吊船放松钢丝绳，使钢管逐渐下沉，每次下沉0.2m。随着水不断灌入，管道逐渐下沉，各吊点同时不断进行调整，以保证各吊点的合理分布。在管道有序地沉放过程时，进行管中线与基槽轴线校正的测量监控工作。指挥各吊船移动以达到逐步对准基槽轴线及两岸起止点位置，直至基本符合设计要求。

当管底距基槽有0.3m时停止下沉，利用两岸的测量人员将钢管轴线重新调整，直至准确无误后，在统一指挥下将钢管沉至管基础上，各吊船将吊索放松至预紧状态，留在原位置待命。

河道两岸设置管道中线控制桩及临时水准点，每侧不应少于2个，应设在稳固地段和便于观测的位置，并采取保护措施。过河管下沉时测量定位准确，并在下沉中经常校测。两端起重设备在吊装时应保持受力均匀，同步沉放管道于槽底就位。

3.试压

检查钢管位置是否符合设计要求，确认后由潜水员下水进行栓紧进水管法兰盘螺丝的作业。然后进行水压试压验收，水压试验具体参照管道试压要求进行，如果压降过大时，由潜水员重新对进水封板进行紧固，两岸人员同时处理试压管件的泄漏，直至试压验收达到合格要求。

4.定位

试压后各吊船解络，留在原位，让潜水员下水在枕块两侧放置楔石以稳定管道。

十二、基槽回填

水下沟槽的回填材料按照设计图纸要求。采用皮带式御船进行抛填，船只定位由岸上控制位置，由船上慢慢向沟槽抛填，在抛填过程中不断地使船在沟槽范围内移动使其能均匀地抛填于沟槽内。在抛填过程中要应勤对标，勤移船，勤测水深及计算方量，勤记录。

十三、与岸上管道连接围堰施工

1.测量放线

测量施工人员根据穿孔管或过河管设计位置在施工放出管道施工范围，以及围堰的范围。

2.围堰施工

围堰填筑采用占进法由河边向河中进行。人工装土入袋，装土量约为袋容量的2/3，袋口用麻线或细铁丝缝合。土袋由自卸汽车运至工作面卸在施工现场，然后由人工堆砌砂包。堆码土袋时，做到上下左右互相错缝、堆码整齐密实。

砂包围堰在迎水面放坡，坡度为1∶1；背水面坡度为1∶1.5，为了防止砂包漏水，在迎水面设置纤维布进行止水处理。纤维布底压在砂包底下，纤维布顶端采用砂包压住，顶端标高比围堰后最高水位高出50cm。

3.施工止水措施

仍有渗漏的地方可棉絮、布条等将其堵严，部分止水不住的地段可采用纤维布止水及砂包围堰止水。为处理特殊情况需要，准备足够沙袋一备不时之需。

基坑底两侧均设置排水沟，每施工段设四个集水井，用多台Φ100mm潜水泵随时排除积水即可，避免过河管基坑坑底土壤受浸泡。

4.施工导水措施

采用全封闭围堰进行施工，为保证原水流流动，拟采用安装D1200钢管进行导水处理。钢管在围堰施工至导水管设计标高底时，进行导水管的安装，穿孔孔围堰施工时导水管长度较长，可在导水管底加设临时支墩加固。导水管安装完成后继续进行围堰砂包的堆砌，直至采用砂包将导水管压住。

5.抽水及基底清理

围堰堆砌完成合拢后，安装抽水机进行抽水，将围堰内的积水抽干。抽水完成后对围堰内的基底进行清理，清除垃圾杂物以方便进行施工。

十四、浆砌块石河堤修复

1.施工前应作好施工排水。

2.挖土至基底标高，在地基上铺筑垫层，夯实至设计基底标高。基础采用25号砼，基础开挖后与设计情况有出入时宜按实际情况加深基础。

3.砌筑

石块应平砌，每层石料高度应大致一律。外圈定位行列和镶面石块，应丁顺相间或二顺一丁排列，砌缝宽度不大于3cm；上下层竖缝错开距离不小于8cm。

安砌块石时，每层先砌角石，再砌面石，然后填腹。在接砌前应先座浆，并将石块打湿。镶面石的垂直缝应将砂浆分层填入，用灰刀捣实，不可用稀浆灌注。填腹亦应采用挤浆法，先铺浆，再将石块放入挤紧，垂直缝中应挤入1/3～1/2的砂浆，不满部分再分层插入灰浆。对较大的垂直灰缝可尽量填塞小石块。但水平灰缝不可用小石块支垫或找平。

砌体外露面进行勾缝，并应在砌筑时靠外露面预留深约2cm的空缝备作勾缝之用。砌体隐蔽面砌缝可随砌随刮平，不另勾缝。

4.河堤修复后，围堰拆除采取人机配合施工，应由下游开始，由堰顶至堰底，背水面至迎水面，逐步拆除。

十五、“禁止下锚”标志板制作安装

在过河管的河两岸处设水管标志桩及禁止下锚标志，并按航道主管部门适当设置相应的有关标志。