跨京杭大運(yùn)河沉管施工技術(shù)的難點(diǎn)和重點(diǎn)

摘要：文章根據(jù)宿遷中心城市飲水安全保障工程中穿越京杭大運(yùn)河為實(shí)例，該工程創(chuàng)造了國內(nèi)內(nèi)河沉管施工長度最長、單管最重、沉管時(shí)間很短（單管每2小時(shí)一根）的成績?，F(xiàn)將跨越內(nèi)陸大河沉管施工的技術(shù)難點(diǎn)、重點(diǎn)提取出來，加以分析、論證，提供給廣大市政施工的同仁予以共同探討。

關(guān)鍵詞：沉管施工；沉管跨越；飲水工程；京杭大運(yùn)河

中圖分類號(hào)：U448文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145（2009）03-0100-02

由我單位在2008年8月7日施工的宿遷市中心城市飲水安全保障工程沉管工程位于京杭大運(yùn)河上，該沉管水下施工深度為12m，單管長度為187.6m，單管總量為126.8T，該沉管創(chuàng)造了國內(nèi)內(nèi)河沉管之長度之最，重量之最，現(xiàn)將該沉管主要技術(shù)難點(diǎn)、重點(diǎn)予以分析，以供參考。

一、工程概況

宿遷市中心城市飲水安全保障工程沉管工程位于宿遷市通湖大道西側(cè)53m，，位于京杭大運(yùn)河運(yùn)河上。過運(yùn)河倒虹吸輸水管共兩根，單根長187.6m，其中D1220×16mm鋼管一根、重90t，D1420×18mm鋼管二根、重117t（后為保證鋼管吊裝強(qiáng)度，在節(jié)點(diǎn)位置焊接覆板，重量增加9.8T）。

京杭大運(yùn)河現(xiàn)有水深7.9m，為保證通航安全施工結(jié)束后覆土深度大于2m，再加管徑、墊層等厚度，水下施工深度為11.8米。京杭大運(yùn)河水下土質(zhì)情況大多數(shù)為粘性土：黃褐色為主，硬塑～堅(jiān)硬狀態(tài)，含鐵錳質(zhì)結(jié)核與姜石，局部地段姜石富集成層；局部為中粗砂：灰黃色，密實(shí)，飽和。

二、工程難點(diǎn)

1．水深，土質(zhì)堅(jiān)硬導(dǎo)致施工難度、強(qiáng)度很大。

2．京杭大運(yùn)河是水上交通的生命線，繁忙的水上運(yùn)輸給本工程施工帶來極大的困難和安全隱患。

3．吊裝長度長，重量重，施工強(qiáng)度大。

三、難點(diǎn)、重點(diǎn)解析

1．開挖難點(diǎn)的解析

（1）配套的安全保障措施

1）申報(bào)施工航行通告，告知廣大船民該航道段實(shí)施施工，采取半幅通航。

2）在距離施工點(diǎn)上下游2km、1km處各設(shè)立一塊安全警示牌。提醒船民前方施工，減速航行，注意安全。

3）在距離施工點(diǎn)上下游200m處設(shè)立單側(cè)通航浮標(biāo)，施工期間請(qǐng)業(yè)主協(xié)調(diào)由海事部門全程護(hù)航，引導(dǎo)船舶從單側(cè)通行，以保證航運(yùn)及施工的安全。

4）在通告發(fā)布日期始，海事部門協(xié)助護(hù)航后，開始施工。

5）禁止雨霧天氣，能見度較低的惡劣天氣施工及夜間施工。無護(hù)航時(shí)杜絕冒險(xiǎn)施工。

6）施工時(shí)應(yīng)派專人進(jìn)行了望。

（2）施工方法和機(jī)械選擇

1）水下開挖方法主要有以下幾種：挖泥船法、爆破施工法、氣舉法和液化法、挖溝犁法。綜和運(yùn)河開挖深度、船流量、施工作業(yè)面、安全因素考慮，我們最終選擇挖泥船施工。剛開始我們采用PC－200挖機(jī)，但是后來發(fā)現(xiàn)開挖深度和力度都不夠，后改換PC－300挖機(jī)，挖深可達(dá)到17m，斗容0.5m3。溝槽挖成型以后，需要采用超聲波回彈，測(cè)量成型是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。為防止邊坡垮塌，盡量要求超挖跨度和加大邊坡斜度。

2）施工步驟。定點(diǎn)定位→陸地基槽開挖→水上基槽開挖→運(yùn)輸土方→土方上岸→裝車外運(yùn)→暫時(shí)堆放→回填

合理安排船舶的施工順序，調(diào)整施工船舶的位置是保證自身施工安全和航道暢通最好的手段。在本工程施工中應(yīng)采取先挖兩邊，后挖中間；開挖方向由中間向兩邊，由兩邊向中間；施工船舶由縱向到橫向的方法進(jìn)行開挖。

2．運(yùn)河水上施工安全保障

運(yùn)河上船只來往不息，為保證安全施工，必須申請(qǐng)海事護(hù)航、設(shè)置航標(biāo)。

首先，需要到航道管理處申請(qǐng)半幅通行航標(biāo)燈，根據(jù)工程進(jìn)度，逐步往航道中心線移動(dòng)。

其次，到海事管理部門申請(qǐng)護(hù)航，船只轉(zhuǎn)向速度慢，特別船隊(duì)通行時(shí)尾部難以控制方向，容易發(fā)生碰擦。這時(shí)需要海事巡邏艇在上下游各設(shè)置避讓點(diǎn)，在通過施工區(qū)域時(shí)必須緩行。

再次，施工中難度最大的是在河道中心線位置。同時(shí)因?yàn)槭┕^(qū)域靠近大橋，船隊(duì)的通行很容易撞在橋墩或者施工船只上，這時(shí)就要求巡邏艇對(duì)船只的監(jiān)管要相當(dāng)?shù)膰?yán)格，防止意外發(fā)生。

我們施工期間就因?yàn)橥跈C(jī)休息時(shí)，把挖機(jī)臂停放在水中，船隊(duì)通過時(shí)船只和挖機(jī)臂擦碰事件。

3．沉管的吊裝、沉放

（1）工工藝流程。沉放前準(zhǔn)備工作（包括對(duì)溝槽、砂墊層的復(fù)查整改）→管體下水→拖輪拖引鋼管浮運(yùn)沉管區(qū)域→起重船起吊就位→打開悶板上的排氣閥、Ф100進(jìn)水閥與Ф100泥漿泵聯(lián)接→注水下沉→岸堤上挖機(jī)在軸線位置調(diào)整沉管位置→符合檢查驗(yàn)收要求→工作船撤離。

（2）管體下水。管體焊接、防腐完成，檢測(cè)、試驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行管體下水。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本工程均采用吊裝下水的方式實(shí)施施工。下水前，先將管道中的水放空，關(guān)閉所有閥門，起吊后下水，通過浮運(yùn)達(dá)到施工點(diǎn)。

（3）管道起吊定位。鋼管下水后，用兩條拖船將鋼沉管拖至沉管位置，順停在航道邊，等待沉管施工。由于大運(yùn)河管道水平總長186m，重達(dá)126噸，起吊時(shí)應(yīng)充分考慮每一個(gè)吊點(diǎn)的受力是起吊的關(guān)鍵。按管體的長度和重量應(yīng)安排5個(gè)起吊點(diǎn)（如圖1），兩頭采用兩艘起吊能力為80T的高竿吊裝船，中間采用三艘起吊能力為40T吊裝船來完成吊裝。為了安全起見，另備一

艘起吊能力為80T的高竿吊裝船作應(yīng)急備用，總起吊能力應(yīng)大于管重的二倍。

因本工程采取半封航施工，起吊前各吊裝船在自己的吊裝點(diǎn)安裝好吊裝索具，等待航道全面封航。封航后，各吊裝船立即實(shí)施起吊施工。起吊時(shí)，先由兩頭的吊裝船開始，慢慢吊起，使管體從水平狀態(tài)變成垂直狀態(tài)，同時(shí)，中間的吊裝船也應(yīng)收緊索具，穩(wěn)定管道。管道吊起后，啟動(dòng)吊裝船自身推進(jìn)器，使管道在水面上作90°管位調(diào)整，緩緩移至管位，實(shí)施灌水下沉。

（4）注水下沉。準(zhǔn)備工作完成后，沉管起吊的開始，應(yīng)同時(shí)從兩端開啟?100排氣管閥后，開啟?100進(jìn)水閘閥。管體進(jìn)入管位后，開始向沉管內(nèi)充水（見下圖）。沉管充水量應(yīng)有準(zhǔn)確的計(jì)量，觀察管體的吃水，當(dāng)管體因充水緩緩下沉?xí)r，吊裝船也應(yīng)緩緩釋放索具，保持船體的干舷高度。當(dāng)管體的重量加水的重量略大于浮力時(shí)，停止充水。此時(shí)沉管處于臨界狀態(tài)，管內(nèi)的水流動(dòng)空間較大，保持沉管平衡是沉管下沉的關(guān)鍵，所有吊裝船必須服從統(tǒng)一指揮，同時(shí)平穩(wěn)均速釋放索具。管體離支墩20cm高時(shí)，調(diào)整管體的軸向位置，同時(shí)向管內(nèi)充水，保持管體穩(wěn)定下沉。整管平穩(wěn)沉至槽底后對(duì)水下管道進(jìn)行高程、中心位置校核，均滿足設(shè)計(jì)要求后，拆除吊鉤繩索，吊裝船撤離施工現(xiàn)場(chǎng)，開通航道。

該文主要針對(duì)內(nèi)河沉管的施工難點(diǎn)、重點(diǎn)加以闡述和分析，希望對(duì)跨河作業(yè)沉管提供經(jīng)驗(yàn)幫助。

作者簡介：王興剛（1979- ），男，四川成都人，浙江興潤建設(shè)有限公司項(xiàng)目經(jīng)理，工程師，研究方向：PM管理。