沉管施工技術(shù)在容奇大道 東至外環(huán)路市政供水管道工程的應(yīng)用

佛山市順德區(qū)供水有限公司 廣東順德 528300

摘要：本文結(jié)合容桂容奇大道東至外環(huán)路市政供水管道工程實(shí)例，闡述了沉管施工中的施工工藝和技術(shù)控制要點(diǎn)，以供同類工程借鑒。

關(guān)鍵詞：沉管；市政供水管道；施工技術(shù)

1 工程概況

容桂容奇大道東至外環(huán)路市政供水管道工程全長5.5km，為解決順德容桂東部片區(qū)新城的用水需求而規(guī)劃新建，工程設(shè)計(jì)采用DN600～DN1000 的鋼管，其中沉管部分工程處于容奇大道東眉蕉河段，河涌面寬93米，正常水位標(biāo)高為+0.5m，最深處水深10m，河床土質(zhì)為含砂較多的淤泥；根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，對多個方案進(jìn)行比較后，決定采用沉管技術(shù)進(jìn)行管道施工過河沉埋管道采用螺旋縫焊接鋼管DN800，鋼管壁厚為12mm，折線長104米，內(nèi)壁采用環(huán)氧無毒飲水艙三層一底二面，外壁環(huán)氧煤瀝青涂料六油兩布，在涂底料前，鋼管兩端范圍內(nèi)涂刷硅酸鋅或其它可焊性涂料，過河管方案如圖{ 1 }所示，過河管采用倒虹管，要根據(jù)河床的地形及通航要求等條件決定鋼管的形式，管底標(biāo)高以下50cm用大片石及碎石拋填，并用中粗砂找平，沉管周圍回填1100mm厚碎石，再回填1500mm厚塊石，由于沉管頂?shù)臉?biāo)高不一致，回填物的標(biāo)高也不同。

2 沉管施工

2. 1 鋼管制備

將制造廠制作好的鋼管分段運(yùn)到現(xiàn)場先在陸上進(jìn)行拚接，做成整條長約160m兩端帶彎頭的管，本工程過河處沒有夠條件的場地，為此在河下游1km 處找到一處靠河岸、夠長、平整的場地，場地沿河岸走向，鋼管可以方便地吊入河中。由于管道沉入水底約10m埋設(shè)，安裝好后幾乎不能維修，對鋼管的焊接質(zhì)量、防腐質(zhì)量要求很高，需嚴(yán)格控制。

鋼管拚接前要根據(jù)設(shè)計(jì)圖畫好詳細(xì)的施工分解圖，作好工藝評定，確定好施工工藝，各工序要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，河中焊縫的質(zhì)量要比陸上焊縫的質(zhì)量提高一個等級進(jìn)行控制，防腐要求也要提高一個等級。由于鋼管還要進(jìn)行吊運(yùn)、拖移等操作，焊縫的延展性要好，為此最好用堿性焊條進(jìn)行現(xiàn)場焊縫的焊接；沉管過程中，如溝槽有塌方，彎頭處將會承受較大彎矩，因此彎頭處要進(jìn)行加固處理。

2. 2 鋼管檢查

過河鋼管要按要求進(jìn)行嚴(yán)格的焊縫外觀及內(nèi)部探傷檢查，保證焊接質(zhì)量，先在岸上進(jìn)行水壓試驗(yàn)，檢查鋼管的強(qiáng)度及嚴(yán)密性，然后在1. 2 倍工作壓力下穩(wěn)壓24h 以消除焊縫應(yīng)力，最后對管道進(jìn)行內(nèi)外防腐處理。鋼管兩的堵頭及灌水排氣裝置不要拆除，放干試壓的水后關(guān)緊各閥門待用。

2. 3 測量放線、溝槽開挖

由于河道寬，要用GPS 定位儀定出左、右兩岸的坐標(biāo)點(diǎn)。河床中管溝的開挖設(shè)備采用水上抓斗挖掘船，運(yùn)泥船運(yùn)走，不能將淤泥拋于河道中阻塞航道；由于水流作用，挖掘船會移位，開挖過程中要經(jīng)常調(diào)整船位，同時(shí)要在兩岸用醒目的標(biāo)桿作出管道軸線標(biāo)記供操作員目測定位，岸上指揮員也要注意軸線不能偏移。在水中開挖，由于水流的作用，溝槽容易塌方，因此溝槽的邊坡及底寬要比在陸上開挖大得多，且不容易控制，這要求操作員提高操作技能，操作員要與指揮員密切配合。

溝槽底高程的控制是一個難點(diǎn)，在兩岸要作好醒目的標(biāo)記外，測量人員要隨時(shí)在開挖過程中檢查，用探桿探測，作好記錄，指揮操作員調(diào)整開挖位置。溝槽的開挖是水下進(jìn)行，不可見性較大。潛水員要經(jīng)常下水檢查溝槽開挖情況，是否有未挖到的殘泥阻礙施工，未達(dá)到要求的必須及時(shí)反饋給開挖人員重新補(bǔ)挖至設(shè)計(jì)要求以確保沉管的順利進(jìn)行。由于管道沉入河中后很難再吊起來進(jìn)行再次開挖，因此全段溝槽開挖完畢后，潛水員要檢查并對溝槽進(jìn)行清理、平整，保證溝槽符合要求，合格后才能進(jìn)行沉管。

2. 4 拖管、沉管

鋼管吊入河中及沉管時(shí)吊入管溝都用船吊，要根據(jù)鋼管的剛性適當(dāng)布置吊點(diǎn)，使鋼管均勻受力，避免變形甚至折斷，本工程管長160m，管徑較小DN800，我們選用4 臺吊裝船進(jìn)行吊裝，每個吊點(diǎn)用3 條鋼絲繩，捆綁用鋼絲繩是用膠管套住的專用鋼絲繩，防止吊裝時(shí)防腐的損壞及吊裝的牢固。

管吊入水中浮起，用拖船沿河道拖運(yùn)到施工現(xiàn)場就位。沉管前首先進(jìn)行定位線的標(biāo)識，在兩岸用油漆標(biāo)注好管道里程位置，并清晰可見，彎頭起彎點(diǎn)要定位準(zhǔn)確；軸線利用開挖時(shí)作的標(biāo)桿，沉管前要進(jìn)行校準(zhǔn)。

沉管時(shí)速度要均勻，兩端要平衡，為了便于觀測，在兩端彎頭的彎起段每間隔200mm標(biāo)注高程點(diǎn)，并清晰可見，這樣通過兩端的高程點(diǎn)的控制而控制管下沉的速度及管道的平衡。

本工程沉管處靠近上游電排站，選擇在非汛期施工并且事先告知水利部門，選在在水位是較穩(wěn)定時(shí)段內(nèi)內(nèi)完成容易保證質(zhì)量。

管道灌水下沉?xí)r，必須定位準(zhǔn)確無誤，并在沉管中經(jīng)常核測。充水時(shí)及時(shí)排氣，使管內(nèi)空氣排盡不得產(chǎn)生夾生現(xiàn)象，以防止管產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，下沉的速度不得過快，通過兩端彎頭上高程線控制，吊裝時(shí)應(yīng)保持管道的平衡，同步均勻沉放槽底就位。

管道鋪設(shè)后，潛水員下水檢查管底與溝底的接觸均勻程度和緊密性，管下如有沖刷應(yīng)用砂或礫石鋪填，同時(shí)檢查接口情況及測量管頂高程和位置，并由當(dāng)?shù)睾降谰烛?yàn)收管頂高程和位置，驗(yàn)收合格后將管穩(wěn)固撤走吊機(jī)。

穩(wěn)固采用3～7cm 的碎石先將兩側(cè)部位及中部直至管頂高程。潛水員檢查合格后再次進(jìn)行水壓試驗(yàn)。經(jīng)過1. 0MPa 強(qiáng)度試驗(yàn)合格，采用2～4cm碎石整條管道進(jìn)行回填，滿足設(shè)計(jì)要求及航道局要求，將兩岸管割掉堵頭接通，安裝管道附件，完成沉管施工。

2. 5 注意的問題

（1）沉管是水下施工，可見性差，因此選址非常重要。選定過河位置前應(yīng)對河底的地質(zhì)條件進(jìn)行勘測，要充分考慮到河道的寬度、水流的大小、河底的地質(zhì)情況。若過河位置的基礎(chǔ)是石頭，則施工困難，增加施工難度和施工費(fèi)用。

（2）沉管質(zhì)量控制的重點(diǎn)：①過河測量定位放線控制；②開挖質(zhì)量控制；③焊接質(zhì)量和防腐質(zhì)量的控制；④沉管結(jié)束后穩(wěn)管處理控制。

3 結(jié)束語

沉管施工比架空過河及頂管施工難度小，費(fèi)用大大降低，但存在的缺點(diǎn)是焊接要求、防腐要求及材料的要求較高，水下維修不方便，要求嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，一次成功。本工程的沉管施工完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，取得了較好的效益，珠三角地區(qū)類似眉焦河這樣三角洲沖積平原的河涌中，屬河口三角洲堆積地貌的河道較多，這次沉管施工的成功為后面各條管道的施工提供了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。