李占東

（遼寧省參窩水庫(kù)管理局有限責(zé)任公司，遼寧遼陽(yáng) 111000）

1 概況

遼寧省某重點(diǎn)供水工程（三段）管道建安工程（以下簡(jiǎn)稱供水工程），主要是以內(nèi)徑3 200 mm的PCCP和鋼管安裝為主的大型輸配水工程。工程在GC120+550處與中國(guó)國(guó)電集團(tuán)有限公司國(guó)電康平發(fā)電有限公司水源管道52度斜交。穿越處供水工程供水管道設(shè)計(jì)為DN3200 mmPCCP管和鋼管，為四管同槽布置，從康平發(fā)電有限公司水源管道下方倒虹式穿越。供水工程供水管道管頂埋深為6.3 m。經(jīng)核實(shí)，康平發(fā)電有限公司水源管道為1條DN1200 mmPCCP管，管頂埋深2.2 m，管道設(shè)計(jì)壓力為0.6 MPa，為火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)供水。在PCCP管道以西約15 m，有1條DN300燃?xì)夤艿?，管頂埋? m，設(shè)計(jì)壓力4 MPa，為沈陽(yáng)燃?xì)夤局饕細(xì)廨斔凸艿馈?/p>

穿越電廠水源管道設(shè)計(jì)采用下部支撐方案，即在電廠水源管道兩側(cè)各2 m的位置布設(shè)灌注樁，灌注樁頂部為平行于既有管線的鋼筋混凝土冠梁。冠梁上搭設(shè)工字梁橫梁，橫梁上分段澆筑電廠水源管道混凝土基座形成支撐體系?；踊靥钪写稚啊?/p>

2 施工方案

穿越電廠水源管道總體施工方案為：先中間后兩邊。

施工程序?yàn)椋洪_挖探坑→灌注樁施工→降水井施工→支撐體系施工→管槽開挖→鋼管安裝→PCCP管道安裝→支墩混凝土施工→管道回填。

2.1 開挖探坑

根據(jù)管道的走向，每10 m人工挖一個(gè)探坑。探坑上開口尺寸為3 m方形，要開挖至水源管道腰部，以確定管道的準(zhǔn)確平面位置和管道外徑，從而復(fù)核灌注樁的設(shè)計(jì)位置和頂部高程。同時(shí)揭露管道的接口位置，確定橫梁的位置。

2.2 灌注樁施工

電廠水源管道下部支撐設(shè)計(jì)了17根灌注樁，灌注樁直徑80 cm，樁長(zhǎng)12 m。

灌注樁采用反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行造孔，25 t汽車吊垂直起吊鋼筋籠，分節(jié)焊接成整體入孔（鋼筋籠在鋼筋加工廠按起吊高度分節(jié)制作運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)），混凝土在拌和站集中拌制，8 m3混凝土罐車水平運(yùn)輸，混凝土直升導(dǎo)管法澆筑灌注樁混凝土的施工方案。

2.3 降水井施工

2.3.1 基槽管井降水計(jì)算

1）基槽降水深度要求。該工程溝槽最深10.5 m，底寬22.1 m，坡比1∶1.25～1∶1.5。要求地下水位降到槽底0.5 m以下，綜合考慮最小降水深度為11 m。

2）基槽涌水量計(jì)算和井點(diǎn)設(shè)計(jì)。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告所提供的工程水文地質(zhì)條件，該工程降水按無(wú)壓非完整井計(jì)算。滲透系數(shù)K=4～8 m/d，取6 m/d，濾水管選擇長(zhǎng)l～2 m。

經(jīng)計(jì)算，井點(diǎn)管埋深取20 m，影響半徑284 m，有效深度36.8 m，基槽涌水量約9 073 m3/d，單井最大出水量343 m3/d，確定井點(diǎn)數(shù)為28，最大井間距7 m，選用150QJ 32－30型水泵。

2.3.2 降水方案確定

1）井點(diǎn)平面布置。管槽降水區(qū)以水源管道為中心，長(zhǎng)度計(jì)劃100 m，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，每7 m布設(shè)1眼鉆井，每側(cè)布設(shè)14眼降水井。

2）井深20 m，管槽底部距離管井井底9.5 m，排水井中心距離管槽開挖中心的水平距離為：右側(cè)28.8 m，左側(cè)26.2 m。

3）排水溝設(shè)置。兩側(cè)開挖邊線外1 m處設(shè)置排水溝，將地下水明排至自然溝渠。排水溝底寬0.5 m，溝底鋪設(shè)塑料布防止水回滲。

溝槽底部?jī)蓚?cè)設(shè)置排水溝，收集基槽中和坑壁局部滲出的地下水和其他施工時(shí)的地下水，將收集的水通過(guò)3寸泵排到地面排水溝內(nèi)。

4）井點(diǎn)降水結(jié)構(gòu)。降水井鉆孔直徑為?600，全孔下入外徑?400，內(nèi)徑?300的無(wú)砂濾水管，管底封死，管外填濾料。濾料的規(guī)格2～7 mm。濾料填至孔口以下1.0 m，上部回填粘土封至孔口。

2.4 支撐體系施工

2.4.1 土方開挖

水源管道兩側(cè)5 m范圍內(nèi)的土方，用長(zhǎng)臂挖機(jī)配合人工進(jìn)行開挖，管道外0.5 m范圍采用人工開挖。開挖時(shí)，管道橫向兩側(cè)均勻?qū)ΨQ進(jìn)行，縱向開挖成臺(tái)階狀依次后退。開挖從水源管道下游向上游方向順序進(jìn)行。機(jī)械開挖4 124 m3,人工開挖150 m3。

因?yàn)楣嘧稑俄敼诹号c水源管道水平凈距只有0.8 m，冠梁底部與水源管道底部垂直距離1.1 m，坡比為1∶0.75，遠(yuǎn)陡于穩(wěn)定坡比1∶1.25，所以在開挖到管道120°包角高程89.56 m時(shí)，對(duì)管道兩側(cè)采取鋼板樁連續(xù)支護(hù)措施，防止水源管道基礎(chǔ)失穩(wěn)滑塌，支護(hù)范圍為冠梁全長(zhǎng)53 m。鋼板樁長(zhǎng)3.0 m，板樁底部插入到冠梁底部以下1.5 m。

支護(hù)后，鋼板樁外側(cè)用長(zhǎng)臂反鏟開挖至冠梁底部高程。冠梁開挖嚴(yán)格控制底部高程，底部用人工平整后，用小型振動(dòng)碾碾壓密實(shí)，然后鋪設(shè)膠木模板做為冠梁底模。冠梁外側(cè)開挖2 m作為施工空間，在管溝坡角處設(shè)0.5 m深排水溝，以備集中少量滲水和雨水。

鋼板樁內(nèi)側(cè)用人工分節(jié)開挖每節(jié)管道基座的1號(hào)區(qū)域，長(zhǎng)度1.7 m，進(jìn)行1號(hào)區(qū)域基座混凝土澆筑。3 d后，再人工開挖每節(jié)管道基座的2號(hào)區(qū)域，長(zhǎng)度1.65 m，進(jìn)行2號(hào)區(qū)域基座混凝土澆筑。

2.4.2 冠梁和管道基座混凝土澆筑

冠梁長(zhǎng)×寬×高＝52.72×1.0×0.8 m，混凝土84.4 m3。管道基座寬長(zhǎng)×寬×高＝52.72×1.64×0.5 m，混凝土31.7 m3。

冠梁和管道基座混凝土均為C30混凝土，采用與鎮(zhèn)墩混凝土相同的配合比，見表1。

為避免分段施工產(chǎn)生施工縫影響冠梁的承載能力，冠梁采取全長(zhǎng)度一次性連續(xù)澆筑。

管道基座，采取分節(jié)澆筑，先澆筑每節(jié)管道中間的1號(hào)區(qū)域，長(zhǎng)度1.7 m。在混凝土強(qiáng)度上來(lái)后，再開挖和澆筑2號(hào)區(qū)域，長(zhǎng)度1.65 m。因1號(hào)區(qū)域縱筋兩端需預(yù)留500 mm長(zhǎng)度與2號(hào)區(qū)域縱筋搭接，兩端頭只能采用一次性木模板。

在冠梁和管道基座混凝土澆筑前，工字梁橫梁處的鋼板樁需用氧氣開孔，然后將相應(yīng)位置的工字鋼橫梁和預(yù)埋螺栓按設(shè)計(jì)位置安裝固定好?；炷劣身?xiàng)目主拌和站生產(chǎn)，8 m3混凝土罐車運(yùn)輸，運(yùn)距10.5 km。用混凝土汽車泵輸送入倉(cāng)，插入式振搗器振搗。

2.5 管槽開挖

因設(shè)計(jì)的管道支撐體系長(zhǎng)度僅僅是到管槽的設(shè)計(jì)開挖邊坡位置，為了防止邊坡出現(xiàn)意外滑塌，危及水源管道安全，在管槽開挖前，對(duì)水源管道兩側(cè)各10 m范圍進(jìn)行鋼板樁防護(hù)，鋼板樁長(zhǎng)6 m。

在冠梁和管道基座混凝土等強(qiáng)期間，將上下游管槽開挖至冠梁底部高程88.11 m。

在冠梁和管道基座混凝土齡期達(dá)到要求后，開始管道底部的管槽開挖。因管道與冠梁及各工字鋼橫梁間的間距很小，為了避免拔除鋼板樁時(shí)，對(duì)工字鋼橫梁和管道造成意外碰撞，將鋼板樁從冠梁底部位置割斷，先將上部取走。人工掏挖管道基座底部，使下部土體與管道基座脫離。

表1 冠梁和管道基座C30混凝土配合比

開挖冠梁外側(cè)2m深度，人工掏挖冠梁底部，使下部土體與冠梁脫離。順序從冠梁跨中向兩端對(duì)稱進(jìn)行。

用挖機(jī)分層開挖，以電廠管道為中心向上下游兩個(gè)方向開挖。臨近灌注樁0.5m采用人工開挖。

2.6 防洪圍堰

基坑外圍設(shè)一圈擋水圍堰。左側(cè)利用開挖堆土，其他三面擋水圍堰用開挖土填筑碾壓成，右側(cè)設(shè)在施工道路外側(cè)，上下游僅在施工道路處預(yù)留豁口，在發(fā)生暴雨時(shí)，緊急閉合。圍堰頂寬2 m，高2 m，坡比1∶1.25。在基坑內(nèi)備用足夠的抽水設(shè)備。

2.7 燃?xì)夤艿乐畏雷o(hù)

燃?xì)夤艿拦懿鄄糠直┞度L(zhǎng)54 m，在其下部采用鋼管支撐方案，共設(shè)計(jì)7組支撐，每組支撐為2根DN180無(wú)縫鋼管，支撐跨度6.75 m。

燃?xì)夤艿纼蓚?cè)1m位置鉆孔，深度伸至管槽基礎(chǔ)下部2 m。鉆井成型后，底部1 m回填碎石。用吊車將DN180無(wú)縫鋼管放入井內(nèi)。鋼管底部提前用20 mm厚鋼板焊接封堵。

在冠梁和水源管道基座混凝土等強(qiáng)期間，機(jī)械配合人工開挖到燃?xì)夤艿赖撞扛叱獭９艿乐苓?.5 m采用人工開挖。燃?xì)夤艿赖撞堪惭b10號(hào)工字鋼橫梁，橫梁與支撐鋼管、燃?xì)夤艿啦捎每ňo式連接。

燃?xì)夤艿赖闹巫罱K不能取出，永久埋在回填土內(nèi)。

2.8 鋼管安裝

為加快施工進(jìn)度，盡量縮短水源管道的暴露時(shí)間，整體計(jì)劃為：先施工穿越處鋼管，再施工上下游PCCP管道。

水源管道底部GC120+542.09-GC120+557.09為鋼管，單線鋼管長(zhǎng)度15 m，單節(jié)鋼管最長(zhǎng)為12 m，重量約24 t。每條管線有2節(jié)鋼管，鋼管與上下游彎頭也采用焊接，每條管線3道焊縫。因?yàn)樗垂艿老掠蝹?cè)緊鄰燃?xì)夤艿溃凿摴馨惭b計(jì)劃從上游進(jìn)行。400 t履帶吊從上游進(jìn)入管槽內(nèi)，鋼管運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，直接用履帶吊卸車并安裝。

2.9 PCCP管道安裝

鋼管完成后，接著進(jìn)行上游PCCP管道安裝100 m，再進(jìn)行下游PCCP管道安裝。PCCP管道安裝，采用400 t履帶吊在管槽內(nèi)吊裝。因穿越處上下游管槽為長(zhǎng)度46 m和50 m，坡度為9.1%的斜坡，在履帶吊吊裝時(shí)必須修建站位平臺(tái)，平臺(tái)用碎石堆筑而成，每個(gè)平臺(tái)為長(zhǎng)10 m、寬10 m、高1 m的倒三角形，上下游各修建2個(gè)平臺(tái)。

2.10 管道回填

穿越處管道安裝完成后盡早回填，基坑回填中粗砂。從岸坡搭設(shè)鋼管架和溜槽到各管道之間。中粗砂運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，卸在管槽岸坡，用挖掘機(jī)裝入料斗，溜送到管槽內(nèi)，人工進(jìn)行平整，按試驗(yàn)確定的碾壓參數(shù)逐層進(jìn)行壓實(shí)。

2.11 施工工期

穿越康平電廠水源管道施工，于2015年4月1日開始，2015年7月10日完工，工期共101 d。

3 結(jié)語(yǔ)

施工要點(diǎn)分析

1）做好技術(shù)和安全交底，落實(shí)安全責(zé)任到崗位到人，堅(jiān)決杜絕野蠻施工。

2）關(guān)鍵重要位置，務(wù)必采用人工開挖，避免機(jī)械開挖過(guò)程中對(duì)管線造成人為破壞。

3）灌注樁施工、造空施工要嚴(yán)格控制進(jìn)度，以保證孔壁穩(wěn)定，一旦出現(xiàn)坍塌，必須立即停止施工，馬上采取保護(hù)措施，避免影響管道穩(wěn)定。

4）降水的設(shè)計(jì)和施工，直接影響到管線安全和穿越成敗。

5）支撐體系土方開挖時(shí)，管道0.5 m范圍內(nèi)必須進(jìn)行人工開挖，要盡量縮小開挖量，減少對(duì)管道周圍回填土的擾動(dòng)。

6）要充分做好開挖完成后PCCP和鋼管管道安裝的施工準(zhǔn)備工作，盡量縮短水管道裸露時(shí)間。