浅谈输水管河底沉管施工工艺

鲍优绒　齐金奎

(1.浙江省围海建设集团股份有限公司，浙江 杭州　310000；2.浙江凌云水利水电建筑有限公司，浙江 杭州　310000)



浅谈输水管河底沉管施工工艺

鲍优绒1齐金奎2

(1.浙江省围海建设集团股份有限公司，浙江 杭州310000；2.浙江凌云水利水电建筑有限公司，浙江 杭州310000)

本文详细介绍了输水管河底沉管的施工工艺、操作方法及质量控制要点。采用输水管河底沉管施工工艺可提高工作效率、缩短工期、简化施工难度、降低施工成本，而且在水中施工，不影响道路交通，既环保又节约资源。

输水管； 河底沉管； 施工工艺

1　前　言

沉管法施工技术早在19世纪末就被用于排水管道工程，随着经济建设的迅猛发展，沉管法被广泛应用,并随之较快地发展。河底沉管施工方法作为沉管技术的发展和延伸，通过工程实践，成功解决了传统管道工程在过河施工中采用水中围堰、施工排水或架空横过水道支架而影响河航等施工技术难题，同时具有施工安全、工期短、成本低的优点，更凸显污水管河底沉管施工技术在输水管网工程跨河施工中的优越性和先进性。

2　施工原理

河底沉管施工是采用钢管在岸上一次焊接成型，再将其吊放在水面上，用吊机和运输船配合就位，然后灌水下沉，直至将钢管沉放于底板上为止，钢管安放好后进行回填施工。代替以往跨河管道采取的架空横跨河道或修建断水围堰的施工方法，将钢管岸上焊接成型后吊运就位沉放，加快了施工进度，降低了施工成本，并且在水中施工，不影响道路交通。

3　操作要点

3.1工艺流程

工艺流程见图1。

图1　施工工艺流程

3.2操作要点

3.2.1施工准备

a.施工准备、测量放样。测设管道坡度、管道中心线、开挖沟槽边线及附属构筑物的位置。

b.平面控制测量。根据已知控制点座标，使用经纬仪按五等5″小三角精度测控制轴线，埋设控制桩。轴线控制桩是分部、细部工程放样的依据，使用经纬仪、钢卷尺，测角量距等方法施放分部桩，反复校核，复测误差在允许范围之内。

c.高程测量。根据提供的高程控制点，用S3水准仪按四等水准要求引测到工地现场，由于管道中心桩在施工中要被挖掉，为了便于确定中线及井的位置，在施工时不受干扰，在易于保存桩位的地方，测设施工控制桩。

d.临时水准点。管线定位完成后，控制点应按顺序编号，并记录好控制点的座标。在管线起点和终点的边上，预留好临时水准点，间距大约50m一个，稳固安放好临时水准点，并设置明显的标志。

3.2.2沟槽开挖

对槽轴线段进行浚前测量，取得第一手资料，并绘制施工图纸。

导向标的设置：以基槽轴线为基准，轴线上设置一排中心标志，左右基槽边线各设一对边线标志。

管道基槽采用两栖式挖泥船和旋挖式清淤船配合进行开挖。为了防止河内淤泥向已挖沟槽内滑入，采用二次清理沟槽的方法。平面控制采用在岸上建立交会座标的方法进行定位，控制船只的位置。采用“全站仪、GPS和导向标”相结合的方法进行施工平面的控制，深度控制则根据水位的变化随时调整，以确保基槽开挖的质量。开挖时要根据导向标和水尺的记录，保证基槽轴线的准确、槽底的平整。并设专人负责自检工作，基槽的轴线、宽度、深度、平整度、坡比均应符合设计及规范的要求，并做好相关记录，以便及时备查和修正。

沟槽开挖以两栖式挖泥船和旋挖式清淤船为主，同时结合水力冲挖进行施工。河底管槽基础呈圆弧型，开挖时两台旋挖机清淤机头与头相对同时进行沟槽开挖施工。考虑两岸挡墙安全，河道挡墙边坡位置尽量少挖。沟槽开挖完成后，由潜水员潜入河底摸槽，对局部欠挖的地方采用水力冲挖进行修整，直至符合设计及规范的要求，沟槽开挖在三检制合格后，通知参建各方进行联合验收，验收合格后签证联合验收单，再进行沉管基础的施工。具体沉管基础结构见图2和图3。

图2　河底沉管断面(单位：mm)

图3　沉管两端于挡墙衔接处断面(单位：mm)

3.2.3垫层

按设计的要求测量放样出基础垫层面的高程，每隔5m左右设置一个高程控制桩。根据垫层面的标高进行挂线控制，采取人工摊铺垫层的方法，垫层铺设完成后由潜水员进行细平，使细平后符合设计要求。

3.2.4钢管焊接及吊运

a.管道焊接。先在岸边施工场地将管道焊接成型。在管道焊接前先平整好管道焊接成型的场地，场地的尺寸应足够大，必须能同时容纳三条平行的过河管道及相应机械设备的操作空间，然后才能组织机械设备、人员、材料进场，否则将不能正常开展施工。

成型管道形状每隔5m左右采用铺垫枕木的方法来架空管道(在每条钢管的中部用枕木横竖搭成“井”字型)。管道吊绳采用柔韧性好、较宽的吊带，待安装到位后管道的两侧采用木楔固定卡位，防止管道移位滚动。

钢管采用焊接方式连接，焊接检验包括外观检验和无损检测，外观检验由施工单位和监理单位检验，无损检测根据设计要求100%超声波探伤检验和15%X射线检验，焊缝质量等级不低于Ⅱ级。试压:钢管在岸边拼接完成后，试压试验完成并符合要求后再进行管道安装。按照现场情况进行分段试压，试压装置安装在管道末端的钢制闷板上，试压时压力表接口、排气口、注水口、旁通管、加压孔制作在排气管支管的闷板上。给水管道做好单项水压试验。水压试验时放净空气，充满水后进行加压，水压缓慢地升至设计标准压力后，继续保持恒压，再检查接口处和管身有无破损及漏水的现象发生，同时观察其试验压力的下降情况，当压力小于0.02MPa时即确认管道的强度试验是合格的，然后再进行排清管内水的工作。

b.管道吊运。管段在陆上场地成型后，再进行整体吊装安放工作。最重要的一个环节就是管段吊放下水。为确保管段安全起吊下水，要统一指挥，统一步调，每一节管段要准确计算后，做好充足的准备工作，再进行吊装。

为确保人员设备的安全，采取吊车与多艘吊船同时吊装的方法，将成型的管段从岸上吊送至水面上放置。按20m一个吊点分布，对所有的船舶吊装设备及相关人员进行仔细检查核对，周密安排，操作时统一指挥，统一协调。

3.2.5沉管

a.钢管进水。在统一调度指挥下将钢管吊起，各吊船同时收紧锚缆与钢管同步移动，当钢管完全到达基槽上方时，将管道呈半成型就位基槽的姿势，然后打开两管端的排气阀，打开进水口，用水泵强制向管道中间的进水管灌水，当管道下沉至进水管没过水面时，就形成了自然灌水法。

b.钢管下沉。根据管道两端的排气情况分几次将吊船放松钢丝绳，使钢管慢慢下沉，每次下沉0.2m左右。随着水不断地灌入，管道逐渐下沉，为保证各吊点的合理分布，各吊点同时进行适当调整。在管道沉放的过程中，需不断进行管中线与基槽轴线校正的测量工作，指挥各吊船逐步对准基槽轴线及两岸起止点的位置，来回移动直至符合设计及规范要求。

当钢管底部距离基槽还有最后20cm时停止下沉，岸上的测量人员对钢管轴线进行重新调整，直至准确无误后，再将钢管沉至管底基础里。

在河道两岸稳固地段和便于观测的位置设置管道中线控制桩及临时水准点，并采取有效的保护措施。在吊装时为保持受力的均匀性，尽量同步沉放管道于槽底。在下沉中要一直校准测量，使过河管下沉时测量定位准确。

c.钢管试压。再次检查钢管位置是否符合设计及规范要求，由潜水员下水进行进水管法兰盘螺丝的拧紧工作。然后进行水压试压和验收工作。

管道入水时，打开排气阀进行彻底排气，水压试验时，有专人负责观察检查，随时掌握压力表的变化情况。先慢慢升压至试验压力(1.0MPa)，恒定住压力、检查接口和管身有无破损及漏水现象，且在10min内压力下降小于0.05MPa， 试验结果合格，水压试验完毕后，再将压力泄放完。

压降过大需要调整时，潜水员下水重新对进水法兰盘螺丝紧固，同时处理好试压管件中的泄漏问题，直至试压验收达到合格标准为止。

d.钢管定位。试压合格后再让潜水员下水进行重新检查，检查管底与沟底接触的均匀程度和紧密性，管下如有冲刷和掏空的情况，再采用粗砂或砾石进行铺填。

3.2.6压管及回填

当钢管完全沉放完毕，经参建各方和有关单位验收合格后，对过河管道进行卵石回填，达到管顶0.80m高程处，0.80m以上的自然回淤即可。

当回填工作完毕，钢管安放稳定后再解除各吊船的吊绳，整个吊装工程顺利完成。

3.2.7管道接驳

过河管的沉放、回填、筑堤岸围堰后，抽干围堰内的积水，将过河管与陆上管进行连接，当陆上管和过河管连接处端口的水位达到管径一半的位置时，停止灌水，在封板处的两边开进人孔，然后打开过河管上面的排水阀，过河管中的水慢慢流入到陆上管中，待两边水位快要齐平的时候，在封板两边砌筑砂包到水面上，然后再抽干砂包筑成的围堰间的水，用水下切割机割除封板。最后清理干净管内的砂包等所有杂物，对进人孔补焊，再进行灌水试压工作。

4　质量控制

a.施工前组织有关技术人员认真对设计图纸进行会审,掌握工程的设计规范要求和施工的技术标准。

b.根据工程的特点，针对工程的重点和难点，编写实施性的施工组织设计，遵照执行。

c.要加强施工测量工作，为防止因距离导致的测量误差，由项目总工专门组织测量人员进行原始测量控制点的复测和坐标点的放样工作。采用统一的水准控制网来布设水准网。严格执行报批制度，上报施工测量放样单由监理单位、业主单位签证批准后方能施工。为确保测量工作的准确无误，做好测量原始记录和存档工作。

d.严格控制进场的原材料和半成品的质量，施工中所用的钢管、水泥等材料必须有出厂合格证和质量证明书，按规范要求进行抽检复检试验,复检合格后使用，为防止材料误用，各种材料分类堆放,悬挂好标识牌。

e.加强质量教育，强化职工质量意识，严禁无证人员上岗施焊。

f.要加强工序的质量控制，各工序施工过程中,严格按照设计图纸施工,各工序在隐蔽前,必须要经过三检制检查。

g.及时收集和整理施工过程中的各类资料,认真填写各类资料表格，并按要求对施工图表、施工记录、施工文件等有关资料进行有效管理和控制,保证工程资料的准确性、完整性、及时性。

5　结　语

通过实践证明，温州市西向排洪工程瓯海段仙门岛污水管改建工程河底沉管法施工技术的成功实施，提高了工作效率，使工程提前完成，成效显著，成功解决了传统输水管工程在过河施工中采用水中围堰、施工排水或架空横过水道支架影响河航等施工技术难题。改变施工工艺，提高了施工安全性，简化施工难度，提高了工作效率，缩短了工期，降低了施工成本，节能环保，取得了良好的社会效益和经济效益。

On water pipeline river bottom sinking pipe construction technology

BAO Yourong1, QI Jinkui2

(1. Zhejiang Weihai Construction Group Co., Ltd., Hangzhou 310000, China;2.ZhejiangLingyunWaterConservancyandHydropowerConstructionCo.,Ltd.,Hangzhou310000,China)

In the paper, construction process, operation methods and quality control key points of water pipeline river bottom sinking pipe are introduced in detail. The construction technology of water pipeline river bottom sink pipe can be adopted for improving working efficiency, shortening construction period, simplifying construction difficulty and reducing construction cost. The water pipeline river bottom sinking pipe does not affect road traffic, and it is environment-friendly and resources-saving.

water pipeline; river bottom sinking pipe; construction technology

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.08.002

TV672+.2

A

1005- 4774(2016)08- 0004- 04