供水管道桥下穿越高速公路施工方案

摘要：目前全国大范围兴建城市供水工程，经常会发生供水管道与高速公路等交叉穿越的情况。本文对某供水管道桥下穿越高速公路施工方案进行了详细计算和编制，对整套施工工艺进行了分析研究，为同类型交叉穿越工程提供了良好的借鉴。

关键词：供水管线；高速公路；交叉穿越；灌注桩；施工降排水；施工监测

1 工程概况

1.1工程简介

清河门供水工程的输水管线桥下穿越高速公路位于清河门区河西镇邢家屯村附近，穿越高速公路中心里程K42+217，相应供水线路桩号为13+155.0。穿越部位高速桥孔高约8m，宽24.61m，跨长16m。

穿越处输水管道为l×DN1200钢管，管道设计压力1.0MPa，穿越长度34m（注：超出高速公路边界），供水线路与高速公路夹角88.94°。

管道中心线高程130.629m，沟槽底宽3.155m，沟槽深4.9m，桥孔部位沟槽釆用混凝土灌注桩防护。管沟两侧防护的混凝土灌注桩呈][布置，管沟每侧设计18根灌注桩，上下游端头横向设计4根。灌注桩直径800mm，数量为52根，桩间距2.0m，混凝土强度等级为C25。

沟槽开挖后及时跟进喷锚混凝土支护。喷射混凝土厚度150mm，采用C25，钢筋网釆用φ8@200x200，锚杆采用Φ22@1400xl400 L=3500，梅花形布置。

穿越段钢管设计有外包混凝土。

1.2 施工工期

穿越G2512锦阜高速工程计划工期60天。

2 穿越施工方案

2.1 施工工艺流程

施工流程为：测量放线→灌注桩施工→冠梁施工→施工降排水→开挖管沟→浇筑砼垫层→安装钢管→浇筑外包混凝土→管沟回填。

2.2 灌注桩施工

2.2.1钻孔

本工程选用使用ZL-280型转挖机钻机。钻机在成孔过程中采用泥浆护壁，防止孔壁坍塌。泥浆比重一般控制在1.3以上，这样有利于钻进和孔壁的稳定。

2.2.2 钢筋笼

钢筋笼在现场分节制作，主筋与加强筋的交叉位置采用点焊焊接，螺旋筋与主筋采用隔点焊加固。

受桥梁高度限制，钢筋笼需接长，钢筋笼接长在孔口进行，将需要接长的钢筋笼第一节用吊车吊装安装在桩孔内固定，将第二节钢筋笼用吊车吊起，上下节钢筋笼主筋對正错头焊接，钢筋焊接完好后，应缓慢下放入孔内，严禁砸笼。

2.2.3 水下混凝土浇筑

采用丝扣连接的导管，其内径Φ250～Φ280，底管长度为4m，中间每节长度一般为2.5m。水下浇筑时，导管底端距孔底0.3m-0.5m，混凝土应能顺利从导管内灌至孔底。导管在孔口连接处应牢固。

混凝土采用商品混凝土，混凝土运输采用8m?混凝土罐车。采用混凝土输送泵将混凝土倒入料斗内，混凝土坍落度控制在18～22cm；施工中要保证混凝土浇筑初灌量。浇筑时导管埋深控制在2～6m（根据桩孔内水的深浅确定），浇筑混凝土接近桩顶标高时，应控制最后一次浇筑量，确保桩顶标高符合设计要求。

2.3 冠梁施工

在管槽每一侧的灌注桩桩顶设置一道冠梁，以便把灌注桩联系起来形成一个整体。

在灌注桩具有一定的强度后（大约7天龄期），进行灌注桩顶破桩头，然后进行冠梁混凝土施工。

混凝土采用商品混凝土，混凝土运输主要采用8m?混凝土罐车，混凝土入仓利用汽车泵。浇筑混凝土时，采用插入式振捣棒捣固。

混凝土浇筑后要及时洒水养护。

2.4 施工降排水

供水管线沟槽宽3.155m，深度4.9m。为防止开挖时，管槽边坡发生位移或滑塌，须在开挖前进行降排水，把地下水位降到管沟基础面以下。

计划在穿越桥孔左右侧桥孔的跨中各布置一排3孔降水井，井深7m，直径600mm，井间距14m。穿越处上下游，在管沟两侧距离管沟中心6m处各布置1排3孔降水井，直径600m，井深7m，井间距9m。

穿越处共计划布置降水井18孔。

2.5 沟槽开挖

管槽开挖采用自上而下分层开挖的方式进行。土方开挖分为腐殖土剥离、上层开挖、下层开挖三部分。

地表腐殖土部分（深30cm）利用反铲开挖，腐殖土堆在管线一侧单独堆放以便复耕使用。

上层沟槽开挖深度为2m。开挖后，紧随其后立即进行冠梁的横向支撑钢管安装，并进行两侧管槽边坡的挂钢筋网片喷锚支护。

下层沟槽开挖深度为2.9m，开挖后，紧随其后立即进行两侧管槽边坡的挂钢筋网片喷锚支护。

2.6 喷混凝土

1 沟槽开挖后将岩石边坡表面松动的岩块、岩碴采用人工清除，保证边坡岩面整平、干净；清除边坡脚处的岩渣等堆积物。边坡用钢脚手架搭设作业平台，采用分层开挖分层及时支护。

2 首先实施钢筋网铺设，利用锚杆将钢筋网固定，保护层厚度不小于40mm，并在钢筋网上设置标示喷层厚度的标示。

3 喷射混凝土采用湿式喷射工艺，现场拌制混凝土，采用TK600A型湿喷机，由布置在作业面附近的9m3移动空压机并通过管路输送至喷射机。

4 人工持喷嘴通过工作平台自下而上喷射混凝土。喷层厚度为150mm，一次喷射完成。喷混凝土后进行喷水养护。

2.7 钢管安装

压力钢管根据施工方案分段进行安装，标准节长度为12m。30t汽车吊卸车、就位，用10t手动葫芦、千斤顶配合调整，对接环缝。

钢管焊接采用手工电弧焊，焊后进行无损检测。

钢管焊接完成后按照技术要求进行防腐处理。

2.8 管沟回填

在外包砼达到设计强度后，进行管沟回填。管沟回填采取分层回填分层碾压，达到设计的压实度。

3 施工监测

在穿越高速公路使用明挖工艺施工中，必须严格进行桥墩和地表沉降动态观测，通过施工中实测的沉降量，来保证工程的建设质量和高速公路的正常运营。采用方法如下：

观测点的布置：首先设定2个基准点为0号点和1号点（如图4.1所示），每次观测前先对这2个基准点进行相互校核。

然后在管沟两侧的每个桥墩侧面设置2号-9号点，并使用中性油笔对每个观测点进行标记，为便于观测并保证观测精度，观测点距离地面不大于1m。2号-9号点主要用于桥墩的沉降观测。

然后在相邻桥柱中间并靠管沟一侧的地面上埋设观测桩10-15号点，主要用于桥墩周边土体沉降或位移的观测。埋设的观测桩必须是现场挖坑后用混凝土浇筑而成，不得埋设预制的砼桩。

观测点的测量：由于0号点和1号点的位置距离管道施工面30米处，施工时0号点和1号点位置的土体不会受到任何扰动，所以将0号点和1号点设为本段测量的基准点。施工前使用水准仪测量0号～15号点的高程作为初始高程，施工期间，特别是灌注桩施工期间和管沟开挖直到管沟回填前，每1小时对设定的15个点进行一次测量并做好记录和计算，观察记录表是否有沉降，如发现有沉降超过2mm时，立即停工检查产生沉降的原因，未查明原因之前坚决不再进行施工作业。

观测期：从第一根灌注桩钻孔开始施工即开始沉降观测。在管道安装并回填后再持续观测半年。前3个月，每10天/次，后3个月，每15天/次。观测结果及时上报当地高速公路管理部门。

参考文献：

[1]《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268-2008；

[2]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；

[3]《公路路基设计规范》JTGD30-2015。

作者简介：

张天军（1975-），男，大学本科，高级工程师，现任公司项目总工，长期从事水利水电工程的施工技术管理工作。