东山供水工程PCCP管线穿越阳涉铁路桥施工措施方案

李 栋

（山西省东山供水工程建设管理局 山西太原 030002）

1 工程概况

东山供水工程从清漳河、浊漳河流域水资源相对丰富的左权、榆社、武乡等县调水到汾河流域晋中南部的太谷县、祁县、平遥县、介休市和灵石县，补充调入区工、农业用水。工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。设计引水流量2.06～7.03 m3/s，设计年供水量11219万m3。

本工程输水管（洞）线总长254.64 km，其中隧洞长72.22 km，压力管线长178.06 km，调水区沿线设岩南沟一级站、小寨二级站及关河水库三座泵站，最大设计扬程为279 m，总装机容量18150 kW，受水区沿线设7座调蓄水库。

2 PCCP管线穿越阳涉铁路桥基本情况

PCCP管线穿越阳涉铁路桥位于晋中市左权县境内，共计 7处。左权县境内主要施工内容为DN 1800 PCCP管道安装及管道沿线附属建筑物、机电设备安装等。穿越铁路桥方式采用开挖预埋壁厚250 mm，内径2400 mm混凝土套管，套管内穿DN 1800壁厚16 mm涂塑复合钢管，两者间隙采用C15混凝土填充。由于施工条件特殊，考虑到管线后期运行过程中的正常渗水可能对铁路桥墩地基产生不利影响，需采取一定防护措施对铁路地基进行合理保护，故采用此专项施工方案。

3 穿越施工工程特性

3.1 地质特性

根据《输水线路管线纵断面图》地质描述，几处穿铁路地层岩性基本为第四系全新统洪冲积（Q4pal）卵石混合土层，厚度大于10 m，局部表层为厚度0～3.0 m的低液限粉土层；局部地表分布有第四系人工堆积物（Qs）碎石混合土、漂石混合土，厚度0～4.0 m。管基置于卵石混合土层上。本文7处穿越铁路桥位置段管基位于地下水位以下，基坑开挖时存在基坑渗水问题，需排水。

3.2 穿越技术参数

根据现场测量，7处管道穿越阳涉铁路位置及技术参数详见表1。

表1 管道穿越铁路桥位置

4 穿越铁路桥施工方案

管线穿越阳涉铁路时，采用混凝土套管内穿涂塑复合钢管的施工方案。

混凝土套管直径2.4m，壁厚0.25m，单节长度3m，采用承插口胶圈密封的方式连接；内穿管为直径1.8 m的涂塑复合钢管，钢管壁厚16 mm，采用焊接方式进行连接。混凝土套管与内穿钢管间用C15混凝土填充，填充高度为套管管中心高程加0.2 m。套管外侧管沟区域按照不同压实度或相对密度进行碾压回填。详见图1管线穿铁路桥断面图。

首先人工探明桥墩基础尺寸及位置，用1.6m3/2.0m3挖机进行沟槽开挖。75 t履带吊吊混凝土套管入沟对接安装，混凝土套管采用单胶圈承插口形式，安装方法采用倒链“内拉法”安装。套管内外缝用1∶2水泥砂浆封堵。75 t履带吊吊涂塑复合钢管至套管一端，在套管外预留50 cm钢管，方便与下节管道对口焊接，每焊接完一节钢管，用卷扬机缓慢牵引拉入套管内（或采用液压反铲推入）完成套管内钢管安装。钢管与混凝土套管内用C15素混凝土填充至设计高度，使用地泵泵送混凝土，从套管中心向两头浇筑，套管防护单处设计长度为30m（轴线交点位置向上、下游各15m）。

5 施工方法

5.1 开挖流程

开挖准备→管沟开挖→混凝土套管安装→涂塑复合钢管安装→管间C15混凝土填充→管沟回填→原地貌恢复。

5.2 开挖准备

施工前先对施工范围内地表进行整平和杂物清理。采用GPS测放施工段控制点，用全站仪测放管道中心线及沟槽开口边线，同时根据所提供参数对桥墩基础尺寸及位置进行测量放线并撒灰标记，以防施工过程对桥墩基础等造成误伤。

5.3 沟槽开挖

采用1.6 m3/2.0 m3液压反铲分层、分段进行沟槽开挖，范围内无法存渣时用装载机倒运至附近沟槽侧，同时保证沟槽开挖边线与堆料坡脚留有不小于1 m的安全距离。为减小开挖对大桥基础影响，对于开挖过程中遇到桥墩放大基础时，为避免破坏桥墩基础，可采用人工配合机械开挖，直至管槽开挖成形。

图1 管线穿越铁路桥段套管断面图

5.4 混凝土套管安装

DN 2400混凝土套管用75 t履带吊吊入沟槽，定位安装。按照DN 1800管道安装施工工艺，采用倒链缓慢将管道拉入承插口，保证管道轴线符合设计要求，管缝保证均匀一致，完成套管安装。

外缝采用配合比为0.65的1∶3的水泥砂浆填缝，内缝采用配合比为0.65的1∶2的水泥砂浆填缝，其中内缝施工尤其注意表面平整度，施工完成的内缝必须与管道保持平顺，无凸起、无凹陷和裂缝，确保在钢管安装过程中不对钢管的推进产生阻碍。

5.5 涂塑复合钢管安装

采用75 t履带吊将钢管吊入沟槽，缓慢移动到套管一端，在另一端用卷扬机通过钢丝绳将钢管拉入套管，端部留出部分长度在套管外，测量确定钢管轴线偏差；吊入下节钢管，与套管内钢管在套管口进行对初步对口定位，通过测量确定两根钢管在同一条轴线后，将对接口点焊定位，对外部钢管管底进行可靠支撑定位，然后在沟槽内完成对口焊接。每焊接完一节钢管，及时做好焊缝探伤及防腐。再用卷扬机缓慢将钢管拉入套管内（有必要时配合液压反铲助推），直至将涂塑复合钢管全部拉入套管。

考虑到填充混凝土浇筑时对钢管的浮托力将会很大，浇筑前应完成两侧标准管安装（每侧至少两节），同时在套管内对钢管管顶进行支护以防止钢管上浮。

5.6 套管内混凝土浇筑

套管内填充C15混凝土浇筑采用管线建筑物垫层同配合比商品混凝土，混凝土罐车运输，配合1台THB30地泵进行入仓浇筑。套管两端用12 cm砖墙充当模板封堵。

5.7 管沟回填

管沟回填按照设计图纸分层压实。回填用1.6 m3挖机沿沟槽边下料，人工按照分层厚度摊铺平整，管道掖角区人工用木槌严密捣实，管侧初步回填部位用振动平板夯夯实，沟槽带回填用小型振动碾机进行碾压，随后进行桥下原地面平整恢复。

6 施工中的注意事项

1）施工前，应向现场施工人员进行技术交底，确保方案高效执行；

2）施工前应严格遵照设计要求确保开挖高程以及边坡按照设计要求施工；

3）现场配置专职质量员，在现场时刻控制施工全过程，确保无质量和安全事故的发生；

4）内衬填充时应确保填混凝土的捣实，确保填充密实；

5）排水明渠开挖时，应按照设计断面放坡开挖，开挖料堆积于渠道一侧，并设置堆料安全距离；

6）安装进行时，应严格确保管道的轴线位置已经高程测量，避免对以后的接口造成不必要的麻烦；

7）现场施工道路平整、坚实、通畅，危险地带挂醒目的标识牌，桥墩设置防护围挡；

8）积极做好安全巡视检查，发现隐患，要及时整改。

7 结语

管线施工过程中，穿越铁路、公路、高速都是经常会遇到的，在施工前需要对桥墩基础构造及尺寸进行充分的调研，并确定合理的施工方案避免盲目施工，对桥体造成重大质量、安全威胁。只有提前谋划、妥善处置，才能安全顺利地通过铁路、桥。希望以后对类似管线工程穿越路、桥等建筑时，提供一定借鉴。