对B型结构壁缠绕式PE管用于水下管道的实践

孙 伟

无锡太湖水务有限公司，江苏无锡 214000

1 B型结构壁缠绕式PE管的特点

B型HDPE缠绕结构壁增强管是一种新型管材，相较于普通的PE直壁管，它具有如下特点：

（1）结构独特，抗压强度高；（2）代温冲击性能好；（3）内壁光滑不结垢，摩擦阻力小，过流量大；（4）重量轻，施工快捷，综合成本低；（5）连接方便，柔性接头，抗地面沉降能力强；（6）耐腐蚀，抗老化，使用寿命长达50年。

该型管材广泛用于给排水施工，由于其接口方式为热熔方式，接口强度较高，使其适用于各种地质条件下开挖管道施工。但是用于水下管道的场景并不多，主要是因为该型管道自身的密度比水小，放置于水中，管道会自然漂浮在水面上。B型HDPE缠绕结构壁增强管道的这种物理特性使得其在水中施工的难度较大。

2 施工程序及主要方法

施工程序为：测量放样→沿江山体绿化障碍清理→水下破碎山体岩石→铺设碎石垫层→潜水员水下检查整平→吊装铺设预制钢筋砼底板→HDPE管道沉管→钢套箱安装→压混凝土预制块→检查井、截流井制作→预制块中灌注细石混凝土。

2.1 测量放样

首先对建设单位提供的水准点和导线点进行复测，经认可后再开挖沟槽，同时在场内适当位置设置好临时的轴线控制点和水准控制点，作为沉管施工的控制依据。

2.2 水下沟槽开挖、水下岩石破碎、船坞土方

2.2.1 开挖土方操作要点

（1）掌握原有河岸边挡墙或者山坡的结构形式以及现状地下管线分布情况。开挖时应自上而下进行，不得乱挖。

（2）沟槽内下表层的有机土杂填应清除换填。

2.2.2 沟槽

施工时，从下游向上游施工，用定位桩船挖掘机开挖水下沟槽内的土方，沟槽宽度参照市政工程关于水下土方开挖的要求。同时，根据土壤类别选择放坡系数，确定管线的位置。在沟槽开挖施工中，应设有专人负责，严格控制管底标高和管道的中心线位置，施工员必须边施工边测量，做好施工现场记录，并掌握水下沟槽的塌方规律，及时采取相应措施。

2.2.3 水下岩石破碎

根据现场测量放样的结果，在准备铺设的管位上确定管道轴线施工位置。采用水上液压破碎机沿管道轴线在岩石斜岸护坡上施打并且开挖出一个管道安管沟槽，沟槽底宽为3m。破碎采用自上而下方法进行，先水上后水下。破碎岩石段沟槽放坡按照1：0.5进行，沟槽破碎深度设置为管道设计底标高以下0.35m。

2.2.4 水下船坞方

根据近期对整个施工水域水位的观测，近期水域水位标高在22.5～22.0m左右浮动。考虑到满载施工船舶进场施工的吃水深度必须满足水深1.5m，现按低水位22.0m以下1.5m（标高20.5m）沟槽边坡旁的水下土石方进行开挖破碎，以达到施工船舶满载吃水深度航行要求。

梅兰日兰的切换控制器质量应该说是非常好的，但是也难免会遇到故障。质量好的产品，一般损坏的程度都不是很高，修复的可能性很大，主要靠经验的积累，细心地观察和分析，即使对该产品不是很专业，也可以将之修复。

2.3 潜水员下水垫层整平

破碎河底岩石开挖沟槽以后，填筑碎石垫层进行基底找平。采用运输船将碎石运至水下沟槽边，水上挖掘机进行碎石抛填。碎石填筑完成以后，测量沟槽底标高采用挖掘机进行整平，并且潜水员下水配合人工扫床，沟槽扫床应反复进行3次，确保沟槽底面的平整达到控制标高要求。如发现局部沟槽底部地质情况较差的情况时，采用换填方法进行局部处理，将松软地基挖除后，换填抛石填筑。

2.4 预制钢筋砼底板及管道抗浮钢筋砼块

钢筋砼底板块以及管道抗浮砼块作为管道施工抗浮的主要措施，预制钢筋砼底板块以及管道抗浮砼块全部在码头预制场地上进行预制。混凝土采用C30商品混凝土，压块钢筋采用10@200双层双向；底板块钢筋采用10@150双层双向，具体如图1所示。施工时将预制砼块在东岸预制场地短驳至码头吊车位置，采用吊车吊装上运输船，运送至西岸施工点后在采用水上施工船吊装下水铺设。施工顺序：吊装铺设底板块→管道沉管→吊装铺设抗浮压块。

图1 预制块三维模型图

2.5 管道沉管

2.5.1 准备工作

（1）准备好施工机具、工具、吊运设备等工具材料；

（2）复核沟槽中心线和基础标高；

（3）清除管道口内表面和外表面的油污、杂物。

由于本段截污干管全部位于水平面以下，根据管道连接施工工艺，管道连接岸上施工场地上进行热熔连接。焊接长度根据每一个井段实测长度为准。每个井段管道焊接完成以后，在管头两端加堵头盖板封闭。沿岸边斜坡焊接好的管道整体拖拉下水，采用施工船将管道浮运至管位水面上施工位置。浮运管道时，前后各安排一条船，一条在前面拖船，一条在后，使管道与拖船保持在一条直线上。浮运至施工沟槽段上方水域固定并做好安全防护工作。

2.5.2 沉管顺序

（1）将管道用2条吊装船，吊装后拎入沟槽上方水域，将管道一头先吊入沟槽，随即另一头也吊入沟槽。

（2）管中心放在沟槽中心水域位置，采用两条吊装船吊住管道。然后进行管道加重压载，经过前期浮力验算，管道内灌满水后每延米还需加载50kg负荷才能达到沉管施工要求。管道配载采用8#槽钢为骨架制作框架，40×40脚钢做斜撑加固管道。当管道达到半浮状态时，潜水员打开两端堵头盖板板开启灌水排气，管道自身荷载超过抵抗浮力临界点后管道沉入水面，吊装船慢慢松开钢缆，使管道整体均匀下沉。

（3）随着管道内水量增加，管道下沉，直至管道沉到底板面。

（4）测量管顶标高及两端位置，2条挖机船配合校正，达到要求后，潜水员下水将吊装的卸夹及绳索拆卸。

（5）管道安装完成后在管道上部压覆起抗浮作用的预制混凝土块。预制块先在岸上场地上预制，施工时采用吊车将养护完成的预制块吊装上船，运输至西岸，采用挖机船吊装下水稳管。

2.6 钢套筒检查井

2.6.1 施工工序

套筒底板、内外套筒及钢筋加工、制作→测量放样→基槽开挖→管道施工→底板沉放→钢筋及内套筒沉放→外套筒沉放→套筒和底板封堵、龙门口封堵→内筒灌水→封底、底板及下部井室混凝土浇筑→井壁外侧的管道下方基槽处理→上部井室施工→井圈及井盖施工。

2.6.2 施工工艺

（1） 套筒底板加工、制作。套筒底板采用6mm钢板制作，尺寸为5m×5m，钢板间拼缝进行满焊。钢板底面焊接格式加劲肋，顶面焊接套筒坎。加劲肋采用8#槽钢，间距为1m。套筒坎采用6mm钢板，边长4.4m，高30cm。为确保管道沉放位置及外筒沉放位置准确，在套筒坎上焊接2根垂直钢筋导标，导标位置为管道钢架临水侧与套筒坎交点处。底板对边各焊接2组吊环。

（2）内外套筒制作。套筒均采用6mm钢板拼接制作，拼缝进行满焊。内套筒采用钢板封底，套筒及底板间进行满焊。外套筒壁外侧用6mm钢板制作加劲肋，肋宽15cm，外筒壁在预定管道位置进行开孔，孔形为方孔。套筒外壁焊接4个吊环。具体如图2所示。

图2 井壁示意图

3 结语

按照上述施工方法，B型HDPE缠绕结构壁增强管水下施工达到了预期目的，按计划完成了施工任务，为以后此类工程提供了借鉴。