藍琦

【摘 要】 以廣西大型臨海工業(yè)（欽州）園原水輸水工程金鼓江過江管施工為例，介紹了過江管道沉管施工技術的施工工序及質量控制措施，該技術具有造價低、工期短等優(yōu)點。

【關鍵詞】 基槽開挖；管道沉放；水壓試驗

1 工程概況

廣西大型臨海工業(yè)（欽州）園原水輸水工程是為工業(yè)園提供原水供應的引水工程，該工程實施后將向欽州港工業(yè)園近期輸水規(guī)模為19萬m3/d，遠期輸水規(guī)模為30萬m3/d，可滿足10～20年內工業(yè)園區(qū)的經濟和城市發(fā)展對配套基礎設施的要求。該工程采用泵站加壓方法將金窩江水通過管道輸送到工業(yè)園企業(yè)。其中過金鼓江管道為雙排DN1400 mm和DN1200mm ，壁厚12mm 的鋼制螺旋鋼管，管道單根長815m（其中直線段509m，東岸斜坡段173m，西岸斜坡段133m） ，每根管道各設4個法蘭和波紋管伸縮節(jié)。其施工流程管道出運→水上連接→定位下沉→試壓驗收。

2 主要施工工序

2.1 水下基槽開挖

水下基槽土方開挖施工機械采用1艘長臂挖泥船，配備1 艘294 kW 拖輪， 2艘280 m3 開底泥駁。挖泥船作業(yè)前，拋長錨將船體固定。溝槽開挖定位采用GPS系統(tǒng)和挖泥導標，同時設置起止斷面導標，以確定溝槽開挖的方向，并設水位尺，用以觀測施工過程中水位變化情況。溝槽施工時挖泥船由外側向內側平行于挖槽中軸線推進施工，并采用橫挖分層24 h不間斷施工作業(yè)。待第1層挖到設計標高以上1 m ，再進行第2層開挖至設計標高，施工過程中嚴格控制挖深，不超深、不漏挖。

2.2 管底粗砂墊層攤鋪

水下溝槽砂墊層厚度為30 cm ，采用含泥量小于5%的粗砂。水下拋砂施工采用開底泥駁和人工串筒方式進行施填，砂墊層用砂用開底泥駁運至拋投地點，經串筒溜放至水下，由潛水員在水下按預先設定的高程將控制樁攤鋪平整，且邊檢邊拋砂，盡量減少回淤，重要點位經多次檢查達到要求后方能確認為合格。

2.3 土工布鋪設

由于工程所在地土質較軟，地基承載力為20k Pa以下，為改善管道整體受力狀態(tài)，減少不均勻沉降，采用水下土工布加強措施。施工時由潛水員（ 4人一組）水下完成攤鋪，操作時注意保證攤鋪連續(xù)，搭接牢固，不出現(xiàn)扭曲、褶皺，裹壓片石時應注意壓緊。

2.4 成品鋼管制作及防腐

（ 1）鋼管制作。工程采用由專業(yè)廠家制作生產的鋼制螺旋鋼管，所有鋼管按照6 m 一節(jié)在廠家下料、卷管、組裝、焊接而成，所有管節(jié)必須通過外觀檢測，且焊接表面不得有氣孔、裂紋、焊瘤等缺陷，咬邊深度小于0. 5 mm ，累計長度小于100 mm ，所有管節(jié)焊縫采用100% X 射線無損探傷檢驗，探傷等級為Ⅱ級。

（ 2）鋼管內外防腐。管段防腐工作全部在鋼管制作廠家完成，利用專門的除銹車間對卷制好的管段進行噴砂除銹，除銹標準達到國家通用標準Sa2. 5級。噴砂除銹完成后，用吊車將鋼管吊至調速滾輪架上，進行防腐施工。內外防腐完成后，吊至防腐保養(yǎng)場地，待防腐固化后進行內外防腐的表觀、厚度、電火花、粘著力等檢測，檢測合格后，運至工程現(xiàn)場進行管段組焊施工。

（ 3）管段組對連接。將成品管吊裝到焊接平臺上，用龍門吊配合12 t汽車吊組對鋼管，按直管段、兩岸斜管段設計長度將管道組對成6段，有法蘭的用法蘭蓋封堵，無法蘭的焊接鋼板封堵，浮在發(fā)送道基槽中待拖牽。

2.5 過江管道安裝

（ 1）管道出運就位。

單根鋼管排列在施工場上，鋼管底部均勻敷設枕木作鋼管滾動時的軌道，在鋼管牽引部位用橡膠板包裹，將鋼絲繩繞在橡膠板上，受力時不破壞鋼管防腐層。牽引力采用2臺5噸的卷揚機，通過動滑輪組和導向滑動組產生20噸的作用力拉動鋼管轉動。在鋼管滾動過程中，同樣采用2臺5噸卷揚機作后拉力，控制鋼管在斜坡段時滾動速度，避免沖擊力造成鋼管失控。單根鋼管出運到灘地后，安裝氣囊，根據(jù)單根管重量及管內水位比重，單根管共配置12m×1.2m，6層厚的氣囊9組（18個，每個氣囊浮力17.42噸），氣囊安裝完畢后，對氣囊沖氣，將壓力控制在0.85～0.9kg，待潮水漲至氣囊可以將鋼管浮起時，用定位船攪錨機牽引到管槽上，在鋼管兩端各設兩個錨，拋錨定位。以此同樣的方法將其它鋼管逐一運至管槽上排列。

（2）、水上連接

將排列好的單根鋼管通過定位船調整錨繩，按順序定位調整方向，當法蘭連接口出現(xiàn)高低誤差時，調整氣整壓力使法蘭連接口水平，由專業(yè)潛水員進行連接。連接順序由東向西分段連接，順序編號為1～5。當整管連接好后進行氣密性試驗，試驗壓力為0.3MPa，檢查合格后定位沉管。

（3）、管道沉放

1）準備

沉管時間選擇在潮汐大潮過后幾天平潮時間較長的時間段進行，沉管控制由4艘工作船定位，輔助船2艘（機動使用），岸上由經緯儀控制定位，鋼管直線兩端及中間各段1個距離控制繩，控制沉管過程中讀數(shù)一致，保持管道下沉速度和調整使用4艘工作船按氣囊組的位置均等定位，每艘船上操作手6人（指揮1人，氣囊排氣手1人，充氣手1人（必要時氣囊排氣人起作用），機械操作手2人，控制標盡讀數(shù)1人，潛水員2人）。由輔助工作船來回檢查氣囊與管道定位準確性。

2）沉放

直線段先沉。排氣手排氣，第一次排氣氣壓控制在0.7kg后停止，對管道進行全面檢查，檢查完畢后，根據(jù)管道下沉量下達第二次排氣將氣壓排至0.65kg的氣壓，按此順序逐步減少氣壓至0.5kg時停止排氣，根據(jù)各標盡讀數(shù)調整管道水平，潛水員下水檢查氣囊在水中的浮力及氣囊變形狀況，檢查情況完好后，排氣手根據(jù)指令排氣氣壓每減少0.005kg后（氣壓讀數(shù)為0.495kg）停止，各排氣手操作完畢后，檢查下沉速度和沉管水下位置，準確計算出鋼管至槽底的高度。當確認管道下沉平穩(wěn)正常后，檢查氣囊是否處于正常位置，測量檢查軸線位置是否準確，有偏差時，由定位船緩慢調整。

當調整定位全部完成后，嚴格控制各排氣手排氣的氣壓，按順序從管中“1”開始排氣減壓至0.005kg停止，觀察管道下沉情況。當管道穩(wěn)定后由管中“2”開始排氣減壓0.005kg停止后，再次對管道下沉情況進行進行檢查，按此順序逐一排氣控制，各個工作船潛水人員必須在管道平穩(wěn)時，下水檢查氣囊受壓狀況并回報給指揮員。當管道下沉至管槽基礎時，停止排氣，對整個管道進行全面檢查，檢查落地平穩(wěn)后，固定兩端上仰管口段。進行水壓試驗合格后，拆除氣囊。

（4）東西兩段的斜管安裝。

待最低潮位時，在東岸、西岸的法蘭連接處修筑圍堰，在圍堰之內用50T的吊車輔助安裝，兩端采用法蘭盤連接。

（ 5）管腔中粗砂回填。

管道安裝結束后，將預先裝好中粗砂的開底泥駁拖至基槽上，按前述砂墊層施工方法回填管腔中粗砂穩(wěn)管。

2.6 水壓試驗

（ 1 ）試壓程序及要求。試驗前，檢查清除管道內雜物，保證管件、支墩強度符合設計要求，打壓用水與排水設施通暢、牢固，排氣裝置安裝無誤，管道滿水浸泡已達24 h，試驗壓力表校核無誤。

試壓程序：

1）在管道低標高端灌水，浸潤24 h，灌水前打開試驗段兩端排氣閥。

2）低壓泵灌水，觀察排氣閥溢水情況，當溢水水流連續(xù)且不帶氣泡時可關閉排氣閥閥門。

3）低壓泵打到一定壓力，關閉低壓泵及進水閥門，開啟高壓泵及進水閥門，增壓至工作壓力，暫停增壓，觀察穩(wěn)壓情況。若無異常，繼續(xù)加壓至試驗壓力1. 0M Pa，關閉高壓泵及進水閥門，記錄下降壓力0. 05M Pa所需時間t1 ，若t1 <10 m in，則試壓合格。

2.7 管頂砂袋及拋石回填

人工灌砂袋后裝進駁船中，駁船在管道軸線上就位，人工將砂袋溜放入基槽中，由潛水員下水將砂袋按設計要求形狀擺放好。在此基礎上拋填符合設計要求的石料入基槽中，起到防沖保護的作用。

3 結束語

沉管施工技術具有造價低、工期短、防腐質量有保證、管道有較確定的設計預期壽命并且安全性高的特點，經過十幾年的發(fā)展，該技術日趨成熟，在水利、市政供排水及污水治理工程中運用越來越廣泛。廣西大型臨海工業(yè)（欽州）園原水輸水工程金鼓江過江沉管的成功實施，為今后同類工程建設提供了較好的參考實例。