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水下沉管

水下沉管
 

水下沉管技术起初适用于地质条件复杂、围堰困难以及水深较深的水域,并且取得了一定的成效,目前在河道工程中得了的广泛青睐与应用。

1 工程概况

某工程为不断流河道工程,水面标高常年为 6m,水深 2. 5m,进行水下沉管施工水面处宽度为 35m,结合政府部门资料以及询问附近居民可知,管道开挖周围河道护底均为浆砌片石,因没有实际的地质勘察资料,因此无法确定厚度。工程管道输送介质为城市污水,因其使用时间较长,污水量巨大,而且施工环境限制,必须采取水下沉管技术,在确保管道的使用年限的前提下,合理的进行挖槽、沉放以及回填等操作。

2 施工准备

1)人员准备以及适应条件。相关作业人员必须结合实际施工情况,有组织的分批进场,并且要求具备一定的专业技能,积极开展安全质量教育,潜水员、电焊工、钢筋工等特殊工序人员必须经过考核后方可进场。进行沉管前,要对当地水流情况、天气情况等予以调查,一旦风力高于六级或者水流速度超过 0. 5m/s 时,禁止进行沉管施工。

2)物资准备。结合实际施工需求合理编制物资采购计划,并对采购物资进行校核检验,确保物资质量合格符合施工需求,发现问题禁止进入施工现场,用作过河管道 DN1800 钢管 120m 以及浮排 DN1800 钢管 96m 钢管必须符合所需型号并且经过监理部门反复校核方可进入施工场地。

3)场地准备。钢管焊接、模板加工以及钢筋加工场地必须符合实际需求,木工及钢筋的加工棚约在 100m2左右,并铺垫碎石,混凝土浇筑 10cm C15.

4)机械准备。结合沉管施工的要求,做好筹备、租凭大型机械工作。

3 沉放沉管

  ( 1) 沉放方法。采取整体浮运就位的施工方式,通过在拼装槽内利用下水管道的两侧管口进行堵板封堵操作,并且设置排水管、阀门以及进水管于堵板上,在高潮水位时期,必须结合当地的水文信息,观察高潮水位,一旦位于 1. 5m 处,通过拼装槽轴向出口进行开挖,将不断流河道水引入槽内,此时,沉管会因为水的浮力作用而漂起,随机用岸边的两辆吊运车将拼装槽拉出,直到管槽就位灌水下沉,浮运管时要确保其外层的防腐层不受到破坏,一旦发生破坏要及时对其进行修整。

  ( 2) 沉放准备:合理设置管道的下沉定位标志,并且据此明确中心线位置;确保槽底以及沟槽断面的高程符合实际设计要求;利用缆绳将管道绑扎牢固,确保平稳有效。

  ( 3) 注意事项:确保精准的测量定位,在进行管道下沉过程中,要进行动态校核;在进行管道充水过程中,同时进行排气工作;控制管道下沉速度,不得过快也不得过慢,要均匀有效;使用起重设备吊装过程中,要确保管道水平,沉放时也是如此,就位槽底。

  ( 4) 沉放检查:检查沟底与管底的接触紧密性以及均匀程度;检查管道的接口现状;检查管道的位置以及高程,确保其偏差在设计允许的范围内;管道一旦验收完毕后,要即刻进行沟槽回填,在回填过程中,应使用投抛砂砾石固定管道,最后将沟槽均匀回填;稳定管道之后,要反复校核管顶高程,仔细检查管道的接口状况,一旦发现质量问题,要及时对其进行整改处理。

4 水下钢筋混泥土浇筑

  下沉管道后需要进行模板、钢筋等工作,从而进行水下混凝土浇筑。

  ( 1) 安装水下钢筋:安装水下钢筋前必须要结合实际设计图纸,对钢筋的中间、侧边、顶部以及底部四个部分,分别进行绑扎,形成钢筋网片,与此同时,将各个网片根据实际需求设置为多块,每一块的长度大约在 5 -6cm 范围内;开挖管道沟槽后,要将钢筋网片铺设在碎石垫层上,确保固定有效后方可进行管道下沉工作;管道下沉后相关潜水人员要先将管道的中间及两侧安装钢筋,最后才可以安装顶部的钢筋;使用调查将预制完成的钢筋网片吊运至指定位置,随机通过水面作业平台以及潜水人员将其下沉到安装位置;模板支架与两侧钢筋要焊接牢固,同时确保安装位置合理有效,最后,结合实际情况加设加固筋以及架立筋。

  ( 2) 安装水下模板:管道下沉后立即对其进行模板的安装工作,通常采用竹胶板模板加型钢包边;制作 16mm 2. 44 × 1. 22 规格的竹胶板,外框采用 L75 角钢,肋条采用中间加设两个方向的 24 L75角钢,其中加型钢目的在于抗浮力作用,并且提高模板刚度;下沉模板后,水面工作人员以及吊车同时配合潜水人员将模板插入指定的支架上,利用螺栓加以固定;安装模板后,要确保模板底部不发生漏浆现象,通常在沟槽下部填筑尼龙袋装粘土,并进行压实。

  ( 3) 浇筑水下混凝土:受环境因素影响,应采用水下不离析混凝土进行浇筑,同时通过实验确定混凝土的配合比,要求具备良好的和易性,优先选用卵石作为粗骨料,中细砂作为细骨料,硅酸盐水泥作为水泥,水灰比控制在 0. 5 -0. 6 范围内,初凝时间必须多于 2. 5h,水泥强度等级高于 PO42. 5; ②浇筑要从两侧向中间进行,并且设置两根泵管;做好浇筑的各种记录,确保浇筑一次成功,避免二次浇筑;为确保混凝土覆盖管道效果,应多浇筑 500mm 厚的混凝土,等待终凝前通过潜水员水下作业,将其清理为 200mm 混凝土厚度。

5 沟槽回填

结合工程的实际情况,应用分层抛填作业,具体的回填工序为首先碎石回填层抛填,其次块石掺碎石料层,最后预制钢筋混凝土块层。

1)碎石回填层抛填施工。一般而言,常见的碎石回填层厚度均为120cm,利用驳船人工的从两侧同时抛填,沿着管轴方向,从而确定碎石抛填边线防止,并设置标识,随后,使用驳船将合格的碎石运到设计规定的区域进行抛投,并且结合每艘驳船所运的石料量大小,进而确定进行抛投的实际面积,合理采取人工抛投,确保均匀有效,完成抛填第一层之后,要对其进行检查,确保合格后方可开始第二层抛填,与此同时,控制碎石回填顶面高程误差,确保在设计规定的范围内,从管线的一端向着另一端抛填每层的碎石,与此同时采取碎石垫层进行施工。

2)块石掺碎石料抛填施工。和上述的分层抛填无异,结合的抛填总厚度划分分层,确保层后低于 40cm,进行抛填之前,要预先测量轴线放线的抛填边线,利用浮标拉线以及定位船进行标识,在备料场均匀掺和合格的碎石以及块石,并且控制好相应比例,随机使用驳船将其进行运输,直至抛投区域,并且结合每艘驳船所运的石料量大小,进而确定进行抛投的实际面积,合理采取人工抛投,确保均匀有效,完成抛填第一层之后,要对其进行检查,确保合格后方可开始第二层抛填,在抛投过程中,要时刻对水下地形进行动态测量,确保抛投厚度,发现欠厚区域要进行再次补抛,在抛投和运输过程中,要避免块碎石混合料颗粒出现分离。

3)预制钢筋混凝土块抛填施工。通过利用 10cm × 50cm × 240cm的预制钢筋混凝土块进行抛填施工。行抛填之前,要预先测量轴线放线的抛填边线,利用浮标拉线以及定位船进行标识,随后整平填筑范围中的块碎石层,利用驳船把预制混凝土块运至设计抛投区域,采取小型其中设备以及人工辅助的办法进行抛投,进行抛投施工时要严格遵守测量放线的边线位置,不得逾越,完成抛投预制钢筋混泥土快后,相关潜水员要再次潜入水中对其进行修正,待合格后方可进行碎石层抛投,并确保设计顶面高程的抛填合理有效。

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