摘 要：本文結(jié)合沉管施工法在污水管道穿越南京秦淮新河工程的實例，闡述了沉管施工中的施工工藝和技術(shù)控制要點，以供同類工程借鑒。

關(guān)鍵詞：沉管 污水管道 質(zhì)量控制

中圖分類號：TU712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0074-01

1 工程概述

寧丹路南段污水管道是南京城東污水處理廠三期污水收集系統(tǒng)工程的組成部分，主要收集鐵心橋南部片區(qū)污水并輸送至城東污水處理廠，管道采用D1000鋼筋混凝土管道頂管施工。該管道需在鐵心橋西側(cè)穿越秦淮新河，根據(jù)前期調(diào)查和工程勘察報告顯示，秦淮新河為人工河道，河床底部為中風(fēng)化安山巖，頂管施工極為困難。設(shè)計單位將過河段管道調(diào)整為2根DN630鋼管并排鋪設(shè)，單根管道長度127 m，間距500 mm，采用沉管施工法。根據(jù)河道管理部門要求，管頂埋深在河床以下2 m，施工期為枯水期，水深約5.5 m。

2 施工工藝

本工程施工工藝流程如下：施工準備→測量定位→基槽浚挖→水下巖石爆破→基槽清理修整→鋼管陸上焊接→水上浮運→管道吊裝定位→注水下沉→穩(wěn)管回填→岸坡段管道連接→護坡基坑回填。

2.1 基槽浚挖

根據(jù)巖土工程勘察報告和設(shè)計文件，鋼管穿越河床段所處巖層為中風(fēng)化安山巖，屬較硬巖，需爆破作業(yè)。擬爆破巖層頂面寬10.7 m，淤泥層厚約0.8～1.5 m，爆破作業(yè)前先對擬爆破段河床底部淤泥疏浚，挖除拋石護底和塊石護坡。針對本工程現(xiàn)狀，水下基槽開挖采用了加長臂水上挖掘船。由于是水下作業(yè)，為盡量減少回淤量，水下基槽浚挖淤泥邊坡按1∶4放坡，浚挖端面頂寬約17～23 m。開挖前在兩側(cè)岸坡上設(shè)置四對測量標桿，作為挖泥船浚挖淤泥斷面控制邊線，開挖過程中經(jīng)常測量復(fù)核，以便更好控制開挖斷面?；鄣撞客诘綆r層面，淤泥直接裝船運往管理部門指定棄淤場。因航道較窄，淤泥浚挖前必須征得海事、航道管理部門許可，施工期航道半幅封閉。

2.2 基槽水下爆破

委托專業(yè)爆破工程單位擬定爆破專項方案，根據(jù)設(shè)計要求和實測的巖層頂面高程，對爆破孔位和用藥量進行驗算，確?；凵疃取挾群推露鹊囊?。分兩段實施爆破，先采用鉆孔船進行鉆孔，鉆孔船船身寬5 m，樁平臺超出船體1.5 m，總寬不超過7 m，鉆孔船自帶四腳支撐固定船體。鉆孔清孔完成后，潛水員水下填放炸藥，分段爆破到位。爆破方案需提前取得公安部門行政許可，且每次爆破前需地方海事管理部門配合，對本段河道進行封航，同時做好周邊大橋、河堤等構(gòu)筑物的沉降和位移監(jiān)測

2.3 基槽清理

本工程分兩段爆破，爆破一段清理一段，跟蹤測量驗收，繪制斷面圖，分段清理時，采用加長臂水上挖掘船，除將基槽內(nèi)爆破殘渣清理干凈外，基槽兩側(cè)邊坡仍需重復(fù)清理，防止爆破作業(yè)時大量飛石濺落兩側(cè)。

清理作業(yè)全部結(jié)束后，對整段基槽底高程和底寬進行測量復(fù)核。測量時用20 mm厚鋼板制作測量平臺，寬2.7 m，四周弧形上翹，鋼板中間垂直焊接25 mm螺紋鋼，鋼身用多種彩漆做好刻度標識，露出水面2 m以上，頂端帶彎鉤。在河道兩側(cè)架設(shè)兩臺2 t卷揚機，將鋼板放進基槽底部，來回拖拽，測量船同步跟進，同時測量爆破后基底高程。發(fā)現(xiàn)障礙物時，潛水員下水詳細檢查，若發(fā)現(xiàn)有局部有巖石突出，影響管道安放，爆破組需根據(jù)障礙情況，擬定爆破方案，實施二次爆破。

2.4 基槽基礎(chǔ)回填整平

基槽清理完畢驗收合格后，對河床段基槽立即實施回填作業(yè)，回填材料為3∶7粗砂碎石，采用船運至基槽上方，由潛水員在水下人工配合導(dǎo)管進行粗砂碎石墊層的鋪設(shè)和整平。回填由一端向另一端逐步推進，運輸下料船移位不得過大，盡量減少補填工作量。

2.5 鋼管焊接

本次過河鋼管較長，采取一根水下鋼管一次性焊接成型，一次性下沉的方式。沉管所在地兩側(cè)岸坡較陡，因此在河道上游選取一塊自然灘地作為焊接場地，搭設(shè)焊接平臺。由于管道較長，本工程將廠家訂制的6m長鋼管運輸至焊接平臺進行焊接，鋼管的管道防腐處理在加工廠完成，驗收合格后再運至現(xiàn)場安裝。開始焊接前明確設(shè)計及施工交底，每個接口都需打磨除銹后才能焊接。使用符合設(shè)計要求的焊接材料進行焊接，各工序要進行嚴格的質(zhì)量控制，彎頭處進行加固處理。管道焊接完成并把焊渣清理干凈后，待管材冷卻，需及時進行焊接部位的內(nèi)外管壁防腐處理，并按要求進行外觀及內(nèi)部探傷檢查。

2.6 管道浮運就位

管道下水前兩端管口采用堵板封堵，并在堵板上設(shè)置進水管、排氣管和閥門。用兩艘浮吊船將鋼管從平臺吊至水面，管道兩端均固定在船上，前面使用一條拖船，用于牽引管道，后面的浮吊船用于控制管道的方向，以防止管道浮運過程中碰撞橋墩、船舶及其它設(shè)施而造成損失。管道吊裝下水、拖運過程中注意采取保護措施防止管道防腐層損傷。

2.7 管道下沉

管道運至沉管現(xiàn)場后，用浮吊船就位。通過計算選擇合適的起吊點，避免因鋼管長度和自重產(chǎn)生不合理撓度，對鋼管接口產(chǎn)生不良影響。準確定位測量后，通過注水孔向管道內(nèi)注水，使管道下沉，通過控制排氣閥來控制注水量及注水速度，注水應(yīng)緩慢、適量，并保證排氣暢通。下沉過程中注意速度不得過快，確保管道整體均勻、緩慢下沉，兩端起重設(shè)備在吊裝時保持管道水平，并同步沉放于漕底就位。待管道穩(wěn)定后，再撤走起重設(shè)備。檢查管底與溝底接觸的均勻度和緊密性，管下如有沖刷，應(yīng)采用粗砂碎石填充。第二根鋼管下沉?xí)r應(yīng)注意與第一根鋼管的水平間距。

2.8 穩(wěn)管回填

單根管道下沉到位經(jīng)檢查合格后，應(yīng)及時進行穩(wěn)管和回填，防止管道漂移，先采用水下拋填袋裝砂壓管穩(wěn)管。使用網(wǎng)兜起吊砂袋，用浮吊將網(wǎng)兜吊移到拋點上方，拋放砂袋，拋填至管頂以上500 mm。溝槽回填采用碎石回填（粒徑50～80 mm），厚度1000 mm，以上采用塊石回填至規(guī)劃河底標高，以防止河水流動帶走溝槽內(nèi)回填的中粗砂。管道鋪設(shè)完成后，應(yīng)在管道上、下游河堤上設(shè)置禁止下錨標志。

2.9 岸坡段鋼管施工

岸坡段管道溝槽選用大開挖施工，采用挖掘機施工，按設(shè)計坡度埋設(shè)鋼管，并與水下鋼管采用焊接方式連接。管道試壓檢驗合格后，采用黃土回填，回填時分層分段進行，使用電動夯機層層夯實，最后恢復(fù)河道漿砌塊石護坡。

3 質(zhì)量控制要點

（1）測量定位質(zhì)量控制。在基槽開挖、吊管沉管及回填全過程中抓好放線測量控制。

（2）基槽開挖質(zhì)量控制。嚴格執(zhí)行提前擬定的溝槽寬度和邊坡坡度進行開挖，管道下沉前必須全面復(fù)測，保證溝槽參數(shù)不超過允許偏差。

（3）鋼管焊接及防腐質(zhì)量控制。水下鋼管焊縫應(yīng)嚴格檢查驗收，按要求進行外觀及內(nèi)部探傷檢查，并進行水壓試驗。

（4）吊管下沉質(zhì)量控制。吊機統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)，嚴格控制起吊和下沉速度，避免管道變形，防止管道水平位移。

4 結(jié)語

沉管施工比頂管施工難度小，費用亦可降低，但缺點是焊接要求、防腐要求及材料的要求較高，完工后管道隱蔽水下維修不方便，要求嚴格控制施工質(zhì)量，一次成功。本工程的沉管施工完全達到了設(shè)計要求，取得了較好的效益。這次沉管施工的成功為以后管道施工提供了寶貴的施工經(jīng)驗。