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1、水下隧道沉管施工技术案例一、工程概况珠海市某给水工程在穿越南水河段时采用直径 1.2m 的钢管从河底穿过，在 河滩两岸设置弯管及阀门井与两端混凝土给水管道连接。过河钢管总长约 230m， 管道材料为1220x12钢管直缝焊接钢管，该过河钢管采用沉管法进行施工，需 要进行两次水压试验，即在管道陆上成型后和沉管稳定后各试验一次，压力均为 1.0MPa。本工程的主要施工难点和重点如下:钢管的焊接和防腐处理是保障本工程 施工质量的关键；由于管径较大且管道较长,，进行管道吊装时整体偏软，沉 管施工是本工程的施工重点和难点；管道两岸边滩头的基槽开挖和管道的横 管。二、沉管施工过程（一）施工准备 根据开料情
2、况供应足够的钢管材料，并按施工方案配备水上、陆地的起重机械、运输机械、焊接设备、发电设备等。配备足够的焊接操作人员及管理人员， 施工前由项目部技术负责人及安全负责人对施工班组进行技术交底和安全交底， 确保施工质量和安全。（二）钢管成型施工 通过对现场条件的调查，由于西岸河堤不能提供足够长的成型场地，故拟将230m管道分成两段进行焊接成型，其施工工序为：整场地一放样定线一中线控 制f高程控制f对口校核f焊接、防腐及试压f钢管内防腐洒水养护。（三）基槽开挖及基底处理1. 基槽开挖施工两岸滩头段的基槽开挖深度约为45m,可采用9m长拉森钢板桩支护开挖， 支护长度各60m,往外则为通航河道。滩头段基槽
3、开挖前，用钢制浮箱上安置的 挖掘机先将两岸滩头平整，然后用吊机垂吊振锤施打9m拉森钢板桩，钢板桩之 间宽4m，挖掘机在浮箱上进行基槽开挖，边挖边向河道中心后退，开挖出的淤 泥通过水上运泥船运至岸边。施工中采用1m3挖泥船进行开挖施工，直至管底基础标高以下0.5m，基槽 边坡为1:3，基槽底宽 2m。2. 管道基础处理管道基础为抛石，宽2m，长230m。抛石前测量抛石点基槽标高，如低于管 底标高 0.9m 及以上时则先抛块石后抛碎石；如低于管底标高小于 0.9m 时，则 抛碎石，并由潜水员潜入水底对基底抛石面进行整平及粗细平。（四）横管及水上焊接施工1.吊管下水吊管下水时共使用2艘吊力30t以上
4、的吊船和3部30t吊车。吊船起吊时 可能出现拖拉现象，在钢管底部分段铺设枕木，使木板在枕木上滑移，避免钢管 防腐层破坏。吊船和吊车就位完毕后，各自执络并对起吊滑轮作预紧，按指挥信号同步起 吊。当管中部分离地后，吊船点停止起吊，保持离地高度松开前缆，并使吊船缓 慢后退，吊车臂配合逐步外移。当全管吊离地面后停止起吊，调整钢管使其处于 完全水平状态。当钢管移出堤岸 60m 时，将离岸端放下水利用水浮力一起作用， 第 2 艘吊船到岸边接吊，河岸的 1 台吊车和 2 艘吊船负责起吊（如图 37） 。各 吊船在统一指挥下依次后退，直至两管端完全离开堤岸时，依次下降将水管放至 水面并将钢管浮运至适当位置寄放
5、，避免来往船舶对钢管造成损坏。另一段成型 管道作同样处理。llOin301 隼图 37 钢管下水施工平面示意图2.横管横管施工时河道全面封航，使用 2 艘机动船将横管拖至岸边，再在岸上用 30t 吊车吊起一端往基槽的起始点拖但不离开水面，利用水浮力使管处于半浮沉 状态，另一端用一艘机动船护尾引导使管道最终处于基槽上面。第 2 条钢管按 同样办法拖至基槽上方的水面，如图 38所示。图 38 横管完成前、后示意图3. 水上驳接两段成型钢管横管移至基槽上方水面后，开始进行水面焊接驳接，施工时必 须进行封航。驳接时，顺航道方向用 2 只吊船分别泊于两管段管端，钢制浮箱 上的吊船吊着焊接箱（尺寸为240
6、0x1200x1250mm），在焊接位置安装好，移动驳 接管端，使驳接口对正。焊接时先对钢管上部进行修口和焊接，然后抽干焊接箱内的水，使两钢管端 口水下部分露出，进行修口并焊接。在管外全部焊好后，焊工通过600mm进 人口进入管内焊接内焊缝及切割两管端 6mm 封板，并将封板碎件搬至焊接箱 内，全部焊接完成后对焊缝进行检查 ,，确认无气孔和渗漏后对钢管进行内外防 腐处理，并将进人口封闭焊接和防腐，完成水面焊接驳接工作。水面接管施工如 图 39 所示。（五）沉管施工施工时在钢管上方沿管道纵向绑扎气囊，以保证钢管在水面的稳定和均匀缓慢下沉，管道中部由钢制浮箱上的吊船吊住，两端各使用1台50t吊机配
7、合沉放。51isr貳图 39 水面对接立面示意图A AA #1200 睥接口恥MO於曲-1M -01砂驻水匱捷朝黑管:J一J一 了” . _ _：策I曽R :.価1恤吊船及吊机在各自的吊点上执络，各吊机和吊船同时收紧或放松锚缆与钢管 同步移动，直至钢管完全处于基槽上方，再打开钢管两端的排气阀各用1台 100mm 潜水泵抽水入管。总指挥根据钢管两端的排气情况分多次指挥各吊船放松或拉紧钢丝绳 , 使 钢管逐渐下沉，当管底离基槽约 0.8m 时停止下沉，调整钢管轴线，准确无误后 在统一指挥下分多次将钢管沉至管道基础上，各吊船将吊索放松至预紧状态。测量人员确认钢管位置达到设计要求后，潜水员下水检查钢管就位情况，并 安装楔子，岸上人员安装试压管道，准备进行试压验收，当试压验收达到要求后， 各吊船解络，两管端由岸上人员用手动葫芦和钢丝绳固定于钢桩将管道固定。六）基槽回填管道沉放施工完成后，按照设计要求进行基槽回填，抛石时应根据管线水位、 流速、水深、石块大小等参数确定抛石落点。抛填时边移船边抛填，由潜水员在 水下检查，若遇高点由潜水员用高压水冲平，对抛石不足之处则由潜水员指挥补 抛，垫点以外部分不回填，让其自然回淤。
