淺談江南水網(wǎng)地區(qū)管道施工方法

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一、     前言
2002年12月我公司承攬的甬滬寧長(zhǎng)輸管道上海浦星大葉路段進(jìn)口原油管道及高橋石化石腦油管道工程施工項(xiàng)目，本工程為2條管道同溝敷設(shè)，管徑分別為610和273，壁厚分別為7.9和5.6，材質(zhì)為L(zhǎng)320，環(huán)氧粉末防腐，熱收縮帶防腐補(bǔ)口。全部采用埋地敷設(shè)，管道全長(zhǎng)為22.78公里。本工程地處上海南郊，沿該地區(qū)兩條主要公路：浦星公路、大葉公路兩側(cè)敷設(shè)。以前我公司承攬施工的工程基本為北方地區(qū)，施工方法和施工設(shè)備均適應(yīng)北方干旱地的施工，對(duì)于南方的水田、河網(wǎng)地形，加上多雨天氣，就不能完全適應(yīng)。因此在此工程施工上，我們改變過去的施工方法，配備相適應(yīng)的施工設(shè)備對(duì)于本工程的順利完成起了關(guān)鍵性的作用，下面就本工程的施工進(jìn)行探討和總結(jié)。
二、     施工區(qū)域地理位置及地質(zhì)、氣候特點(diǎn)
本工程管道地處上海南郊，這里河流密集，溝渠縱橫，水稻田眾多，公路交通比較發(fā)達(dá)，公路兩側(cè)密布公路建設(shè)取土后形成的魚塘，俗稱水網(wǎng)地區(qū)。全年地下水位在0.5~1.0m范圍內(nèi)，地下土質(zhì)基本上為淤泥質(zhì)軟土，承載能力很差。每年2月、3月和6月、7月雨水較多，基本上為連綿細(xì)雨，一連數(shù)天，有時(shí)有中到大雨。
本工程共有中型河流4條，小型河流7條，公路穿越8條，魚塘130余個(gè)，水稻田40余個(gè)，沼澤泥塘10余個(gè)。
本工程施工區(qū)域水系發(fā)達(dá)，作業(yè)區(qū)域基本上在魚塘、水稻田里。對(duì)工程的主要影響為施工機(jī)械進(jìn)入比較困難，不能開展機(jī)械化施工。
三、     主要施工方法
對(duì)于長(zhǎng)輸管道施工來(lái)講，這種地質(zhì)狀況一般采用鋪設(shè)施工便道、修筑施工作業(yè)帶的方法，使施工機(jī)具能夠進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。但在本工程這種水網(wǎng)魚塘地區(qū)，就不能適用這種方法，因?yàn)檫@樣會(huì)破壞地區(qū)的地貌和結(jié)構(gòu)，恢復(fù)地貌比較困難，也不符合環(huán)保要求。因此，不能采用機(jī)械化流水作業(yè)，必須因地制宜，區(qū)別進(jìn)行施工管理。
3.1 運(yùn)管、布管
本工程相對(duì)來(lái)說運(yùn)管比較方便，管道沿公路敷設(shè)，可充分利用當(dāng)?shù)亟煌òl(fā)達(dá)的公路及鄉(xiāng)間土路，將管材盡量運(yùn)、卸到位，每200米至300米一堆，以便布管。布管采用機(jī)械布管，使用租用的履帶式單斗挖掘機(jī)進(jìn)行，吊管時(shí)使用尼龍吊裝帶，以防破壞管道防腐層。必須要注意的是，吊裝時(shí)吊裝帶必須掛在單斗挖掘機(jī)的后斗鎖扣上，并用鎖扣鎖好，防止出現(xiàn)安全事故。在機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的地區(qū)采用自制炮車，每次裝1~2根，人推車走田間小路，到擺放位置或到擺放位置最近的地方，再采用人抬方法擺到位置。
運(yùn)管、布管專門配置一個(gè)作業(yè)組，人員6~8人，可保證工程的連續(xù)作業(yè)。
3.2 焊接作業(yè)
由于大型設(shè)備不能進(jìn)場(chǎng)，須采用多個(gè)小機(jī)組分段包干，靈活調(diào)配，哪里需要就到哪里，進(jìn)行集中突擊，經(jīng)過實(shí)踐證明，雖然效率可能較低，但根據(jù)施工計(jì)劃進(jìn)行多機(jī)組靈活調(diào)配，完全可以適用本工程特點(diǎn)。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用兩種方法：一種為發(fā)電機(jī)與電焊機(jī)合一，即采用自購(gòu)管道人，適用于管道集中預(yù)制，進(jìn)行管道拖管作業(yè)；一種為使用可移動(dòng)自發(fā)電電焊機(jī)，適用于小機(jī)組突擊作業(yè)。
管道組對(duì)宜采用人字形四腳三腳架，腳板應(yīng)較寬大，以增加受力面積。管墩一般采用單斗挖掘機(jī)進(jìn)行堆土，部分無(wú)法取土或土質(zhì)松軟地區(qū)采用人工裝土帶打墩。
管道組對(duì)一般采用外對(duì)口器，避免因用內(nèi)對(duì)口器帶來(lái)的設(shè)備搬移困難。
江南雨天較多，尤其本工程施工的時(shí)期，為多雨季節(jié)，經(jīng)常出現(xiàn)一連數(shù)天的小雨。在組對(duì)焊接時(shí)，防雨相當(dāng)重要，共制作8個(gè)防雨蓬，并購(gòu)買數(shù)個(gè)焊工太陽(yáng)伴傘。
3.3 補(bǔ)口補(bǔ)傷
江南的河流、稻田加上連天陰雨，給補(bǔ)口補(bǔ)傷作業(yè)帶來(lái)很大困難，特別時(shí)噴砂除銹，壓縮機(jī)不能進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，只能采用接長(zhǎng)氣管的方法。一般氣管長(zhǎng)度應(yīng)在300米至400米左右，噴砂罐也應(yīng)縮小到人能抬動(dòng)為宜。由于現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)頻繁，因此需把壓縮機(jī)裝載在卡車上。因雨天較多，特別零星雨天氣，應(yīng)對(duì)管口和傷口采取加熱烘干措施，以保證補(bǔ)口、補(bǔ)傷質(zhì)量。
3.4 挖溝與下溝作業(yè)
江南的雨水造成地下水位高，加上部分地區(qū)為流砂地層，本工程地區(qū)即為這樣的典型地區(qū)，地下水位一般在地面下0.3m~1.0m 左右，絕大部分地段為淤泥質(zhì)軟土，管溝開挖是最艱難的工作，直接關(guān)系到管線的埋深。因挖出的管溝不易成型，坍塌的機(jī)會(huì)較大，必須采用分段下溝的方法，挖溝作業(yè)須與管道下溝結(jié)合起來(lái)同時(shí)進(jìn)行。一般使用三臺(tái)單斗挖掘機(jī)為一組聯(lián)合作業(yè)，即一臺(tái)挖溝另兩臺(tái)下溝和回填。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，挖溝與下溝的間距控制在100m~150m內(nèi)，否則管溝可能塌方。管線下溝與管溝回填的間距同樣控制在100m~150m內(nèi)，否則堆土引起下沉使管溝變淺達(dá)不到要求。這樣邊挖溝、邊下溝、邊回填就能保證施工的進(jìn)度和質(zhì)量。
3.5 公路穿越
因當(dāng)?shù)氐牡叵滤桓?，地基較軟，所以公路路基較深，而且公路的邊溝就是水渠，管道須同時(shí)穿越公路與水渠，穿越深度一般在4.5m~6m。管道穿越采用鋼板樁井頂管穿越方法，先用機(jī)械將施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平整，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況用20#鋼板樁打設(shè)4.5米*8米的鋼板樁井，鋼板樁一般長(zhǎng)度為8米，打設(shè)的鋼板樁要求密咬口，并在鋼板樁打設(shè)完畢后在井內(nèi)沿用20#槽鋼進(jìn)行加固。鋼板樁井內(nèi)的土采用機(jī)械取出，部分采用人工，取土完畢后，澆注混凝土墊層封底。鋼板樁井制作完畢后立即進(jìn)行穿套管和干線管作業(yè)。
3.6 河流穿越
本工程管道地處江南水網(wǎng)地區(qū)，河流眾多，平均600米就要穿越一次。主要采用四種穿越方式：
一種為定向鉆穿越方式，適用于河面寬度大于20米，河深大于5米的通航河流，本工程中浦南運(yùn)河為此類情況。定向鉆穿越具有速度快，埋深能夠保證，施工不破壞河道，不影響通航，符合環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
一種為鋼套管頂管穿越，方法基本與公路頂管相同，區(qū)別為采用鋼筋混凝土沉井法，本工程新奉港采用此種方法。
一種為大開挖穿越，對(duì)于小型河流采用此種方法。但根據(jù)本地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)為淤泥質(zhì)軟土，地下水位高，與以往的施工有所不同，具有以下特點(diǎn)：
（1）首先在穿越點(diǎn)兩端筑壩截流，然后抽干其中的水；其次打鋼板或木樁并加固，打樁深度為4米以上；然后進(jìn)行機(jī)械與人工開挖相結(jié)合的方法開挖，在開挖過程中和管段就位前進(jìn)行排水降水。
（2）就位。因地基較軟，使用機(jī)械與人工結(jié)合方法將管段由一端拖管到位，就位后立即從兩端往管段內(nèi)注水增加管段的重量避免管段上浮。然后進(jìn)行壓載回填，壓載須用配重塊，壓載工序至關(guān)重要，若壓載不到位，過一段時(shí)間后和地回填土形成的淤泥所產(chǎn)生的浮力會(huì)使管段上抬，造成埋深達(dá)不到要求而重新返工。
一種為漂管沉管法，適用與河寬30米以下的不能斷航河流，本工程的泰青港就是這種情況。先采用小型反鏟挖泥船將兩側(cè)河崖部分?jǐn)U挖一定長(zhǎng)度后，一般只能4至5米左右，還需要人工配合；再將水面部分挖到要求深度，利用挖泥斗臂將預(yù)制好的管段拖入水中后，再向管段注入清水，使管段自身沉降至溝底，再用挖泥船挖泥進(jìn)行填埋，并恢復(fù)河床原貌。需注意的是，一般應(yīng)將兩岸上部彎管也焊接好，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)焊接一段直管，以免在已經(jīng)破壞的河床邊連頭，否則會(huì)難度相當(dāng)大。
四、     結(jié)語(yǔ)
4.1 此種地區(qū)施工宜選在冬季施工，此時(shí)地下水位較低，雨水較少。
4.2 該地區(qū)水渠河流較多，并且地表承載能力低，設(shè)備行走困難，影響施工，不宜使用大型施工機(jī)具。
4.3 不宜采用機(jī)械化流水作業(yè)，而應(yīng)采用小機(jī)組，分段包工的施工形式。
4.4 挖溝與下溝必須同步進(jìn)行。
4.5 由于地層含水量處于飽和狀態(tài)，大開挖穿越時(shí)必須加載，否則會(huì)時(shí)管段上浮，造成埋深不夠而返工。
根據(jù)本次施工經(jīng)驗(yàn)說明，對(duì)于不同地區(qū)的地形、地質(zhì)條件應(yīng)采用不同的施工方法進(jìn)行實(shí)施，因地制宜，因時(shí)制宜，靈活機(jī)動(dòng)，不拘泥于形式，才能取得良好的效果。