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阿特劳市供水管道穿河沉管施工

来源:总工办 作者:吕明刚 时间:2014-03-24【字号:

美丽的乌拉尔河位于欧亚大陆的分界线上,是注入里海的主要河流之一,乌拉尔河的入海口坐落着一座散发着浓郁俄罗斯风情的石油城---阿特劳市。实际上,阿特劳市的市政工程已严重老化,特别是城市给排水系统。十年前我公司通过公开竞标实施了阿特劳市的城市供水主管道的改造项目。项目中的难点之一是供水管线穿过乌拉尔河的施工任务。

一、水文地质条件

乌拉尔河下游年平均流量约400立方米/秒,河口年径流量约80亿立方米。春汛期占全年水量的80%。中上游谷深流急。自奥尔斯克起转为东西向,穿过峡谷,河谷展宽。沿河多处建有水库和运河,乌拉尔斯克以下可通航。 下游11月末至翌年3月末结冰,封冻期长4—5个月。

乌拉尔河入海口河床多为比较松软的贝壳砂,厚度达6米左右。河水流速约0.5~0.8米/秒;穿河处河面宽度180米,河中心最深处约8米左右。

二、穿河方案确定

标书中供水管道是Ф600PE管,关于过河施工没有给出明确的设计方案,原因是乌拉尔河松软深厚的贝壳砂河床和涓涓不息的河水,几乎否定了现有技术的方案。目前较为先进的水平定向钻进穿管技术,通过长距离的松软贝壳砂层,施工风险极大,塌孔和负压极易造成卡钻或陷管现象,而导致穿河失败。由于乌拉尔河下游是通航河道,河底明铺会对通航造成影响或损坏管道。最终,有把握的选择是河床横向明挖埋管的方案。

三、准备工作

1、设备:从当地河务部门租用了2台3M3大型抓斗挖泥运输船;2台80马力推土机;2台P220挖机;装载机,18吨汽车吊车;Ф900~Ф150PE管热熔焊接机等。

2、配重准备:穿河施工沉管时须在管线上加设配重。由于本工程河水流速过大,如果采用混凝土配重由于体积较大,就会产生很大的水流冲击阻力,极容易造成管路折断。较有利的选择是采用铸铁配重。

3、河道测量:对穿河断面进行测量。基本的测量方法是用船载声呐水深测量仪和GPS定位系统进行断面测量,但鉴于当时项目的条件和当地技术能力,使用的是船上人工用探绳测量的方法。耗用了很多的人工和时间。

四、施工过程

1、Ф600PE管的热熔焊接   本工程过河处的河面宽度为180米,需准备焊接管线250米以上,管材长度12米,由技术过硬焊工进行加长管线的准备工作。为保险起见,同时准备了2条250米长的管路,一条作为备用。

2、管路试水打压  本工程管路设计压力0.8MPa,管路打压按1.2倍设计压力进行。

3、两岸管路敷设沟槽开挖  由于河岸比较陡峭,要进行两岸的沟槽开挖和管沟底的放坡处理。沟槽宽度能容下推土机对管路的拖曳作业。

4、河道横向开挖  这一工序是本工程管路敷设的重要工作,从当地河务局租赁了2台3方抓斗挖泥运输船,进行河床的横向开挖。开挖过程极不顺利,松散的贝壳砂在水流的冲刷下,很快将开挖好的沟槽充填,实际上根本就无法形成完整的沟槽,因为河底的砂层是流动状态的。3个月的开挖很快过去了,测量结果是槽深只有2米左右,而且很快在减少。根本无法进行管线敷设。总结原因是开挖速度基本和流沙充填的速度相当。主要是采用了挖砂并运到下游弃土场影响了开挖速度。等岸上工作准备完毕后,采用了直接挖沙并直接向下游弃砂的加快方法,管沟很快形成,测量结果为3米左右。

5、安装配重并托运  试水后管道放空,在岸边的专用安装架上安装配重(前30米无配重,作为管线下沉时的富裕伸缩量),边安装配重边用对岸的2台拖拉机进行拖曳,对岸设置导向滑轮,以保持管路的方向。拖曳过程中,将2艘挖泥船横在河心,以保持管路不会因水流冲击造成弯曲过大而折断。同时,配合其他多种安全措施。

6、管路充水  管路就位后,迅速进行一端的充水作业,管路的适当位置用可自动松脱装置临时固定在船上,保证管路能从一端开始下沉,并逐渐依次下沉。

7、定位保证措施  在船上有4个卷扬设备,分散布置。随管路下沉,缓缓放绳,确保管路不会被水流冲离敷设位置。

8、管沟回填  管路敷设完成后及时对管沟进行回填。实际上,本工程在敷设的第二天,管路就被流沙填埋了。

整个敷设沉管过程由于事先对现场条件和地质条件的认真研究和充分的措施准备,沉管过程较顺利,管路敷设符合要求。

五、总结

1、认真研究地质情况和现场条件,巧妙利用特殊的地理环境,是项目成功的关键。

2、综合考虑成本因素和现场实施的可能性,本人不赞同不计成本的施工思路。

3、根据现场条件,积极进行设备改造和施工新方法钻研,充分发挥现场工程师的聪明才智,力争用最小投入获取项目成功。

 

 

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