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輸管道上海浦星大葉路段進口原油管道及高橋石化石腦油管道工程施工項目，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L320，環(huán)氧粉末防腐，熱收縮帶防腐補口。全部采用埋地敷設(shè)，管道全長為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
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，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，水稻田40余個，沼澤泥塘10余個。
本工程施工區(qū)域水系發(fā)達，作業(yè)區(qū)域基本上在魚塘、水稻田里。對工程的主要影響為施工機械進入比較困難，不能開展機械化施工。
三、     主要施工方法
對于長輸管道施工來講，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，使施工機具能夠進入現(xiàn)場。但在本工程這種水網(wǎng)魚塘地區(qū)，就不能適用這種方法，因為這樣會破壞地區(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，不能采用機械化流水作業(yè)，必須因地制宜，區(qū)別進行施工管理。
3.1 運管、布管
本工程相對來說運管比較方便，管道沿公路敷設(shè)，可充分利用當(dāng)?shù)亟煌òl(fā)達的公路及鄉(xiāng)間土路，將管材盡量運、卸到位，每200米至300米一堆，以便布管。布管采用機械布管，使用租用的履帶式單斗挖掘機進行，吊管時使用尼龍吊裝帶，以防破壞管道防腐層。必須要注意的是，吊裝時吊裝帶必須掛在單斗挖掘機的后斗鎖扣上，并用鎖扣鎖好，防止出現(xiàn)安全事故。在機械無法進入的地區(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。
運管、布管專門配置一個作業(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)備不能進場，須采用多個小機組分段包干，靈活調(diào)配，哪里需要就到哪里，進行集中突擊，經(jīng)過實踐證明，雖然效率可能較低，但根據(jù)施工計劃進行多機組靈活調(diào)配，完全可以適用本工程特點。
根據(jù)現(xiàn)場情況采用兩種方法：一種為發(fā)電機與電焊機合一，即采用自購管道人，適用于管道集中預(yù)制，進行管道拖管作業(yè)；一種為使用可移動自發(fā)電電焊機，適用于小機組突擊作業(yè)。
管道組對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進行堆土，部分無法取土或土質(zhì)松軟地區(qū)采用人工裝土帶打墩。
管道組對一般采用外對口器，避免因用內(nèi)對口器帶來的設(shè)備搬移困難。
江南雨天較多，尤其本工程施工的時期，為多雨季節(jié)，經(jīng)常出現(xiàn)一連數(shù)天的小雨。在組對焊接時，防雨相當(dāng)重要，共制作8個防雨蓬，并購買數(shù)個焊工太陽伴傘。
3.3 補口補傷
江南的河流、稻田加上連天陰雨，給補口補傷作業(yè)帶來很大困難，特別時噴砂除銹，壓縮機不能進入現(xiàn)場，只能采用接長氣管的方法。一般氣管長度應(yīng)在300米至400米左右，噴砂罐也應(yīng)縮小到人能抬動為宜。由于現(xiàn)場移動頻繁，因此需把壓縮機裝載在卡車上。因雨天較多，特別零星雨天氣，應(yīng)對管口和傷口采取加熱烘干措施，以保證補口、補傷質(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，坍塌的機會較大，必須采用分段下溝的方法，挖溝作業(yè)須與管道下溝結(jié)合起來同時進行。一般使用三臺單斗挖掘機為一組聯(lián)合作業(yè)，即一臺挖溝另兩臺下溝和回填。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，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不到要求。這樣邊挖溝、邊下溝、邊回填就能保證施工的進度和質(zhì)量。
3.5 公路穿越
因當(dāng)?shù)氐牡叵滤桓撸鼗^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，先用機械將施工現(xiàn)場進行平整，并根據(jù)現(xiàn)場情況用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#槽鋼進行加固。鋼板樁井內(nèi)的土采用機械取出，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。
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，對于小型河流采用此種方法。但根據(jù)本地區(qū)地質(zhì)特點為淤泥質(zhì)軟土，地下水位高，與以往的施工有所不同，具有以下特點：
（1）首先在穿越點兩端筑壩截流，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；然后進行機械與人工開挖相結(jié)合的方法開挖，在開挖過程中和管段就位前進行排水降水。
（2）就位。因地基較軟，使用機械與人工結(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，過一段時間后和地回填土形成的淤泥所產(chǎn)生的浮力會使管段上抬，造成埋深達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，否則會難度相當(dāng)大。
四、     結(jié)語
4.1 此種地區(qū)施工宜選在冬季施工，此時地下水位較低，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具。
4.3 不宜采用機械化流水作業(yè)，而應(yīng)采用小機組，分段包工的施工形式。
4.4 挖溝與下溝必須同步進行。
4.5 由于地層含水量處于飽和狀態(tài)，大開挖穿越時必須加載，否則會時管段上浮，造成埋深不夠而返工。
根據(jù)本次施工經(jīng)驗說明，對于不同地區(qū)的地形、地質(zhì)條件應(yīng)采用不同的施工方法進行實施，因地制宜，因時制宜，靈活機動，不拘泥于形式，才能取得良好的效果。