大管径供热管道沉管施工过程与质量控制

大管径供热管道沉管施工过程与质量控制

孙静静

聊城市茌平区阳光热力有限公司 山东省聊城市 252100

摘要：对于大管进攻热管道进行分析的时候，分别借助于顶管、拉管、盾构以及沉管穿越较宽河道的施工方式才去细致研究，重点是介绍大管径管道陈挂施工的优越性。与此同时，将天津市中心地区热电联产供热管网工程作为案例进行分析，对沉管工程中的基槽开发处理以及相关的管道组装、吊点安放、沉管过程控制等多个方面进行详细的分析。借助于制定相关的质量体系，将沉管施工的安全性以及可靠性提升上去，对于大型管道沉管工程施工，可以提供一些相应的经验以及借鉴。

关键词：供热管道；沉管；施工

引言：

最近几年中，国内城市建设发展规模越来越大，人们的生活水平相应的也有了一定程度的提高，与此同时城市集中供热发展也是很好的。在具体的工程施工过程中，大口径供热管线的敷设往往会通过铁路桥梁等特殊节点，尤其是在一些河宽且同行要求较高的河道过程中，相关的管理部门都会要求供热管道从河底穿过的方式进行施工。在建筑施工过程中，现在较为成熟的方式主要为顶管、拉管、盾构以及沉管。这其中的前三种方式需要在现场有很大面积的作业场地，并且对于施工地点的地址要求十分的严格，现在很多的施工现场都不能够达到规范的施工要求，同时在施工的过程中所涉及到的成本也是十分高，工期也很久。沉管施工管道属于是预制管道对于其质量要求非常高，并且能够保证施工效率在水位较深的环境下施工更具安全性，对于施工断面也没有任何特殊的要求，可以在较宽的河道是要进行施工。除此之外，此种施工方式所受周围环境的影响并不是很大，具有很高的经济性，综合性的比较下来，沉管过河的施工方式是大口径管道施工的最佳方案，大口径工作管道沉管施工的难度是比较大的，可以算是工程中的施工重点，对其要求十分的严格，所采用的施工方式以及相关措施需要高度的重视，下面借助案例进行具体描述。

一、工程具体介绍

天津市中心城区热电联产供热管道联网工程所采用的施工方式，就是需要穿越河道，穿越的位置主要是在学院路以及春惠路交界，位置距离春惠路西侧有150米的距离，海河河道的桩号为13+500处。其中有165米的距离是需要穿越海河河道管线。

二、具体沉管施工方式

最近几年中，大型管道穿越河流最常用的施工方法就是沉管方式，也就是说在岸上将管段制作好，然后将管子的两头进行密封，在借助于轮船将管件运送到指定的水面，通过使用注水的方式，使管件沉到最开始设定的位置上。

（一）基槽开挖及处理

在进行沟槽挖掘的时候，需要考虑一下基础周围的水质以及种类。此次工程底槽最深处的与水面之间的距离有14.5米，周围的图纸是粉质粘土，上半部分为杂填土以及素填土层。基槽挖掘的时候采用的是反铲式定位装挖泥船施工。具体的操作环节就是先确定定点位置、然后设立锚坠、对于挖泥船进行定位设置、开启正式的沟槽挖掘、将所产生的淤泥运输出去、对于基槽进行验收检查。在对于挖泥船进行定点的时候，需要在放样的时候借助于支墩点位以及基槽轴线位置，然后才能够使用挖泥船进行开挖以及堤防拆除施工，在施工过程中应分段进行。需要是在中间向两边进行挖掘，保证基槽能够一次的成型，为了保证沟槽基底的质量需要在基底铺垫0.3米厚的中粗砂石。垫砂的时候需要由船舶在临时的施工场地装载满，然后将其运输到基槽的上方，按照指定的位置进行分段的抛填，找平施工需要由潜水人员下水进行操作标高，如果欠缺的部分可以使用自行平板驳船返铲找平。

（二）制作沉管

沉管处主槽的的总距离是165米，景观填土的位置是在主槽胸腔引水侧的10米范围之内，水深较浅的地方沉管的施工难度是比较大的，很容易出现管道搁浅的问题。所以说在此工程的施工设计中，沉管水平投影长度设计为161米。沉管段所采用的。材质是倒虹吸管需水平段，长度设计为100米，弯角设计为11°。需要在岸边的临时现场将钢沉管的制作完成，然后需要进行焊接对接，组装完成之后需要进行100%X光探伤，在检查合格之后需要对于接口处进行保温防腐处理。

（三）沉管绽放

1.下水操作

需要在岸边的施工现场完成整个管件的焊接腐蚀处理等，并通过相应的检查之后进行打压测试，只有在合格之后才能够将整体的管件吊装下水施工。此次工程设计所采用的是起重船辅助、整体浮运的模式，需要对于各个阶段分控下沉。在将管道放入水里之前，需要将管道的两侧用密封板堵严实，并在堵管的上方布置好进水管以及排水管和相应的操作阀门，经过测试之后才能够将钢管整体放置水中，在水中所受到的浮力需要超过管体的重力，不需要借助其他的外力就能够实现漂浮。

2.管道吊起定位

在钢管下水之后，借助两条拖船将钢管牵制到射击的下沉位置。然后才可以进行后续的施工，由于海河的管道总长度是160米，吊装总重已经超过了125吨，为了能够使得设计阶段的各个吊点所承受的力量均匀，根据管体的总成以及重点进行计算，需要配备5个起吊点。根据河岸线的具体土质以及水质环境，需要在两侧布置两台吊车起吊能力为100吨，在中间三处掉点的位置安排三艘吊装船进行作业，吊装船的起吊能力为40吨。施工过程中可能会出现其他意外的情况，为了更好的应对突发情况，需要增设临时应急船只。

3.灌水下沉

在所有的准备工作结束之后，才开始沉管儿起吊施工。管件到达预定位置之后，将管体两端的排气阀门打开，与此同时还要将进水阀门打开，这样才能够达到管内注水的效果。预制管每根的重量大约是79吨，经计算之后需要注入104吨的水，这样才能够保证其悬浮状态。管体的总重量如果已经超过管体所承受浮力的情况下，需要马上停止进水操作，并将排水阀关闭掉。此状况下，管体处于是临界状态，管内的水出现较大程度的晃动，在管体下沉的过程中，一定要重视管内的平衡稳定性。所有的施工队伍一定要统一听从指挥，平稳的释放，所有的锁具在距离槽底30厘米的时候，需要将管体的轴向位置进行调整，继续向管内注入水，这样管体才能够稳定的下沉。当整个管体平稳沉至槽底之后，需要对管实时侧向位置以及水下高程等数据的检测，所有的数据在达到设计指标之后才能将管体锁具撤离掉，再开始第2个管下沉作业。

4.管沟槽回填

管道内力的分布会直接受到管道周围回填的影响，同时回填对于管道的纵向高度也有一定程度的影响，周边很容易形成接触性渗透，对于堤坝的安全有着直接的影响。所以在回填过程中，对于管理以及两侧回填的要求十分严格，需要超过一米以上，同时需要在顶面压制混凝土盖板。其他位置回填的时候，只要达到合理原标高即可回填。土以及砂石都是在码头借助船舶运输过来，由船上人员操作机械进行回填工程，然后再由人员下水找平。工程的施工顺序是由原暗点逐渐的向岸堤方向开始。

5.安装混凝土压块

根据相关的勘察数据显示工程地下水对于混凝土有一定的腐蚀性，在设计的时候需要考虑此因素并增加一定的侵蚀剂，主要是为了能够保证混凝土压块达到设计所需的强度，在吊放的时候不会出现开裂情况，同时在岸上需要有15天强度养护，只有达到90%以上的设计标准，才能够进行吊装以及运输工程。所有的吊船在施工过程中需要与陆地上的全站仪相配合，能够进行轴向定位，并保证混凝土压块之间有一米的距离，能够均匀地放置在水下的钢管正上方。只有全部的混凝土压块缝制完成之后，才算整个环节施工完成。

总结

此次文章所选用的案例是最近几年大管径长距离热力沉管施工的案例，工程工期持续了三个月左右，对于整个工程的具体施工步骤已经进行了详细的介绍，同时此次工程的施工过程非常的安全可靠。伴随着经济的快速发展，现在各个地区市政工程的机会越来越多，与同样的穿越大型河道的工程也有所增加，所以说此项目的开展为今后同类的工程施工提供了很好的参照数据。

参考文献

［1］范煜晟，俞鸣永．大管径供热管道沉管施工措施探讨与质量控制［C］．无锡:大机组供热改造与优化运行技术2012年会，2012:122－125．

［2］李江深．管道工程穿越汾河的新方法—水中沉管法［J］.山西水利科技，2019，(2):1－3，8．

［3］赵超祥．过江管道沉管施工技术的应用［J］.水利电力机械，2007，29(10):129－131．