浅谈水网地段管沟开挖方式

浅谈水网地段管沟开挖方式

殷学仁

中石化江苏油建工程有限公司

江苏  225100

摘要：

江苏沿海输气管道工程五标段（简称“沿海五标”）途径常熟、太仓，位于长三角南部，为典型的水网复杂地段，沿线河流、鱼塘、公路复杂交错，地下水位较高。受地质不同、地段不同等因素影响，线路沿途存在多处管沟开挖难点。项目部因地制宜，根据不同地质、不同地段情况，采取不同的管沟开挖方式，保障了后续工作的顺利开展。

关键词：水网地段 不同地质 管沟开挖

1、概述

由江苏油建承建沿海五标线路总长度约38.95km、管径为D813mm、设计压力 10MPa，项目地处水网地段。受地质、地段等因素影响，使用常规的管沟开挖方法，很难按设计要求敷设管道，特别是位于枯水期低水位农田旱田段、雨季丰水期水稻田段、小型河流段、鱼塘段及淤泥质湿地连塘段管沟开挖工作。同时受管沟深度和水位影响，为保障后续作业安全顺利开展，对管沟开挖方法提出了很高的要求，现就水网段管沟开挖施工进行探讨（本次浅谈管沟深度不超过5m）。

2、施工总体方案

对于枯水期低水位农田旱田段、雨季丰水期水稻田段、小型河流、鱼塘段及淤泥质湿地连塘段等各种地质时，管沟开挖方式有：直接放坡机械开挖、降排水配合机械开挖、围堰导流配合机械开挖、排水清塘筑坝配合机械开挖、拉森桩支护配合机械开挖（或配套井点降水）等方式。

3、方案实施

3.1枯水期低水位农田旱田段

水网段枯水期，部分地势平坦的农田旱田，地下土质情况良好，承载力较好，能够满足连续施工，可直接放坡（分层）开挖。为满足运布管、管道下沟时的可操作性及施工安全性，可采取放坡（分层）开挖，选择在管沟单侧或双侧设置作业通道分层开挖，控制作业通道层边坡与管沟低高差不大于2m。管沟开挖时其他参数，如沟底深度、底宽、坡度满足设计及规范标准要求。

管沟开挖土方堆放合理，一般将堆土区设置在作业通道外侧，作业通道供挖机等设备通行设置为4～5m。堆土区边线离管沟边保持1m以上安全距离。在土堆边线离沟边1～3m范围内控制堆土高度h≤1.5m，土堆边线离沟边3m以上控制堆土高度h≤2.5m。

枯水期农田旱田段直接开挖

3.2雨季丰水期水稻田段

水网段在雨季丰水期，地下水位高，水稻田土层渗透性较好，其土壤含水份较大，地基承载力变差，现场施工时可采用作业带两侧开挖边沟、用水泵排水、晾晒、增加新的干土回填，特殊地段再铺垫一层钢管排(钢板)方法，以加强承载能力。

管沟开挖采用履带式挖掘机，在开挖管沟前先做开挖实验，确定放坡系数，同时应考虑履带挖掘机的侧压震动、管沟下作业人员的安全操作空间、管沟开挖后沟下作业需要的时间等，并与组焊、下沟工序紧密结合，以防止发生塌方事故。

另外为防止管线下沟淤泥随地下水淤于管底，沟壁可采用打木桩护壁支撑，在管沟开挖过程中应采取强制排水或井点降水措施。

1）强制排水

管沟完成一段后，在沟底的一侧挖导流水沟排水，每隔20～30m左右挖一集水坑，用泥浆泵连续排水，直至管线沟下焊接、检测、防腐等作业工序完成，确保管线稳定后，方可停止抽排水。遇特殊情况可灵活调整强排水方法。

2）井点降水

在作业带两侧，沿管沟每隔15m设一处井点降水，将水位降至低于管沟沟底以下。

丰水期水稻田处开挖

3.3小型河流段

水网段小型河流数量繁多，小型河流处管沟开挖，结合以往过河围堰施工经验，采取围堰导流开挖方式。

施工前先进行放样，按图纸和方案进行测量放线，划定施工作业带、围堰范围、堆土规划，设备作业通道。围堰法采用土石填筑，坡比1：1，小型河流河流量小，一般不需要设导流渠。用挖机配合推土机将两岸的土推到河中，在管线两侧各设一道围堰填平压实，如河流水位较高可以采用木桩打桩加固，与河两岸平缓过渡，以便机械设备行驶。围堰导流管是否需要设置视现场情况而定。

围堰完成后，待土坝稳定后进行抽排水、清淤，后由挖机根据管道设计埋深等尺寸进行管沟（分层）开挖。倒运弃土采用两台以上挖掘机，所有挖出的弃土尽量堆积到上部围堰外侧，淤泥质土附在围堰外侧可起到一定的挡水的作用。挖机开挖清淤的同时应垫干土铺设作业通道，挖机行走使用钢板铺垫确保施工安全。

机械开挖过程中要时刻关注，检查沟壁稳定性，保证施工机械安全作业，开挖过程中的渗水采用挖明沟、集水坑利用潜水泵排出。【2】 如遇石方，可用破碎锤配合挖机开挖；如遇河床局部地质松软，沟底土层随地下水流动，可采取打木桩支护方式。管沟开挖完成后，立即用对管沟的标高进行测量，确保管沟达到设计标高。

3.4、鱼塘、虾塘段

水网段多处管线敷设经过鱼塘、虾塘段，首先应采用清塘法排水。如鱼塘面积较大，为减少排水工作量，可采取筑坝将鱼塘分段排水；如鱼塘面积比较小，用水泵将塘内的水全部抽干。

在筑坝时采用挖掘机配合推土机筑坝，筑坝完后在塘边根据工期需要挖几处抽水操作坑，用水泵将鱼塘内的水抽干后，再在坝的内侧挖一条边沟，用泥浆泵将边沟渗的水及时排出，保持鱼塘内无积水，晾晒数日，待鱼塘底部有一定承载力后进行管沟开挖。

对于塘内淤泥较深的管沟开挖，塘底短时间无法晒干，如工期紧，可采取“换土法”，用挖机在鱼塘敷设管沟的一侧开挖清淤换土，可参考小型河流段围堰后清淤开挖方式。

      鱼塘段筑坝分段抽排水晾晒后开挖

3.5湿地淤泥质段

对难于成沟、湿地淤泥质土段，如CA045桩河流连塘处，设备无法进入地段。湿地淤泥土具有软塑、流动、不稳定的特点，施工机械走机和作业时施加的荷载容易产生流动推力，【3】 淤泥地质的场地容易陷机；大面积淤泥地质的场地，不适合直接进行机械开挖，直接开挖需大面积清淤，施工投入成本及安全风险巨大。

湿地淤泥土、连塘段管沟开挖，应先清塘排水，再打钢板桩护壁，然后开挖，采用湿地挖掘机振动吊锤打桩的施工方法。钢板桩打设尽可能使桩保持竖直，以便锁口顺利咬合，提高止水能力。及时形成钢板桩内外排水系统,保证施工区域处于无水作业状态；

钢板桩基坑管沟开挖按“分段分层开挖，先撑后挖”的原则施工，并且对称开挖，严禁单侧一次超挖过多使淤泥发生水平方向上的涌动。【4】 基坑开挖采取多种反铲机械配合的开挖方案，开挖土方使用轻型自卸车进行土方外运，以尽量减少对基坑的边坡荷载压力。土方开挖过程中及时封堵围护结构上的渗漏点，并注意保护排水系统，确保排水系统的正常运转。基坑开挖过程中严禁超挖，基坑纵向放坡不得大于安全坡度。基坑管沟开挖后及时设置坑内排水沟和集水井。【4】加强基坑稳定的观察和监控量测工作，以便发现施工安全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖程序。【4】

4、水网段管沟开挖应该注意的问题

4.1长三角沿海地区水网段管沟开挖，受汛期、台风雨等影响较大，气象存在多变性。管沟开挖前要密切关注气象变化，确保管沟开挖裸露期避开恶劣天气的影响。

4.2管沟开挖后管沟内作业上下人要采用竹梯，工具等传递使用，不要乱扔伤人。管沟边停放设备及人员行走要离沟边保持1米以上安全距离，防止设备压塌管沟，人员站管沟边易发生塌方坠落伤害。

4.3管沟开挖所使用设备应检查性能良好，作业人员具有丰富施工经验和应急处置能力。

4.4特殊地段管沟开挖施工时应设置专人监护，随时监控施工作业情况，增加安全防线。一旦有异常情况，及时通知作业区域附近人员及时撤离到安全地带。

4.5施工中尽可能不去改变水力资源的自然流向。采取正确的引流措施，避免造成漏水和突水事故。

4.6施工中应做好降水、排水、截水、引水等水工作业，做好地质分析和施工荷载分析，预防管沟塌方、管位沉降位移等，及时采取有效措施进行防护。

5、结束语

由于水网地段管道工程施工过程中，地形、地下情况、水位等现场情况复杂，水网段管沟开挖涉及的施工安全成为重要难题。通过以上方法能够较好的完成施工任务。阶段作业结束后要进行总结，对碰到的问题进行分析汇总，不断积累经验，进一步开拓创新，提高管理水平。我们要不断探索如何更科学合理的利用资源，根据不同地段，形成成熟的水网段管沟开挖施工方法。

参考文献：

【1】某天然气管道改造工程施工组织设计- 《互联网文档资源（http://www.docin.com）》

-2012

【2】西气东输豫南郑州～驻马店天然气支线工程施工第4标段线路施工施工组织设计（10.6）

-docin.com豆丁网 -《互联网文档资源（http://www.docin.com）》

【3】粉细砂层、砂卵砾石层基础超深灌注桩施工控制技术 李月韬;李国林;王关赛;苏永春;

-2022年全国工程建设行业施工技术交流会论文集（上册）》

【4】淤泥地质场地的土方开挖技术措施分析 - 道客巴巴 -《互联网文档资源

（http://www.doc88.com）》