東山供水工程PCCP管線穿越陽涉鐵路橋施工措施方案

李 棟

（山西省東山供水工程建設(shè)管理局 山西太原 030002）

1 工程概況

東山供水工程從清漳河、濁漳河流域水資源相對豐富的左權(quán)、榆社、武鄉(xiāng)等縣調(diào)水到汾河流域晉中南部的太谷縣、祁縣、平遙縣、介休市和靈石縣，補充調(diào)入?yún)^(qū)工、農(nóng)業(yè)用水。工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為3級，次要建筑物級別為4級。設(shè)計引水流量2.06～7.03 m3/s，設(shè)計年供水量11219萬m3。

本工程輸水管（洞）線總長254.64 km，其中隧洞長72.22 km，壓力管線長178.06 km，調(diào)水區(qū)沿線設(shè)巖南溝一級站、小寨二級站及關(guān)河水庫三座泵站，最大設(shè)計揚程為279 m，總裝機容量18150 kW，受水區(qū)沿線設(shè)7座調(diào)蓄水庫。

2 PCCP管線穿越陽涉鐵路橋基本情況

PCCP管線穿越陽涉鐵路橋位于晉中市左權(quán)縣境內(nèi)，共計 7處。左權(quán)縣境內(nèi)主要施工內(nèi)容為DN 1800 PCCP管道安裝及管道沿線附屬建筑物、機電設(shè)備安裝等。穿越鐵路橋方式采用開挖預(yù)埋壁厚250 mm，內(nèi)徑2400 mm混凝土套管，套管內(nèi)穿DN 1800壁厚16 mm涂塑復(fù)合鋼管，兩者間隙采用C15混凝土填充。由于施工條件特殊，考慮到管線后期運行過程中的正常滲水可能對鐵路橋墩地基產(chǎn)生不利影響，需采取一定防護措施對鐵路地基進行合理保護，故采用此專項施工方案。

3 穿越施工工程特性

3.1 地質(zhì)特性

根據(jù)《輸水線路管線縱斷面圖》地質(zhì)描述，幾處穿鐵路地層巖性基本為第四系全新統(tǒng)洪沖積（Q4pal）卵石混合土層，厚度大于10 m，局部表層為厚度0～3.0 m的低液限粉土層；局部地表分布有第四系人工堆積物（Qs）碎石混合土、漂石混合土，厚度0～4.0 m。管基置于卵石混合土層上。本文7處穿越鐵路橋位置段管基位于地下水位以下，基坑開挖時存在基坑滲水問題，需排水。

3.2 穿越技術(shù)參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場測量，7處管道穿越陽涉鐵路位置及技術(shù)參數(shù)詳見表1。

表1 管道穿越鐵路橋位置

4 穿越鐵路橋施工方案

管線穿越陽涉鐵路時，采用混凝土套管內(nèi)穿涂塑復(fù)合鋼管的施工方案。

混凝土套管直徑2.4m，壁厚0.25m，單節(jié)長度3m，采用承插口膠圈密封的方式連接；內(nèi)穿管為直徑1.8 m的涂塑復(fù)合鋼管，鋼管壁厚16 mm，采用焊接方式進行連接?；炷撂坠芘c內(nèi)穿鋼管間用C15混凝土填充，填充高度為套管管中心高程加0.2 m。套管外側(cè)管溝區(qū)域按照不同壓實度或相對密度進行碾壓回填。詳見圖1管線穿鐵路橋斷面圖。

首先人工探明橋墩基礎(chǔ)尺寸及位置，用1.6m3/2.0m3挖機進行溝槽開挖。75 t履帶吊吊混凝土套管入溝對接安裝，混凝土套管采用單膠圈承插口形式，安裝方法采用倒鏈“內(nèi)拉法”安裝。套管內(nèi)外縫用1∶2水泥砂漿封堵。75 t履帶吊吊涂塑復(fù)合鋼管至套管一端，在套管外預(yù)留50 cm鋼管，方便與下節(jié)管道對口焊接，每焊接完一節(jié)鋼管，用卷揚機緩慢牽引拉入套管內(nèi)（或采用液壓反鏟推入）完成套管內(nèi)鋼管安裝。鋼管與混凝土套管內(nèi)用C15素混凝土填充至設(shè)計高度，使用地泵泵送混凝土，從套管中心向兩頭澆筑，套管防護單處設(shè)計長度為30m（軸線交點位置向上、下游各15m）。

5 施工方法

5.1 開挖流程

開挖準(zhǔn)備→管溝開挖→混凝土套管安裝→涂塑復(fù)合鋼管安裝→管間C15混凝土填充→管溝回填→原地貌恢復(fù)。

5.2 開挖準(zhǔn)備

施工前先對施工范圍內(nèi)地表進行整平和雜物清理。采用GPS測放施工段控制點，用全站儀測放管道中心線及溝槽開口邊線，同時根據(jù)所提供參數(shù)對橋墩基礎(chǔ)尺寸及位置進行測量放線并撒灰標(biāo)記，以防施工過程對橋墩基礎(chǔ)等造成誤傷。

5.3 溝槽開挖

采用1.6 m3/2.0 m3液壓反鏟分層、分段進行溝槽開挖，范圍內(nèi)無法存渣時用裝載機倒運至附近溝槽側(cè)，同時保證溝槽開挖邊線與堆料坡腳留有不小于1 m的安全距離。為減小開挖對大橋基礎(chǔ)影響，對于開挖過程中遇到橋墩放大基礎(chǔ)時，為避免破壞橋墩基礎(chǔ)，可采用人工配合機械開挖，直至管槽開挖成形。

圖1 管線穿越鐵路橋段套管斷面圖

5.4 混凝土套管安裝

DN 2400混凝土套管用75 t履帶吊吊入溝槽，定位安裝。按照DN 1800管道安裝施工工藝，采用倒鏈緩慢將管道拉入承插口，保證管道軸線符合設(shè)計要求，管縫保證均勻一致，完成套管安裝。

外縫采用配合比為0.65的1∶3的水泥砂漿填縫，內(nèi)縫采用配合比為0.65的1∶2的水泥砂漿填縫，其中內(nèi)縫施工尤其注意表面平整度，施工完成的內(nèi)縫必須與管道保持平順，無凸起、無凹陷和裂縫，確保在鋼管安裝過程中不對鋼管的推進產(chǎn)生阻礙。

5.5 涂塑復(fù)合鋼管安裝

采用75 t履帶吊將鋼管吊入溝槽，緩慢移動到套管一端，在另一端用卷揚機通過鋼絲繩將鋼管拉入套管，端部留出部分長度在套管外，測量確定鋼管軸線偏差；吊入下節(jié)鋼管，與套管內(nèi)鋼管在套管口進行對初步對口定位，通過測量確定兩根鋼管在同一條軸線后，將對接口點焊定位，對外部鋼管管底進行可靠支撐定位，然后在溝槽內(nèi)完成對口焊接。每焊接完一節(jié)鋼管，及時做好焊縫探傷及防腐。再用卷揚機緩慢將鋼管拉入套管內(nèi)（有必要時配合液壓反鏟助推），直至將涂塑復(fù)合鋼管全部拉入套管。

考慮到填充混凝土澆筑時對鋼管的浮托力將會很大，澆筑前應(yīng)完成兩側(cè)標(biāo)準(zhǔn)管安裝（每側(cè)至少兩節(jié)），同時在套管內(nèi)對鋼管管頂進行支護以防止鋼管上浮。

5.6 套管內(nèi)混凝土澆筑

套管內(nèi)填充C15混凝土澆筑采用管線建筑物墊層同配合比商品混凝土，混凝土罐車運輸，配合1臺THB30地泵進行入倉澆筑。套管兩端用12 cm磚墻充當(dāng)模板封堵。

5.7 管溝回填

管溝回填按照設(shè)計圖紙分層壓實?；靥钣?.6 m3挖機沿溝槽邊下料，人工按照分層厚度攤鋪平整，管道掖角區(qū)人工用木槌嚴密搗實，管側(cè)初步回填部位用振動平板夯夯實，溝槽帶回填用小型振動碾機進行碾壓，隨后進行橋下原地面平整恢復(fù)。

6 施工中的注意事項

1）施工前，應(yīng)向現(xiàn)場施工人員進行技術(shù)交底，確保方案高效執(zhí)行；

2）施工前應(yīng)嚴格遵照設(shè)計要求確保開挖高程以及邊坡按照設(shè)計要求施工；

3）現(xiàn)場配置專職質(zhì)量員，在現(xiàn)場時刻控制施工全過程，確保無質(zhì)量和安全事故的發(fā)生；

4）內(nèi)襯填充時應(yīng)確保填混凝土的搗實，確保填充密實；

5）排水明渠開挖時，應(yīng)按照設(shè)計斷面放坡開挖，開挖料堆積于渠道一側(cè)，并設(shè)置堆料安全距離；

6）安裝進行時，應(yīng)嚴格確保管道的軸線位置已經(jīng)高程測量，避免對以后的接口造成不必要的麻煩；

7）現(xiàn)場施工道路平整、堅實、通暢，危險地帶掛醒目的標(biāo)識牌，橋墩設(shè)置防護圍擋；

8）積極做好安全巡視檢查，發(fā)現(xiàn)隱患，要及時整改。

7 結(jié)語

管線施工過程中，穿越鐵路、公路、高速都是經(jīng)常會遇到的，在施工前需要對橋墩基礎(chǔ)構(gòu)造及尺寸進行充分的調(diào)研，并確定合理的施工方案避免盲目施工，對橋體造成重大質(zhì)量、安全威脅。只有提前謀劃、妥善處置，才能安全順利地通過鐵路、橋。希望以后對類似管線工程穿越路、橋等建筑時，提供一定借鑒。