大口徑PCCP管水下施工經(jīng)驗介紹

【摘要】PCCP管在陸上施工技術已相當成熟，而水下施工是一個技術難點。本文介紹了常州市武進區(qū)滆湖備用水源擴建一期工程大口徑PCCP取水管道施工工藝流程、水下溝槽土方開挖、船上管道拼裝和水下安裝對接等的施工方法和施工工藝，工程實際建設表明，水下施工技術可行，工程質量穩(wěn)定可靠，水下施工節(jié)省了大量工程投資。

【關鍵詞】大口徑；PCCP；取水管；水下安裝

1、工程概況

該工程由中國市政工程華北設計研究總院設計，主要建構筑物包含新建取輸水泵站和進出水管道及取水頭部。取水管最大設計流量為36萬m3/d，采用1根DN2200PCCP管，從滆湖中取水，采取水下安裝對接的施工方法，自滆湖圍堤至取水頭部之間的管道長達2000m。管道中心高程-2.0 m。滆湖湖底平坦，高程在-0.1～-0.4米，施工期間水位為1.1～1.9米。

2、施工工藝流程

3、水下溝槽開挖

3.1開挖

溝槽開挖底寬為4.5m，邊坡1：1。溝槽分兩次進行開挖，第一次采用一艘液壓反鏟定位樁挖泥船，先沿著溝槽軸線從湖邊開始逐步往取水頭部將管道溝槽開挖至高程-2.8米，水深達3.5米，溝槽大部分土方被挖走，以滿足后道工序施工進度；第二次采用加長臂液壓反鏟定位挖泥船再開挖至設計高程，并且為了防止河內淤泥向已挖溝槽內滑入，在PCCP管安裝前清理溝槽。

3.2平面控制

平面控制采用在岸上建立交會標選用性能優(yōu)良的六分儀交會定位，控制挖泥船的船位。在溝槽邊緣用竹竿打樁定位，采用“激光測距儀、GPS和導標”三結合的方法開展施工平面控制；挖泥船開挖溝槽時參照中心導標和岸上架設經(jīng)緯儀導向結合，確保管道基槽軸線的準確。

3.3深度控制

深度控制，挖泥船上操作人員根據(jù)水位變化和湖底高程變化隨時調整開挖深度，確?；燮秸瓤刂圃谝?guī)定范圍內。開挖時，挖泥船必須把穩(wěn)慢移，根據(jù)挖泥導標和水尺記錄，確保基槽高程準確、槽底平整。

4、船上管道拼裝PCCP管

水下管道溝槽開挖完成后，安裝PCCP管道。PCCP管由船運至施工現(xiàn)場，單根管道（5m長）重約17噸。管道為雙膠圈承插式接口。本工程采用在駁船上拼裝，4節(jié)成一段，長20米，再一起沉放至溝槽，進行水下對接。

吊裝采用1艘25噸水上起重船。駁船為一條150噸平板船，長22米，寬7.5米。在船板上設置8個馬鞍支座，每節(jié)PCCP管有兩個支點，支座應設置在同一軸線和高程上。起重船將4節(jié)PCCP管分別安放在馬鞍支座上后，開始管道對接。管道對接采用二臺0.01m/s慢速卷揚機左右同時拉緊，卷揚機固定在第一條PCCP管左右兩側的船板上，兩端均用鋼絲繩分別捆邦在PCCP管上作為作用點，兩作用點左右兩側各安設一只滑輪，連接卷揚機。一段PCCP管道拼裝完畢后，還必須將下一段PCCP管的插口與此段PCCP管的承口進行試對接，以防止PCCP管的承插口尺寸和橢圓度發(fā)生偏差而在水下安裝困難。

5、PCCP管水下安裝

5.1 起吊

PCCP管道的沉放安裝采用1艘150噸水上起重船。PCCP管道為柔性接口，起吊時，吊繩應與PCCP管保持垂直，不得產(chǎn)生橫向力，故設置吊裝橫梁。吊裝橫梁長18米，4條管道采用8道鋼絲繩，16個吊點，為保持每個吊點均勻受力，每根吊繩均采用一個手拉葫蘆，保證在調節(jié)吊繩受力時PCCP管道不會轉動。

5.2沉放就位

PCCP管經(jīng)水上起重船吊運至沉放位置后，測量預設在PCCP管道上的軸線標桿和已安裝PCCP管承口位置高程，軸線位置確定后，慢慢下放PCCP管道，達到承口端高程后停止下放。PCCP管高程上下微調采用吊繩上的手拉葫蘆調整，軸線偏位微調采用一只固定在定位浮箱上的10T手拉葫蘆進行左右調整。

5.3水下安裝

PCCP管吊裝就位時，在潛水員引導下緩慢而平穩(wěn)地移動，待移動至距已安管的承口10cm左右時，用膠棍支撐在兩管間，對口時保持插口端與承口端平行，并使圓周間隙大致相等，以利準確就位。PCCP管對準承插口后，即可進行管道的拉緊，管道拉緊采用二臺0.01m/s慢速卷揚機左右同時拉緊，卷揚機分別固定在2個定位浮箱上，卷揚機連接兩只滑輪，滑輪一端用鋼絲繩固定在預埋地錨上，另一端用20#工字鋼制作一橫擔架于管口上，PCCP管緩慢拉進，潛水員對橡膠圈和管內安裝間隙進行檢查，符合要求后停止拉進。

6、中粗砂及土方回填

6.1砂回填

PCCP管就位后，保持管道水下懸空狀態(tài)，復核PCCP管軸線和高程，達到設計要求后，將PCCP管提升30mm作為預沉量，開始分層拋填中粗砂。砂回填至PCCP管中心高程，總厚1650mm。第一層砂回填略高于管道底部，厚350mm，軸線方向超出管口2.0m時，停止拋填，潛水員用水槍掃平，采用振動棒振搗密實。管道穩(wěn)定后緩慢放松鋼絲繩，對管道高程進行測量，符合設計要求后回填管道兩側砂層。管道兩側回填時，鋼絲繩保持受力狀態(tài)，并應由二側對稱倒入槽內，不得一側回填，防止管道的移位。

6.2土方回填

水下土方回填，用挖泥船將堆放的土方裝上泥駁船，運到管道溝槽上方水面，開啟泥駁船底部，將土方回填到溝槽內，回填結束后整平土方。土料應選用砂土和粘土，不得含有石塊，避免對PCCP管造成損傷。

7、結語

PCCP管具有較好的耐久性和經(jīng)濟性，在大口徑管道中的應用越來越廣泛，在自來水廠、發(fā)電廠和污水處理廠的給排水工程中較為常見。PCCP管在陸上的施工技術已相當成熟，而水下施工作業(yè)，需依靠大型船舶設備、潛水員和專業(yè)施工人員精心組織施工，才能保證工程質量和施工作業(yè)安全。PCCP管在水下施工技術的運用，讓PCCP管從陸地走向水下，拓展了PCCP管使用空間，為工程節(jié)約了大量投資。工程運行四年來，質量穩(wěn)定可靠，取水能力符合設計要求，達到了預定目標。

參考文獻：

[1]馬愛君.海上開槽埋管工程施工技術的探索. 城市建設. 2010（1）：162-163

[2]李峻.淺析水下大型取水管道施工技術.城市建設理論研究（電子）. 2012（23）