给水过河管道沉管施工难点浅析

给水过河管道沉管施工难点浅析

摘要：给水过河管道的沉管施工技术在水利、排水以及污水治理工程中已被广泛的应用，但结合具体的给水过河管道的施工流程，以及已有的包括整体沉管铺设法、水下拖拉铺设法、分段沉管铺设法的三种沉管施工方法可以看出沉管施工中还存在很多的难点，需要严格的保证施工质量。

关键词：沉管；给水过河管道；铺设法

伴随人们生活水平的日益提高，社会经济以及技术的飞速发展，人们对于区域性的给水管网提出了更高的可靠性和稳定性要求。给水过河管的沉管施工技术具有工期时间短、造价费用低、防腐质量有保证、有利于保护水体环境及河道通航等特点，并经过十几年的发展，具体的施工技术也日渐成熟，在水利、排水及污水治理工程中被越广泛的应用。

1给水过河管道沉管施工的流程

1.1 施工场地选择

为满足施工时以及给水过河管道运行时所能承受的最大内外应力，管道材料通常会选用螺旋缝钢管。在对钢管焊接时要选择适宜的施工场地，这要考虑到现场的施工情况、江河的水文特点等因素。工程场地一般选择在高于施工期间最高水位的1—2米处，另外施工场地应较为开阔便与施工，地质需比较硬实。

1.2 管段的组焊

管段的拼装焊接应按照设计要求完成，为防止安装过程中焊缝可能出现问题，在每个焊缝处应均匀地焊接以加强筋板、抱箍。对于管径大于DN800的钢管，就要采用双面焊接的方法。为了保证管段拼焊以及加工配件的焊接质量，焊接人员应具有相应作业施工证和上岗证。在管节拼装焊接成管段后，需进行陆上水压试验，从而对焊缝、配件的焊接质量进行检验，并可根据实际条件，抽查部分完成的焊缝做无损探伤检测。由于钢管段、配件在吊装、托运等过程中要承受巨大应力，因此需严格保证焊缝部位的焊接质量。

1.3管段的除锈防腐

过河给水钢管的内外除锈有喷砂除锈（质量标准应达到Sa2.5级）、化学除锈和人工除锈（质量标准达到St3级）三种方式。在过河给水管道的内外防腐材料的选择上，应选择附着力强、强度高的防腐材料，一般是采用高分子涂料和玻璃纤维布。在管内的防腐是一底两面为是食品级涂料，管外的防腐则是两布四油以增强防腐效果，另外除锈防腐工作应注意在管段的组焊工作完成后进行，以避

免损伤防腐。

1.4 给水过河管道的水下沟槽

在开挖给水管道的水下沟槽时，应注意管道的埋设深度要根据河床的地质情况，防洪标准则要根据洪水的冲刷深度而确定。为避免船只抛锚、河床冲刷等问题，水下沟槽的开挖深度应相对陆地更深。水下沟槽开挖的方法根据设备选用的不同可分为岸式索铲、挖泥船和高压泵船等方式。其中岸式索铲方法能够较准确控制沟槽的平面位置和准直度，适用于狭窄水系；挖泥船和高压泵船的方法则适用于水系比较宽阔的河床，通过抓斗式或多斗式进行挖泥船开挖水下沟槽。

1.5给水过河管道的水下管槽

在具体的给水过河管道下管槽的施工过程中，需充分考虑到地形情况、水底土质、航运要求、水下管道长度、水系深度和流速、管径大小与使用年限等各方面的因素。给水过河管道应有防止冲刷和检修等保护性设施，在对沉管进行吊装铺设前应充分分析钢管的受力情况，并计算管段最不利点所要承受的最大弯曲度，并考虑到钢管截面的最大受压、受拉强度以及吊点的抗拉强度等方面的指标。

在给水过河管道安装完成后，需要进行整体的管道水压试验，在回填覆盖后并进行给水过河管道的冲洗消毒，并进行最终的竣工验收。[ ]

2沉管施工的主要方法

2.1 整体沉管铺设法

采用整体沉管的方法，主要是针对河床地形相对简单、高差小的情况，给水过河管道的水下管槽开挖后呈水平或抛物线形，吊床的受力也相对均匀。一般情况下，管道上每20—30米就设有吊环，在沟槽上下游铺管船交错的摆开并定位。在钢管下沉时，需测量每次沉放的深度，并对各吊点的管道下沉深度及沉放的顺序进行统一的部署安排。进行现场记录的方式以确保记录每次的沉管水深，从而便与在最后绘制管道纵切面的下沉位置全图，为最终判断沉管是否到位并且是否符合设计标高。

2.2 水下拖拉铺设法

水下拖拉铺设的方法适用于给水管道的管径较大，并且水流速度较快、水较深，且铺管船在河中不容易固定的情况下。采用钢管道水下拖拉的方法，应充分做好管道的防腐性保护措施，此外也要准确地计算出管道在水下拖拉的各种摩擦阻力，从而确定合理配置所使用的拖拉设备，控制钢管管道的轴线偏移以满足设计要求。

2.3 分段沉管铺设法

给水钢管分段沉管的铺设方法主要适用于长距离的铺设情况，由于江河不可长时间封航，故需要采用分段沉管铺设的方法。具体的分段长度，需根据实际沟槽的地形及标高等具体情况，管道一般情况下按80—120米在河岸上组焊成管段，最后按照顺序逐根拖下水完成定位、沉管和连接安装工作。在分段沉管铺设过程中，在管道下沉前需要设置管段的垫点，一般是15米分一个间隔设定一个垫点。为便于管段安装时可调整安装的位置，垫点的标高应控制在管底标高的位置。[ ]管段常采用法兰连接的方式，在沉放第二根管段前，需要预先把橡胶垫圈固定在钢管接头的法兰之上, 再进行下一步的沉管。在法兰上设有的安装对齐标志，水上的铺管吊船与潜水员可不断调整管道的位置，以进行安装并拧紧螺栓。

3.沉管施工的难点

纵观给水过河管道的沉管施工的整个过程以及三种具体的沉管施工方法，可以看出，沉管施工虽相比于架空过河或者是顶管施工的费用较低，但对于钢管的焊接要求、防腐要求以及材料的选取要求都较高，尤其是在水下维修时更加的不便，因此在施工过程中需要严格控制施工质量。[ ]给水过河管道的沉管是水下施工，所以可见性差，这意味着施工前的准备上应选择最适宜施工的场地。在选定过河位置前，要对河底的地质条件、水位情况等一系列的影响因素进行勘测，并充分考虑河水的流速、河底的地质情况、河道的宽度等方面。因为若是施工的过河位置的基础是石头，则就增加了施工困难，同时增加了施工难度、费用。沉管施工的质量控制包括很多方面：对过河测量定位放线的控制；给水过河管道的开挖质量；钢管的焊接与防腐质量；沉管结束后稳管的质量。在给水过河管道的沉管施工中，不可预见的因素多，质量控制的难度大、安全风险也就相应增大，沉管施工中具体采用整体沉管铺设、水下拖拉铺设、分段沉管铺设的哪一种方法都需要进行充分的实地勘测分析并作出准确的预测，不同的沉管方法各有利弊。例如分段沉管施工方法，在进行分段沉管铺设时，管段连接采用水下法兰进行连接，而橡胶软垫的耐久性和强度都要比刚性焊接差，此外深水情况下或者是水流速度大的水域施工就更加增加了施工难度，由于隐蔽性强，且在拧紧螺栓时用力如果过大就造成橡胶软垫的损坏，即使在专业的潜水员的协助之下，连接质量也不能完全保证。

总之，给水过河管道的沉管施工有着对航运干扰小、水密性好等优点，从而被广泛的应用于过河管道的施工过程中，但是在沉管施工的过程中也有着各种施工难点，为保证沉管的施工质量，应充分考虑到各种因素可能对施工造成的影响。例如注意保护管段及防腐层不受损坏而采取相应的措施，管段吊装前选择适宜的吊点，并进行吊装应力与变形的验算，以确保管段产生的压力和变形不大于设计值。在未来的给水过河管沉管中，施工场地的选择、管段的组焊、管段的除锈防腐、水下沟槽与管槽的施工的过程中，需要严格控制施工质量，从而使沉管施工更好的应用于水利、排水及污水治理等工程中。