浅析沉管技术在给水工程施工中的应用

摘 要：给水工程作为市政管理的重要组成部分，在现代生活中引得广泛关注。同时，对给水工程施工中采用的技术也引发行内外人士的思考，本文从沉管技术角度出发，具体分析沉管技术的内涵，沉管技术在给水工程中的实际应用以及实施要点。

关键词：沉管技术 给水工程 工程施工

中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（b）-0045-02

沉管技术也就是采用沉放预制管段的施工方法，特别适用于水底隧道的修筑。在坡度较大的地势，采用直接开挖管沟的方法，不能使吊管机直接地靠近管沟，假使采取阶梯式的下沟方法，需要增加土石方工程量以及作业带的占用面积。而采用沉管技术进行施工可以避免上述这些问题。

1 给水工程中沉管技术的适用条件

随着现代科学技术的不断发展，人们生活水平大幅度提高，对城市水资源的需求量大为增加，而从水厂到水资源需求地需要一定的距离，如何实现两地的衔接，需要钢管材料发挥中介作用。为了减少工作地面积，保持路面的交通畅通以及减少环境噪声污染，给水工作人员不断地探索新的施工技术，并进行发展。

1.1 给水工程的特点与趋势

在实际工作中，笔者发现，给水工程具有许多管道并不是都由路面经过，为了节约利用资源，减少已经修好的公路、铁路重复动工的负面影响，加之个别地区地形地貌复杂，河流交错分布，部分管道需要穿越各大小河流。随着城市规模的日渐完整与成熟，给水工程对技术的要求越来越高，给水范围越来越广，不仅仅局限于城镇或市区内部，而是跨越了省际，例如南水北调工程，浙江黄岩、以及温岭联合供水工程。

1.2 沉管技术在给水工程中的作用

当管道需要穿越江流时，需要根据水文特征和河流的具体情况，对当地的施工条件进行可行性研究。在众多适用性施工方法中，例如顶管法、沉管法、围堰法以及导流法，只有沉管施工技术相对比较成熟，更重要的是沉管施工经济方便、简单快速，在实际的给水工程中尤其是南方的大中型河流中广泛运用[1]，有扎实的理论基础和丰富的实践经验。

1.3 给水工程中沉管技术的适用条件

如果在大中河流中运用沉管技术，需要符合一定的条件，如水流并不非常湍急，这样子方便管道的浮运和定位以及沉放；另外一个条件是具备稳定的河床，如果河床不稳定，势必影响开挖沟槽的进度和加大难度，从而使工程变得复杂。在水下管段沉放中，浮箱吊沉的方法是比较新颖的一种方式，它是用吊索系上段的两端，这种方式简单方便，但是对设备的要求比较高。

2 给水工程中沉管技术的施工步骤

给水工程中沉管技术的施工步骤详见图1。

2.1 施工前的准备工作

勘察是施工前的首要环节，在给水工程开始之前安排专业人士进行施工范围的全面检查和探测是为了更深入地了解地下的布局情况，为下一步的管道、设施走向和具体位置坐好铺垫。其次是准备材料阶段，沉管技术不可缺乏的是钢管材料，按照施工方案的要求，除了准备好足够的钢管之外，仍然需要某些辅助设备，例如起重机械、发电机、焊接机器等。相应的设备配备相应的操作和管理人员。再次，为了确保施工质量以及施工安全，需要由给水工程项目负责人对施工班组进行技术交底，安全负责人则提交安全交底。在施工前的检查完后，需要确定钢管的长短以及口径大小，若是原来的钢管不够长，就需要进行焊接，焊接结束后，需要对其进行防腐养护工作。

2.2 施工时的重点内容

在正式施工时，首先要进行放线，在准备工作中完成了测量步骤，此时应当利用辅助设备已焊接完的管道为中心，每个侧面约放宽4 m作为开挖基槽的边线，槽底宽度应当满足方案设计要求。其次是开挖管沟。在开挖前，为了防止管道下沉时使防腐层受到损坏，应当在卵石与管底间垫上草袋捆或者细土袋。在开挖现场需要有专业人士指导，施工人员与指导人员相互配合。为了提高工作效率，可以使用两台挖掘机同时开工，在管道两侧进行挖掘。为了保证设计要求的深度，挖掘机需要将开挖过程中塌落的土层从管道侧下方挖出，每在一个点处保证了深度之后，挖掘机就可向后挪动，以进行下一个重复挖掘动作。为保障环境卫生，需要集中堆放管道下方的草袋[2]。再次是利用导流渠排水，开挖管沟后，根据沟底深浅，深沟往往有一定的出水量，为了保证工作的顺利进行，需要挖个坑进行排水。每隔30 m就可以进行挖个大小2 m×2 m的积水坑，再用抽水汞将沟内和坑内积水排除，防止积水过多发生塌方。在河道与管沟交汇地区，可以在管沟的另一端开挖导流渠进行排水，导流渠的作用是把施工中产生的水引离施工地区，根据施工现场的具体情况具体分析导流渠的开挖深度。

2.3 放管以及地貌恢复

在沟中水排空之后即可进行管道下沟了，采用的方式一般是吊装。大型的吊装是几个机器同时进行，待管线离开地面后，吊装机可缓缓向后移动，将管体平稳放平。管道吊装特别适合于运河、河流等处，确定水下沉管位置，然后用拖船将钢管慢慢下放。最后是进行细土垫层。由于此时管道和管沟中含有部分水，如果是直接细土回填极易被水带走，因此需要将细土用编织袋装好，包围在管道周围，宽度约在300 mm。值得注意的是，细土包括着颗粒，粒状物的直径不得大于15 mm，且10～15 mm的含量应当控制在细土总含量的15%左右。细土回填后要确保地貌与开挖前大体一致，保持整个地势平坦，不会造成巨大的负面效应。

2.4 施工后的收尾工作

对于管沟槽的回填阶段，试想下，如果直接用细土覆盖管沟，会产生何种效果呢？产生的影响是可能会发生管沟塌方，或者是沟上掉下来的石块损坏防腐层，因此需要在管道上盖上大约两层后的编织袋。

技术不仅要求精确，而且要求安全。防患于未然，在沉管技术施工过程中，应当保证经过防腐层检测和补伤环节[3]。环节由专门检测人员进行，专门人员具有专业基础知识，了解具体的操作规范。检测与补伤的机械设备应当符合一定的技术和安全要求，同时，必须拥有5 s内稳定显示数字的测温仪。在管沟检漏前，需擦净管道防腐层外面的泥土，而后实施检漏，发现有漏点需要及时采取措施进行补救。

3 正确看待沉管技术在给水施工工程中的价值

沉管技术与顶管法或架空过河方法相比，对周边环境带来的危害较小，施工的时间短，经济，符合现代的社会发展要求，但是沉管技术对技术的要求高，需要加强在施工过程中的指导与控制，一旦出现问题，及时采取措施进行补救，沉管技术的工序、步骤比较多，一环扣一环，工序程序比较丰富且复杂，例如包括焊接、排水、回填、开挖和防腐处理。由于管道是专门用来供给水资源，因此必须保证管道本身的质量以及管道周边的环境卫生，一旦这些技术投入使用，将是长期的工程，很难再进行维修，所以必须把好沉管施工的各个阶段的关卡[4]。据地形地貌的实际情况，设计出有针对性的施工方案。

4 结语

总而言之，沉管技术在当今社会中发挥越来越重要的作用，这是工程技术的一大进步，同时也是社会快速发展和科技进步的结果。深入地观察会发现，沉管技术的具体步骤繁多，从宏观上把握，从施工前的准备到施工后的检测与纠正偏差；从微观上来看，首先是测量放线，然后管道焊接，管沟的开挖，管沟的排水，钢管入沟以及细土回填，在这一系列过程中，需要注意许多细微的环节，例如沟深的具体数据，沟里排水是简单的深水坑还是引水渠，细土的大小形状如何确定，这些都需要仔细地控制，牵一发而动全身，质量控制是技术的保证，而给水工程的特殊性和现代城市环境的特殊性也迫切需要对沉管技术进一步的提高。

参考文献

[1]王孟耀.浅析沉管技术给水工程施工中的问题[J].山西建筑，2011（3）：45.

[2]钟鹤云.中国城市给水工程是的发展趋向[J].给水排水，2012（4）：22.

[3]康万平，王宇，李战宏.沉管技术在长输管道河谷段的施工应用[J].施工技术，2010（29）：551.

[4]周鑫根.嘉兴市长距离跨流域引水工程方案反思[J].中国给水排水，2004，9：34-35.

[5]陈位洪，熊勃.浅谈广州市西江引水工程管道基坑支护设计[J].特种结构，2010，5：12-13.