南水北调配套工程穿越施工分类及质量安全控制要点

□ 齐 浩（河南科源水利建设工程检测有限公司）

0 引言

河南省南水北调受水区供水配套工程中，由于管线需跨越河流、公路、管道等天然及人工屏障，在实际施工中，穿越工程在所难免，同时往往也是其所在标段的重点、风险工程。由于地形地貌、施工难易、设计风格等因素决定，穿越工程又分以下几类:倒虹吸穿越；JPCCP管顶进穿越；外套钢筋混凝土管+内钢管穿越；箱涵顶进+内PCCP管穿越。

1 倒虹吸穿越

1.1 特点及主要工序介绍

该类施工主要用于穿越原有河道，类似于南水北调总干渠倒虹吸施工，主要区别在于增加内包钢质管件。

倒虹吸穿越施工主要工序:导流及围堰施工→降排水→基坑开挖→垫层混凝土浇筑→钢管就位及焊接→外包钢筋混凝土施工→进出口阀井施工→土方回填。

1.2 控制要点

钢管就位及焊接，外包钢筋混凝土施工这两大类。部分施工单位存在误区，认为有外包钢筋混凝土作保证，钢制管件即使存在轴线偏差、焊接质量差等问题，也不会影响工程质量和长期运行。这也是质量检查中必须克服的麻痹思想。

1.3 控制方法

1.3.1 钢管轴线偏差

钢管就位全过程实行测量监控，实际检查中应对“钢管轴线位置三检表”中班组检查结果与质检人员检查结果仔细比对，误差应接近，偏移方向应一致，若不一致则为造假资料。

1.3.2 钢管焊接质量

施工单位开工前向监理单位上报焊工人员证书及焊接工艺试验报告，焊接过程应严格按照设计文件中焊缝质量进行控制。焊接完成24h以后，委托有金属结构检测资质的试验单位进行焊缝超声波无损探伤和X射线探伤综合检测，并评定焊缝等级出具检测报告。对于缺陷焊缝上报质量缺陷备案，在组织缺陷处理后进行复检。

1.3.3 外包钢筋混凝土质量

实际施工中存在的问题从两方面控制。首先钢筋制安，加强焊接质量检查，避免出现焊缝长度不达标、焊缝夹渣，设置钢筋垫块，避免出现钢筋保护层厚度不足，同时开仓前必须对除锈钢筋进行处理。其次混凝土工程，配套工程施工单位一般不自建混凝土拌和站，而采用商品混凝土浇筑。在高温季节长距离运输混凝土部分商混公司为保证坍落度和浇筑性能，存在私自加水情况。因此应加强入仓坍落度和温度检测，并成型同条件养护混凝土强度试块。监理单位和施工单位加强振捣工人操作培训，对入仓混凝土及时平仓、加强振捣。浇筑完毕后加强养护措施，避免混凝土后期抗压强度不达标。

2 JPCCP管顶进穿越

2.1 特点及主要工序介绍

JPCCP，是在传统 PrestressedConcreteCylinderPipe（PCCP）预应力钢筒混凝土管基础上外包钢板从而衍生出的。该类穿越施工具有经济、快捷的特点，适合普通公路、高速公路等道路工程穿越，但也存在传统管径小过流量少、一次可穿越距离短、长期运行存在管缝渗漏风险的缺点。

JPCCP管顶进施工主要工序:降排水施工→工作井施工→顶进后背墙施工→顶进设备安装→土方定向开挖→JPCCP管顶进→管道外壁压浆加固→进出口施工。

2.2 控制要点

JPCCP管顶进测量与纠偏控制，顶进过程中管前挖土长度与顶进尺寸控制，上方建筑物沉降控制，管道外壁压浆加固控制，安装完毕管件打压检测控制。

2.3 控制方法

2.3.1 JPCCP管顶进测量与纠偏控制

加强管内轴线、高程测量，在工作井内设置固定测站。使用激光经纬仪跟踪顶管机内光靶测尺，观测顶管机内平面测尺偏差读数从而控制轴线偏差；采用水准仪测量顶管机中心标高，与设计高程对比控制高程偏差。其次，设置万向铰、油缸及控制阀组成的纠偏系统，顶进过程中通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，依照勤测、勤纠、缓纠的原则，使纠偏与顶进同步进行。

2.3.2 顶进过程中管前挖土长度与顶进尺寸控制

该项控制属于安全控制要求，根据土质条件不同管前可开挖长度不同，一般以100cm作为控制值，管周不得超挖。

2.3.3 上方建筑物沉降控制

该项控制属于安全控制要求，现场应在顶管中心轴线上方地面布置沉降观测点。依据顶管上方情况设置沉降警报值，当监测值接近警报值时，预警并通知有关单位。重要建筑物还应向建管单位上报应急预案。

2.3.4 管道外壁压浆加固控制

由于顶进过程中管前开挖导致原始基础与管道存在间隙易导致后期沉降，外壁压浆加固必须进行，同时也是《给水排水管道施工及验收规范》（GB50268-2008）规范中有“顶管法施工方案应包括:1.10地表及构筑物变形与形变监测和控制措施”规定的具体操作办法。现场施工应控制水泥浆比例（一般采用水:水泥质量比1:1比例），现场人员还应填写“管道灌浆记录表”，对泥浆比例、灌注起始时间、结束时间、灌浆压力、总灌浆量全程观测记录。

2.3.5 安装完毕管件打压检测控制

该项控制影响长期运行后管缝渗漏风险，严格遵南水北调配套工程管理局下发管道打压检测方法，落实3次打压制度。

3 外套钢筋混凝土管+内钢管穿越

3.1 特点及主要工序介绍

外套管作为顶进管，该施工方法截面形式为:外套钢筋混凝土管+内部无缝承压钢管（设计压力一般为1.00MPa）+内外管间隙填充自密实混凝土。该类穿越施工可避免长期运行后管缝渗漏风险。

主要工序:降排水施工→工作井施工→顶进后背墙施工→顶进设备安装→土方定向开挖→外套管顶进→管道外壁压浆加固→内钢管就位及焊接→自密实混凝土浇筑→进出口施工。

3.2 控制要点

外套管顶进测量与纠偏控制，顶进过程中管前挖土长度与顶进尺寸控制，上方建筑物沉降控制，外套管道外壁压浆加固控制，内钢管就位及焊接控制，自密实混凝土浇筑控制。

3.3 控制方法

3.3.1 外套管顶进测量与纠偏控制

顶进过程中管前挖土长度与顶进尺寸控制，上方建筑物沉降控制，外套管道外壁压浆加固控制，内钢管就位及焊接控制:主要控制措施可参照倒虹吸穿越和JPCCP管顶进穿越进行控制。

3.3.2 自密实混凝土浇筑控制

自密实混凝土的浇筑主要起固定内部钢质管件和防止钢质管件外壁锈蚀两个作用。开工前施工单位需委托具备资质的试验单位进行自密实混凝土配合比设计试验工作，并复合其扩展度、初终凝时间、抗压强度、施工可操作性等。配合比报告、浇筑施工方案经审查批准后才能进行浇筑，施工方案要重点描述保证混凝土浇筑密实的措施方法。自密实混凝土浇筑过程中，要采取措施防止钢管上浮、测移，防止因穿越距离长混凝土用量大商混运距远等因素造成的，局部初凝导致冷缝等不密实情况。

4 箱涵顶进+内PCCP管穿越

4.1 特点及主要工序介绍

该类施工适合过管径大、流量大的穿越工程。其施工具有工程量大、工期长、机械设备要求高的特点。

主要工序:降排水施工→基坑开挖→箱体预制→管棚、门架施工→顶进后背墙施工→顶进设备安装→土方定向开挖→箱涵顶进→箱涵外壁压浆加固→内PCCP管就位及安装→进出口施工。

4.2 控制要点

管棚、门架施工控制，箱涵顶进测量与纠偏控制，顶进过程中箱涵前挖土长度与顶进尺寸控制，上方建筑物沉降控制，箱涵外壁压浆加固控制，PCCP管就位及安装控制。

4.3 控制方法

4.3.1 箱涵顶进测量与纠偏控制

顶进过程中箱涵前挖土长度与顶进尺寸控制，上方建筑物沉降控制，箱涵外壁压浆加固控制:主要控制措施可参照倒虹吸穿越和JPCCP管顶进穿越进行控制。

4.3.2 管棚、门架施工控制

为防止上方坍塌、断裂等现象，在箱涵上部、两侧应采用管棚支护技术进行项进通道的周围防护，以管棚有效支撑土体的重量，避免上面土体的坍塌，并隔离上面的土体和下面的箱涵，钢管和孔壁之间的空隙压满水泥浆，不得留有空隙由此保证土体稳定。管棚钻孔时采用隔孔跳钻的方法钻进，以避免钻孔时出现塌孔和较大的沉降。在始发坑顶进端口设置门架，增加管棚的稳定性及整体性，门架基础采用钢筋混凝土基础。

4.3.3 PCCP管就位及安装控制

由于箱涵与PCCP管之间操作空间小，要防止在PCCP管移动过程中造成的外防腐层破损、承插口受损等人为破坏。同时加强管道内接缝、轴线偏差控制。

5 结语

设计方依据现场地质地貌科学选择设计穿越方式；施工方编制切实可行操作性强的穿越施工方案，明确施工重点、难点及质量安全控制点，将批复方案严格落实到位，做好质量安全控制；监理建管方对穿越施工方案认真审核，并保持质量安全高压态势。南水北调配套工程穿越施工这一重要隐蔽工程的质量安全即可得到保障。