大伙房水库输水工程穿越太子河段钢管施工

张国慧　刘志强

摘 要：大伙房水库输水（二期）工程，管线穿越太子河施工段开挖断面大、坡度陡、施工导流及降排水施工难度较大。施工中采用流水作业，使各工序有条不紊，并注重钢管焊接质量，保证了施工质量和进度，节约了投资。

关键词：穿越；钢管施工；水库输水工程

1 概述

大伙房水库输水（二期）工程第五标段，位于辽阳境内，管线为双线DN2400PCCP管道安装，施工段总长39571.31m。其中穿越太子河钢管段长3272.76m。DN2500钢管单节长12m，钢管基础为10cm混凝土垫层，20cm混凝土底板，钢管120度弧基为包角混凝土。汛期太子河水位高程19.75m ，流量3921m3/s。本段全断面为粉细砂，边坡稳定性差。

2 水流控制

2.1 施工导流

由于河面较宽且流量较大，采用二期围堰导流法。过河施工选择在春季枯水期进行，围堰按10年一遇洪水设计，高2米，顶宽5m，坡比1：1，编织袋装砂护坡，底部设排水沟。填筑前，先清除基底杂物，保证围堰具有可靠的稳定性、牢固性和不透水性，必要时可在围堰的两侧面打桩支撑。

2.2 降排水

本工程经多方论证采用管井降水方案。施工前沿开挖沟槽一侧打井排水，基坑两侧设置明沟，收集基坑和坑壁渗水。管井间距12m，深15～18m，直径60cm。管井延沟槽单排布设，每眼井安一台潜水泵进行抽水。

3 沟槽开挖

每个工作面安排5台挖掘机同时施工，其中2台进行上层土剥离，剥离深2m，该土返至施工道路一侧，由推土机摊平，形成材料堆放及施工操作场地；另外1台进行沟槽基础开挖，2台在堆土区进行倒土。管井降水5天后进行开挖施工，开挖长度原则上不超出一天的安装进度量。基坑或管沟挖土时须在沟底留0.2-0.3m厚的土层，待施工管基时人工清理至设计底标高。

4 砼施工

沟槽开挖至设计标高，经联合验收后即可进行垫层及混凝土底板施工。管道安装完成，待管线轴线、标高检验及焊口检测合格，经阶段性验收后方可浇筑包角混凝土。为便于焊接和检查，在管线每个接口处预留宽1.5m，深0.8m工作坑，工作坑位置应结合外包混凝土沉降缝统一考虑。

4.1 施工准备

首先排除基坑内积水，清除坑内杂物，然后支立模板，模板缝隙须严密不漏浆。由于沟槽较深，混凝土采用溜槽浇筑，溜槽延沟槽边坡架设稳定。水泥、砂、石子等原材料经检查符合有关要求。在施工前须对施工班组进行技术交底，包括作业内容、特点、数量、工期、方法、安全，质量要求和施工缝设置等。

4.2 拌和

采用自落式搅拌机，搅拌时间3分钟。拌制严格按承包人现场试验室提供并经监理工程师批准的混凝土配料单进行配料，严禁擅自更改配料单。因混凝土拌和及配料不当，或因拌和时间过长而报废的混凝土应弃置在指定场地。

4.3 运输

混凝土自搅拌机中卸出后，人工推手推车运到浇筑地点，卸至溜槽内。运输过程中要防止混凝土离析，水泥浆流失，坍落度变化以及发生初凝等现象。

4.4 浇筑

基础清理以及模板安装等经监理工程师检验合格后，即可进行浇筑施工。混凝土由溜槽进入仓面，人工摊铺振捣。浇筑应保持连续性，振捣要均匀。浇筑后及时覆盖洒水养护。

5 钢管安装

5.1 安装要求

按施工图纸所示敷设管道和安装管节、配件。管道就位后应进行加固，防止回填之前管道上浮。管道本身水平倾斜不能超过准线50mm，竖向偏离不超过12mm。在接口位置先挖足够大的预留工作坑，以便于对整个接口进行检查和测试。当操作工序中断、停工时，最后敷设的管道开口端应加以封堵，防止异物进入。钢管支墩应有足够的强度和稳定性，以保证钢管在安装过程中不发生位移和变形。环缝焊接除图纸有规定者外，应逐条焊接，不得跳跃，不得强行组装。管壁上不得随意焊接临时支撑或脚踏板等构件。

5.2 焊接材料要求

焊接材料必须有出厂质量证明书，如出厂时间与施焊时间相隔超过一年，必须重新进行试验鉴定，鉴定合格方可使用。焊条、焊剂应放置在通风、干燥和室温不低于5℃、相对湿度不应高于70%的专用库房内，由专人保管。烘焙后的焊条应放入100℃～150℃的保温箱内，药皮应无明显脱落和裂纹。现场使用的焊条应装入保温桶，焊条在保温桶内的时间超过4h的，应重新烘焙，重新烘焙次数不能超过2次。

5.3 焊接

钢管焊接施工须在风速小于8m/s，温度不低于-5℃，空气相对湿度不高于90%的条件下进行，夜间施工时，施工现场应有足够的照明。钢管的现场焊缝焊接采用手工埋弧焊。钢管管壁的对接为双面焊接，坡口为机械加工的单Y型。施焊前，应将坡口及其两侧10～20mm范围内的铁锈、熔渣、油垢、水迹等杂质认真清理干净，直至露出金属光泽为止，还应检查定位焊质量，如有裂纹、气孔、夹渣等缺陷均应清除。钢管内、外支撑、工卡具、吊耳及其它临时构件焊接时，严禁在母材上引弧和熄弧。

5.4 检验

所有焊缝的外观质量应符合GB/T12469-90《焊接质量保证钢熔化焊接接头要求及质量评级》的规定。对接焊缝顶部应均匀平整，顶高不超过3mm。如果目检发现焊缝面的轮廓不适易于作无损探伤检查和喷涂防腐涂料，则应对其研磨使之平整。超声波为100%，X射线探伤复验长度为焊縫全长的10%。

5.5 钢管防腐

5.5.1 内防腐。钢管内壁涂装水泥砂浆防腐，DN2500的钢管防腐层厚度不小于25mm。水泥砂浆防腐应在外部回填土全部回填后，并且管道变形基本稳定后进行。施工前，应先将钢丝网焊在钢管内壁上，采用机械式浇筑外加人工抹压方式衬砌。水泥砂浆内防腐施工完成后，应立即将管道封堵，终凝后进行潮湿养护，养护时间应不小于7d。防腐层的裂缝宽度不应大于0.8mm，沿管道纵向长度不应大于1m；防腐层厚度偏差±3mm，空窝等表面缺陷深度不应大于3mm，缺陷面积不应大于5cm2；防腐层平整度，以300mm长的直尺，沿管道纵向贴靠管壁，防腐层表面和直尺间的缝隙应小于2mm；防腐层空鼓缺陷每平方米不超过2处，每处不得大于100cm2。

5.5.2 接口外防腐。钢管接口外防腐采用钢管厂家提供的防腐涂料及玻璃丝布。先将钢管外接口进行打磨除锈处理，完成后涂刷第一遍防腐涂料，涂刷前钢表面必须干燥，要求涂刷量足、不得漏涂，涂刷后立即缠玻璃丝布，搭接宽度20～25mm，与钢管或PCCP原有防腐涂层搭接宽度40～50mm。缠完后立即再均匀涂刷一层防腐涂料，要求缠两层玻璃丝布，首层缠绕完毕，反向再缠一层，面上再涂一遍防腐涂料。

6 沟槽回填

回填施工遵守分区控制的原则，其回填由下到上分为管侧回填区和一般回填区。管侧回填区：系指建基面至管中心高程处的回填区域。回填应分层夯实，压实度不小于95%。一般回填区：垂直对应管顶1.1m以上至原地面及管侧回填区区至石笼部分，回填土压实度不低于90%。回填采用挖掘机撒土，人工配合电动夯实机夯实。回填至管顶30cm时，按设计要求回填土工格栅石笼。原地面以上回填30cm预留沉降量。

7 结束语

大伙房水库输水（二期）工程管线穿越太子河施工开挖断面大、坡度陡、施工导流及降排水施工难度较大，在施工中首先采用二期围堰、管井降水等措施保证管线基础及钢管安装在干地进行。施工中合理安排进度，加强现场管理，强化每个作业过程、每道工序的控制，对沟槽开挖、基础垫层及混凝土施工、管线安装、焊接、探伤检测、防腐、回填等工序采用流水作业，使各工序有条不紊，既保证了施工质量和进度，也节约了投资。

作者简介：张国慧，女，工程师，中国水利水电第六工程局有限公司。

刘志强，男，高级工程师，中国水利水电第六工程局有限公司。