滩涂地质管沟开挖施工

河北华北石油工程建设有限公司 河北 沧州 062552

1 引言

滩涂是一种比较特殊的地质环境,地下水含量丰富、土质比较松软、地层承载能力差,在沟埋天然气输送管线开挖施工中,如果采用常规管道开挖施工技术,极易产生严重坍塌事故[1]。因此加强对滩涂地质条件下的管沟开挖施工技术进行研究,对于实现安全生产、保障施工人员的生命安全及国家财产免遭损失,构建和谐社会和可持续发展社会,都具有重要意义。

2 拉森钢板桩施工技术

拉森钢板桩施工技术又被称之为U型钢板桩施工技术,作为一种新型建筑材料,在深基坑工程建设施工及沟埋管道开挖施工中,作为挡土、挡水、挡沙墙,发挥着极其重要的支撑维护作用。作为深基坑作业及沟埋管道开挖施工中的支撑维护设施,拉森钢板桩具有施工操作简单、绿色环保、建设费用低可重复使用、抢险救灾时效性强、施工占地面积小、安全防护和防水性能好、对空间要求低等特点,已被广泛应用于深基坑及沟埋管道开挖施工作业中[2]。

3 本项目拉森钢板桩打桩施工方案

按照工程设计方案,甬台温输气管线苍南支线线路工程全场31.8km,其中14.37km需要穿越土质松软的滩涂地带,工程设计施工方案为管道直埋,管道上方土层埋藏深度为3m以上。根据项目区域地质构造的实际情况,经过工程技术人员的现场勘查和反复论证,采用拉森钢板桩打桩施工技术方案并采用沟下焊接施工技术。具体如下：

第一,实施方案。按照工程设计图纸,进行现场测量放线,完成工程施工借地申请审批手续后,采用水路挖掘机进场整修道路、扫线并对施工场地进行平整,上述基础性工作完成后,沿管线中心线两侧及两端根据施工技术标准和安全生产规范要求,全部打入质量符合国家强制性标准(JG/T196－2018)的拉森钢板桩。拉森钢板桩的作用包括两方面,其一是对开挖的管沟壁起支撑保护作用,防止已开挖的管沟壁坍塌造成人员伤亡和财产损失等安全生产事故；其二是防水作用,拉森钢板桩能够有效阻止已开挖的管沟壁向管沟内渗水,起到有效隔水,保证已开挖的管沟不受渗透水害影响。打入拉森钢板桩必须严格按照工程技术要求,做好定位导向作业,严格控制钢板桩的双向比直度和锁口咬合度,在钢板桩内侧嵌塞入板条、棉絮、麻绒等材料可增加防渗效果[3]。打入钢板桩必须达到设计深度,否则将给后续开挖施工带来严重安全隐患,拉森钢板桩全部打完并经过检查验收合格后,方可进入下一阶段的施工。

第二,实施措施。管沟开挖施工中,使用长臂挖掘机对管沟进行开挖,同时要对拉森钢板桩做好横撑支撑作业,以防止钢板桩受地层挤压及挖掘机重压向内倾倒使造成管沟壁坍塌事故。将经过防腐技术处理的管道穿过横撑放入沟内,同时调迁设备在沟下对输气管线实施阻焊、检测、进一步做防腐处理(尤其是焊口部位及由于机械碰撞防腐层受损部位)、压重块压重,通信硅芯管及光缆敷设,阴极保护施工等,上述各项施工程序完成并检测合格后,进行管沟回填、对钢板桩实施拆除和地面植被恢复,同时对阴极保护测试桩(兼做里程标识桩)、转角桩、标志桩等三桩按技术标准要求进行埋设。

第三,施工过程。工程施工便道及施工作业带内道路满足工程施工作业要求后,拉森钢板桩及打桩机进入施工现场,开始在管线铺设中心线两侧及两端用470型打桩机进行拉森钢板桩(长度12m/根)打桩施工。为了便于在管沟内焊接作业,普通段管沟开挖宽度设计为3m,开挖深度3.5m；定向钻连头为工程施工的特殊点,需要带管线实施管沟开挖作业,为了有效避免挖伤地下防腐输气管线,特殊点的管沟开挖宽度为4.5m,管沟挖掘深度4.5m。管沟挖掘施工中需要使用长臂挖掘机在远离钢板桩的位置实施挖掘作业,将挖出的土方送至远离管沟处堆放以减轻钢板桩所承受的挤压力,配置普通挖掘机进行适当的二次倒运。管沟开挖施工中,为了防止钢板桩受地层压力导致变形,在挖掘过程中需要对钢板桩进行加固,架设钢板桩支架及横支撑(如图1)。在管沟开挖过程中,对钢板桩受力情况要指定专人进行动态监测,发现问题及时处理,确保管沟开挖施工的安全。

图1 拉森钢板桩打桩及长臂挖掘机施工现场图

4 结论

拉森钢板桩大桩施工技术是目前深基坑及管沟开挖施工的一项重要技术,该技术有效解决了滩涂、沼泽、复杂水网及松软地质条件下管沟开挖的技术难题,对保障施工过程的人身及机械设备的安全和对生态环境保护,实现社会经济的可持续发展,具有重要意义。