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２００６年第４期
《山东建材》
１ 工程概况
为适应广州市经济的快速发展，进一步缓解广州市水质性缺水的紧张局面，经省、市政府决策，广州市自来水公司兴建南洲水厂，建设规模１００万ｍ３／ｄ，为全国最大的日产水量水厂。南洲水厂原水输水管工程全长约２５．６ｋｍ，采用管径ＤＮ２２００双线布设，需穿越潭洲水道、陈村水道、三支香水道和珠江后航道等４条主要河道，其中穿越三支香水道采用沉管法施工。三支香水道河堤岸距３０６ｍ，常水位水深６ｍ，该河道虽不是广州的主航道，但也常有小吨位船只过往。由于原水管工程的一个重要任务是为广州大学城提供优质原水，大学城开学不能延后，该工程工期只有１２０天，时间很紧迫。 本工程为南洲水厂ＤＮ２２００原水输水管新光Ａ２标段，过江段管道水平总长３１５．４ｍ，分Ａ、Ｂ两管线，管中间距７．０ｍ，两管线完全一样，根据河床情况设计成中间最低水平段１４６ｍ，北侧水平段７０ｍ，两水平段间的斜臂段２７ｍ，南侧斜臂段４８ｍ，另有北侧斜臂段１０ｍ，南北两端头水平段共１４．４ｍ。管线全长设吊点数１４个，管底钢筋混
透风窗南洲水厂ＤＮ２２００原水管穿越三支香水道沉管工程施工
李志伟
（广州市建筑工程监理有限公司）
摘 要：广州市南洲水厂原水取自佛山顺德区西海地域的顺德水道，原水管工程全线长约２５．６ｋｍ，在穿越番禺区三支香水道时采用沉管法施工。本文中较完整地介绍了该工程的施工步骤、施工中应注意的问题，其工法具有经济、简便、快速的特点，值得推广应用。
中图分类号：ＴＵ９９１．４１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－１３２４（２００６）０４－０１０３－０３
凝土支座垫梁基础９个，沉放后中间最低水平段管轴高程为－９．５４ｍ（珠基高程），两岸管端管轴高程为－２．５９ｍ（珠基高程），单线过江管总重量约４２０ｔ。河中间管槽约有１２０ｍ中风化岩石，需作水下爆破清除。管材规格采用ＤＮ２２００×１８直缝焊接钢管，材质Ｑ２３５Ａ，Ｘ型坡口，接口焊缝进行１００％超声波探伤，按１０％的比例Ｘ光拍片抽检。内防腐用水泥砂浆衬里，接口外防腐采用三油二布，管身部分的内外防腐由生产厂家已完成。 ２ 施工步骤和应注意的问题凝胶材料
建设单位负责与水利局、航道局、海事局的外部关系协调和手续办理。沉管工程主要的工作由以下几部分组成：①Ａ、Ｂ管成型管道的制作、焊接加工组装；②江心基槽岩石水下爆破和清除、河床开挖、管道基础处理、河堤开挖和支护。③成型管的吊运、拖航至工程地点附近水域；④过江管整体吊装沉放及河床基槽回填处理。２．１ 成型管的制作 水下爆破和清渣、河床开挖工作与成型管制作可在不同地点同时开展，成型管制作的场地必须满足以下条件：①场地开阔，满足制作和储备
适当数量管材的需要；②有运输管材的道路；③制作完成后吊运、拖运至沉管地点尽可能方便，并不能有在运输过程中造成质量隐患的风险；④运输手续没有问题。经综合考察制作场地选择在距沉管地点１８公里左右的珠江上游金沙洲岸边。
原水管
成型管制作测量控制：①按设计图纸要求在成型场地放样定线，设置带标志中桩，中桩间距不大于１０ｍ；②成型管的垂直面控制：以枕木搭台承托钢管对接，用测量仪器控制每个平台处于同一高程，与枕木台平面接触的成型管点形成的平面即为过江管的垂直面；③高程控制：沿安装管线旁边设置水准点，且为同一标高，水准点形成的线与带标志中桩线是平行的，便于核对中线与成型管边线是否符合高程控制的要求。
钢管焊接技术措施和质量要求：①焊口两侧各不少于１０ｍｍ范围内的铁锈、污垢、油脂等清除干净，使露出金属光泽；②钢管的纵向焊缝端部不得进行点焊，点焊厚度与第一层焊接厚度相似，其焊缝根部必须焊透；③第一层焊接缝根部必须均匀焊透，并不得焊穿，在焊接以后各层时，应将前一层焊渣全部清除干净，每层焊缝厚度一段为焊条直径的０．８～１．２倍。各层引弧点和熄弧点均应错开；④焊缝表面光顺、均匀，呈整齐鱼鳞状，根部要焊透，焊缝宽窄一致，无明显的凹凸缺陷、咬边、裂纹、气孔、弧坑等现象，焊缝加强面应高出管面约２ｍｍ，焊出坡口边缘２～３ｍｍ，每道焊缝均经１００％超声波检测，达到ＧＢ１１３４５的Ⅱ级，另由建设单位抽查１０％经Ｘ射线探伤，达到ＧＢ３３２３的Ⅲ级。
导丝男士
焊口内防腐采用无毒保洁涂料Ｔ－９９，焊口外防腐用三油二布。在焊接两端封板前经过监理、业主全面检查管内腔质量，之后封板试压，水压试验压力１．０ＭＰａ，保持恒压１０ｍｉｎ，检查接口、管身无破损、变形及漏水现象，压力降为０，试验合格。经试验合格后即可做吊运、拖航的准备工作。
２．２ 水下爆破和清渣、河床基槽开挖、管道基础处理、河堤开挖及支护
河床基槽的开挖必须向广州海事局申请办理水上水下施工作业许可证，并发布航道通告和航行通告。在施工前对图纸及业主提供的施工控制点、水准点进行交接复核，测设施工基线和施工水准点，测量
组在整个开挖过程中对基槽轴线、宽度及标高进行监测，并指导挖泥船进行开挖。水下爆破和清渣工作，均由专业公司负责，采取白天进行爆破施工，晚上抓斗船进施工区清渣，爆破、清渣开挖施工交叉进行，方向由北向南。起爆时，派船只进行警戒，禁止过往船只靠近爆破区，确保水面安全距离内无潜水作业、游泳人员后起爆。清挖的石渣和疏浚土由泥驳船运至海事部门指定的卸渣区抛卸。其余河床段基槽的开挖采用１．５ｍ３、３ｍ３抓斗挖泥船各一艘分别从两岸距岸３ｍ处向对岸开挖，第一次先挖至距基槽底１．５～２．０ｍ处，挖出基槽雏形；第二次同样从两岸距岸３ｍ处向对岸开挖，挖至管底标高超深０．５ｍ，并在过程中掌握好涨潮和退潮的回淤量；第三次开挖的目的是对基槽清淤及开挖垫点坑，如发现回淤量大时，则扩大边坡或在回淤量过大的一边挖出回淤带。开挖完成后进行测量验收，完成的时间控制在沉管前不久，以避免回淤过大，抛石前及沉管前对基槽进行全面复测。
基槽共设置１１个管道基础，两岸管端１＃、１１＃以泥包作垫点，２＃－９＃以混凝土垫梁及垫梁下４００ｍｍ用１５０－３００级配石作基础。沉管完成后还需抛填８０～１５０ｍｍ级配碎石护管，填至管顶以上３００ｍｍ。先抛块石，后抛碎石，碎石抛填以石包形式吊放到垫点位，由潜水员拆包铺垫。基础面的精平和垫梁安装投入了两个潜水组、两艘吊船和两艘垫梁运输船进行，全程由测量技术人员指导潜水员作业，直至符合要求为止。
河堤的开挖须要经水利部门批准，并按批准的施工方案组织施工。施工方法采用围堰法，施打１２ｍ
长的拉森Ⅲ型钢板桩围堰止水，沉管前和沉管后有所不同。沉管前的主要目的是为了解决管道的基础处理，沉管后是为了便于过江管与陆岸管的接驳。围堰的高度必须要超过潮汛的最高水位。工程完成后经水利部门验收合格，岸堤的修复也由水利施工单位负责修复。
２．３ 成型管的吊运、拖航
在实施前编制好详尽的施工作业方案，并提前经有关部门的批准和办理相关手续。
成型管在吊运下水前注意检查是否已全部试
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压合格，所有阀门、法兰、封堵板等是否已关严和焊牢，内、外防腐是否已符合要求。本次吊运成型管的最大自重约４２０吨，采用３艘吊力大于１００吨和６艘吊力大于５０吨的吊船共同吊运。保证起吊能力大于重量１．５倍以上。在吊运过程中保证管道各吊点受力均衡是关键，起吊的升或降每一动作控制在０．２～０．３ｍ，始终使钢管处于水平状态。吊到岸边江面寄放时使用３艘吊船泊于钢管外侧并锚定，避免漂移；晚上吊船设锚灯，两管端设危险标志灯，派专人值班，避免来往船舶误碰。
拖航期间由港监部门负责监护、清道和其他配合工作。由于拖航所途经水道均为感潮河段，且码头、
港口、桥梁、弯道多，来往船只繁忙，需特别注意进出船只占用航道情况对拖管工作的影响，整个拖航过程选在逆流进行，便于控制。本次拖航任务把Ａ、Ｂ管组对一次拖航完成，拖航时间约需８～９ｈ，使用了１７６ｋｗ拖轮两艘，５９ｋｗ、２９ｋｗ锚艇各两艘，港监引航船两艘，到达沉放施工现场后临时寄放于海事处指定的水域，锚泊的位置注意选择在便于气密性试验的地方，同时有利于以后横管，派专人值班全天候看护，监护成型管避免搁浅、碰撞等意外情况发生，注意台风预报，作好应急准备，晚上悬挂警示灯号确保锚泊安全。
紧接着的工序是完成水面气压试验，缓慢升压至０．１ＭＰａ，用肥皂水进行外观检查，恒压３０ｍｉｎ，无泄漏及变形等异常现象，压力降为０，气密性试验合格，过后即进入工程的最关键部分蜒吊装沉放阶段。
２．４ 过江沉管整体吊装沉放和河床基槽回填处理沉管日期根据广州港５月份的潮汐表选定一个潮差较小，平流时间在早上９～１１时的日期，经选择定于５月１９、２０日每天沉放一条管道，确定日期后提前２０天办理封航手续，并发布公告；同时与广州气象台取得联系，获取４月份的天气概况和５月份天气趋势预报的资料，供参考以作相应准备。经计算过江管单条总重约４２０吨，投入３艘１００吨吊船，６艘大于５０吨吊船用于工作，１００吨、５０吨备用吊船各一艘，外加北岸８０吨汽车吊一辆，南岸５０吨汽车吊一辆配合工作，起吊能力约１．５倍；５月１８日河床基槽情况复测符合要求，所有吊船已布锚在各自编号的位置粗就位，其它工作已全部准备就绪。
环境风洞
１９日上午９：００开始将钢管从寄放位置拖出，将北岸管端拖向北岸河堤槽口位置，在管道下游多设３艘锚艇控制管道受力，避免出现较大变形，并控制横管的速度。钢管北端拖至北岸后，８０吨吊机马上执络将管端固定。在横管的同时，所有吊船马上布锚就位，全部吊船对准吊点编号做好执络准备。当两管端将与两岸接触时，停止横管，各吊船趋前至钢管边各自的吊点上执络。执络完成后在统一指挥下预受力，总指挥根据各吊船所处位置，指挥各吊船的起吊高度，中间直管段吊船只保持预受力。当两管端管底吊起至两岸高度时，可继续横管，直至两管端处于槽口基槽上方，此时打开两管端排气阀，在统一指挥下将钢管吊起成形，整个过程已将管道截面旋转９０°，分３０次起吊受力完成，历时３ｈ，目的在于避免斜臂段转折点应力过于集中造成损坏，是沉管过程最关键的工序。同时所有吊船同步移动带动钢管完全处于基槽上方，打开进水口开始灌水。总指挥根据两端的排气能力分多次指挥各吊船缓慢放松吊缆，使钢管逐渐下沉，沉至管底距基槽０．８ｍ时停止，经测量人员确认管道轴线准确无误后，在统一指挥下分次沉至基础上，灌水下沉全过程历时约１．５ｈ。猎结构
经检查钢管位置符合设计要求后，由一组潜水员将进水口封板拧紧，另一组潜水员检查钢管在基础上的就位情况，并安装楔子固定。随后进行水压试验，试验压力１．０ＭＰａ，保持恒压１０ｍｉｎ，压力降为０，无异常情况，水压试验合格后组织对垫点抛石回填，并同时将两管端固定于钢桩上。２０日以同样方式完成第二条管的沉放，至此过江管道吊装沉放顺利完成。
３ 结束语
在广东珠三角地区河流密布，相互交错，给水管道会经常遇到穿越河流的情况，一般情况下首选采用沉管法施工，其经济、简便、快捷的特点十分突出，现阶段施工工艺已比较成熟，值得推广应用。
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