长输管道敷设在大型河流内的安全防护施工方法

 前言
由江苏油建承建的贵阳—遵义—重庆成品油管道工程途经贵州省遵义市松坎镇,该镇境内线路由于地形限制及地方规划等原因,管线只能在松坎河河道内进行敷设。松坎河属于季节性河流,干旱季节河流水面宽30米~60米、一般流速3~4米每秒、水深40~60厘米,夏季为雨季,河流冲刷量较大,冲刷深度一般为2.5米。管线整体在河流中敷设约6km,为保护管道免受河水冲刷导致破坏,根据设计求,采用在河道内砌筑箱涵的方式对管道给予安全保护。
1.施工准备
1.1技术准备
1.1.1熟悉设计文件,查阅有关施工技术资料,施工现场地质资料,做好图纸会审,及时进行技术交底,做到“三按”施工,即按图纸施工,按规范施工,按施工方案施工。
1.1.2编制施工工程预算,提供各阶段工程量和材料用量计划,按计划落实好各种材料设备来源,做好各种材料的检验、复试工作,按设计求做好混凝土、砂浆的配比试验工作。
1.2 施工组织
1.2.1成立松坎河管道施工组织机构,明确各部门负责人职责。
1.2.2配备充足的施工力量,对施工作业队所有参建人员进行技术、安全知识培训。考试合格后方能上岗。按施工作业需求调遣施工机具进场,并检查所有的施工设备,确保其工作性能和安全性能。
1.3现场部署
1.3.1沿河道作业带选取距公路最近的几处场地作为临时卸料点,对卸料点进行场地平整,并修筑卸料点到入河口的临时道路。
1.3.2材料进入卸料点,及时运输至施工现场,提高临时征地的使用率。在施工现场空旷无水地段囤积材料,主是雨水不容易侵蚀的材料。
1.3.3 施工现场做到水通、电通、路通,同时为了保证工程的各种情况能够及时上报,各种指令能迅速下达,施工现场配备无线网络、电话、对讲机等设备将各部门紧密地联系在一起。
2.施工工序及技术措施
2.1总体施工简述
本工程在大型河道内砌筑箱涵进行管道安装施工,箱涵基槽开挖主以机械为主,人工修整为辅,采用围堰导流,水泵排水等措施进行土建施工,将沟底及边坡挡墙砌筑完成后,管道进行沟下组焊后细土回填并加盖现浇混凝土盖板。
2.2总体施工流程
2.3构筑物测量定位
选用GPS作为测量定位仪器。按照设计图纸放出中心位置点并埋设控制桩。
2.4施工临时道路修筑及材料倒运
2.4.1机具及材料倒运
本工程河道内施工管线长达6km,能够组织材料进场的进料口只有四处,施工材料运输至这四个材料集中堆放点,材料用装载机运送到施工现场。现场拌制的浆料翻斗车运送,部分地点不能使用机具倒运材料的必须进行人工倒运或用驴驮倒运。
2.4.2修筑施工便道
分别在四处材料集中堆放点修筑一条宽6米的施工便道至作业带,保证设备安全驶入和材料顺利运入并放置。用挖掘机清除表面大石块和不稳定层,筛选级配良好的河卵石进行分层回填,用挖掘机反复辗压,对于比较深的不稳定层清理以后,做抛大石块处理,然后再做河卵石进行分层回填,并用挖掘机反复辗压。横穿河道的便道下埋设直径1米的钢筋混凝土高压涵管2根以上。
2.5围堰及导流渠施工
河床覆盖层主由砂砾石组成,厚度较深,因此覆盖层透水性较强。
2.5.1围堰设计原则
围堰既在河床上围筑,同时在管沟底部也围筑。河床上的围堰主是阻隔河道里的水流,管沟底部的围堰阻隔地下水的渗入。围堰求安全可靠、能满足稳定、抗渗及抗冲求;结构求简单,施工方便,宜于拆除并能充分利用当地材料及开挖料碴。由于现场挖出的砂砾及卵石的透水性强,采用土工袋装土筑堤,迎水面铺设土工膜隔水,土工膜外侧堆放沟槽挖方。土工膜从土工袋下面折入沟槽顺着管沟坡面斜铺到沟底排水沟内,在排水沟内用土工袋装土压边,并从沟底沿着斜坡面用土工袋层层累加将土工布紧紧压在沟壁上。
2.5.2围堰定位
管道顺穿河流,沿河道流水方向把河道一分为二,一边作为施工面,一面作为河道排水,施工面筑围堰排水。
当管线横穿过河道,采用分段导流方法,围堰施工先做河道的半边,待该段施工完毕再完成另一半,保证施工时河水能顺利流过。若遇河面狭窄地段,需全部拦截,从河岸边用挖机挖出导流渠,待该段施工完毕,再重新原貌恢复。
2.5.3导流渠施工
导流渠开挖方式1、河道开阔处因土方堆积阻塞水流的,在开阔地顺河开挖沟渠,或对原河道进行拓深;2、河道窄不便于在河道内开挖的,需在河岸上开挖导流渠,破坏的原护坡在施工结束后原样恢复。
导流渠的宽度和深度根据现场的地理条件和水流量等因素确定。
2.5.4围堰修筑
围堰施工分四个阶段进行
(1)第一阶段利用开挖导流渠的弃土沿施工作业面筑成堤坝,用挖机斗将堤坝轻轻拍实,用大口径潜水泵迅速将堤坝范围内的水排掉,但由于堤坝不实原因,仍有渗水现象;
(2)第二阶段堤坝内水渐干时,立刻组织所有人员用土工袋装土,沿沟槽开挖线外1米处码放土工袋,呈梯形状,高度超过水面1米以上,并在土工袋围堰的迎水面以及土工袋下部铺设土工膜,用于水平、垂直防渗。从开挖面挖土渣压在土工布外侧,使土工布与围堰紧密结合。
(3)第三阶段 对围堰内施工面进行排水,重新放线后开挖基槽,基坑开挖过程中的部分弃土堆在围堰两侧,这样既可以增加围堰稳定性,又缩短了基坑弃土运距。
(4)第四阶段加强对管沟槽内的排水,边排水边开挖,同时顺基槽边挖出排水沟,视沟内水量的大小采用单边或双边排水沟。沟槽成型后,土工膜顺着管沟坡面铺至排水沟底,用土工袋装土依次压边三层高度,坡面土工膜用土工袋依次累积进行覆盖保护。
2.6基槽开挖
根据测量定位桩的位置及构筑物尺寸,按照相应的放坡系数放出基坑边线,基槽开挖时考虑砌体施工的操作空间,操作空间按砌体底部尺寸两侧各0.8米加宽。基槽土(石)方堆放在围堰外侧。管沟挖至设计标高后,将沟底大块岩石清理掉,采用砂砾回填夯实30厘米厚。开挖成型的基槽其地质状况均匀、稳定,地基密实,无地质薄弱层及明显地质变化层,若基槽深度超过3.0m时地质状况仍不理想或遇不良地质现象,需通知设计、监理人员现场踏勘、处理。
2.7防渗排水
本工程大部分施工面在水下进行,即使在河床上施工,由于地下水位很浅,地质原因使得沟壁的避水性很差,因此该工程的排水难度大。根据现场情况,排水采用以下步骤。
2.7.1修筑围堰隔离出施工面,用大功率水泵抽水,水泵出水处置于下游,使抽出的水尽快流走。
2.7.2待施工面水量基本抽完,在施工面下游靠管沟边挖一处集水坑,集水坑不影响管沟施工。
2.7.3管沟开挖从集水坑一端开始,开挖深度控制准确,挖掘机挖斗尽可能不扰动地基的结构。在开挖中,挖斗把沟底压平,保证排水畅通。
2.7.4管沟成型后,沿沟底边靠水流一侧挖一条排水沟深0.5米,宽度1米,连接集水坑,使用挖机配合。
2.7.5渗水量大的情况下,水泵排水需昼夜进行,安排专人值班倒班。
2.8砌体工程
现场严格按照设计求及标准规范施工。
基础砌筑前,应先检查基坑的尺寸和标高,清除杂物,平整夯实基槽槽底,确保槽底不得有较大的突起。毛石砌体的组砌形式“内外搭砌,上下错缝,拉结石、丁砌石交错设置。砌筑墙身时,以15m为间距设置一道伸缩缝,缝宽30mm,缝内用沥青麻筋填充。
2.9运布管施工
待管沟砌体工程完成后,我单位采用机械直接布管、局部地段采用先组焊后直接吊装的管道就位方式。挖机进行布管作业需距水保挡墙1m距离,避免对砌筑好水保挡墙造成破坏。
2.10管道焊接、防腐补口
2.10.1施工前对所有参加施工的人员进行培训,考试合格后持证上岗。上岗焊工必须持有国家劳动部门或地方技术监督部门颁发的焊工合格证。将相关的标准规范下发到各个施工队,明确各项质量指标及求,同时明确各岗位人员的质量职责,严格按规范及设计求进行施工。
2.10.2管道焊接前必须进行清管,清除管内土石等杂物,保证管内清洁度。
2.10.3该段线路所有管道焊缝求作100%超声波及100%环焊缝的全周长用X 射线探伤复查,对于探伤不合格的焊口应按求进行返修。
2.11管沟回填
2.11.1管沟回填前,若沟底内有积水,应将水排净并设有专人对外防腐层进行电火花检漏,对于损伤处,应立即进行补伤。合格后,方可进行管沟回填工作。
2.11.2管沟回填按照设计文件求,管底垫200mm的石粉(粒径不大于10mm),管道敷设后,再以石粉回填夯实至管顶以上500mm。
2.11.3每段管沟回填后及时进行防护盖板施工。
2.12防护盖板施工
2.12.1待管道下沟、隐蔽回填结束施工防护盖板。
2.12.2浇筑防护盖板的混凝土主在施工点附近拌制。根据运输距离和交通条件选用机械运输或人力小推车运输。钢筋网片垫保护层垫块,混凝土浇筑时用振动泵和平板振动器振捣密实,并做好强度试块。混凝土浇筑完成后,做好混凝土的现场养护。
2.13土方回填及场地平整
2.13.1毛石护墙砌筑完成达到回填强度后,对护墙外围挖方范围进行回填,回填采用现场挖方料,挖机回填,挖斗压实。 2.13.2回填剩余料就地平摊,使用挖机和推土机完成。
3.质量控制
3.1水保材料的选用求
本工程水工保护结构形式主是浆砌石挡土墙。水工保护是线路工程重的防护设施,对管线的安全运营具有重大意义,因此对水工保护用料技术求非常高,材料采购采取多点选取材料点、化验分析合格后定点采购并坚持因地制宜、保证质量、降低成本的原则,进场材料严格挑选验收且有材质证明书、合格证及相关证明,禁止不合格产品进入施工现场,并坚持材料报验、材料复验制度。
3.2 现场计量及标示
3.2.1施工现场有可靠的计量器具,按重量配比的有磅秤或杆称等称量工具,也可采用箩筐等容器计量。磅秤及杆称经检定合格,并根据使用期定期校验。
3.2.2进入现场材料分别设置标示牌,标示牌尺寸为30cm×45cm,标示牌上注明材料类型、产地及材料质量状况,合格与否。配合比标示牌尺寸为25cm×30cm,牌上标明施工,使用部位。
3.3 砌筑砂浆
拌合场地应在清洁的石滩地面或用铁皮拼接的拌合场,禁止直接在泥土地面上拌合砂浆。砂浆拌制使用干净水,严禁随地取用水沟内污水。拌合按照相应配合比将砂、水泥拌合均匀(至少三次)后方可加水调浆,调浆次数不少于3次,其稠度为石砌体3—4cm。砂浆随拌随用,拌合好的砂浆一般气温条件下在3小时内使用完,如施工期间最高气温超过30℃时在拌成后2小时内使用完毕。
4.安全管理
4.1建立以项目经理为领导的安全生产管理体系,明确各级人员的安全生产岗位责任制,分级搞好安全宣传、安全交底、安全教育、安全检查工作,做到思想、组织、措施三落实。
4.2施工防洪度汛应急措施
为了保证河道内施工安全,成立以项目经理为组长的防洪度汛应急抢险小组。建立防汛值班制度,及时了解天气及变化情况,安排专人进行记录,巡查,加强与水文气象部门的联系,及时收集水情预报,密切关注降雨的情况,作好防洪防汛的思想准备,编制抗洪救灾应急预案,并定期进行演练。
4.2.1生产管理部门与当地气象部门取得联系,掌握天气变化情况,特别是中长期的天气预报,施工前认真组织有关人员分析施工生产计划,根据施工项目编制施工保证措施。
4.2.2汛期到来时,将提前储备好砂、石料、编织袋、花雨布等防汛物资,定点存放,专人保管,集中使用,同时,配备挖掘机、装载机、自卸汽车等装卸、运输机械,准备随时倒运防汛物资,对施工范围进行防护。
4.2.3加强水位的监测,安排人员轮班巡查,积极掌握汛情,发现险情立即上报,,由防洪防汛应急抢险组组长下令启动并运行应急救援预案,全力确保国家、社会、人民的生命财产安全不受损失或少受损失。
5.结束语
通过本工程实践,长输管道在大型河流内敷设时,采用砌筑整体箱涵的施工方法可以更加有效的保证管道安全,延长管道穿越河流等特殊地段的使用寿命,有效降低安全事故的发生。