林瑞潤　翁曉波

【摘 要】本文以長峙島至臨城跨海污水管道工程作為工程實例，分析定向鉆牽引管在短距離海底管道施工中的優(yōu)勢，供類似工程設(shè)計中參考。

【關(guān)鍵詞】定向鉆牽引管；海底管道

0.工程概況

長峙島至臨城跨海污水管道工程排污管道設(shè)計規(guī)模3.46萬m3/d，根據(jù)《城市污水處理工程項目建設(shè)標準》（2001年），確定本工程屬Ⅳ類建設(shè)規(guī)模類別。工程起始接入點位于長峙島東部居住區(qū)馬鞍村東側(cè)東環(huán)一路的排污管網(wǎng)，管道沿東北向穿越長峙島標準海塘，從海底橫穿南水道和門口港水道，在臨城萬丈塘標準海塘登陸，接入臨城污水管網(wǎng)。海底管線長1588.85m。

1.工程地質(zhì)

a、根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）》，工程區(qū)地震動峰值加速度<0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.65s（軟弱場地），相應(yīng)地震基本烈度Ⅵ度。

b、海域地層

①層淤泥質(zhì)粘土灰色，飽和，流塑狀，干強度中等，韌性中等，高靈敏度，高壓縮性，輕微搖振反應(yīng)，頂部灰黃色浮泥，層厚4.40～15.00m；②層粘土灰黃、黃褐、青灰色，飽和，可塑狀，局部軟塑狀，干強度高，韌性好，具有較好的穩(wěn)定性，對管道施工較為有利，層厚1.80～10.60m；③層粘土藍灰色，飽和，可至硬塑狀，干強度較高，韌性好，對管道施工較為有利，層厚5.20～5.20m。

2.海底管道施工工藝比選

海底管道主要有開挖式敷管施工和定向鉆牽引管施工兩種施工工藝。

長峙島至臨城跨海污水管道工程設(shè)計規(guī)模為3.46萬m3/d，設(shè)計流量為0.4m3/s，工程海底管線長1588.85m，根據(jù)有關(guān)規(guī)范、規(guī)程要求，參照類似工程經(jīng)驗，排污管道的經(jīng)濟流速宜為1.2～2.4m/s，因此可選用單管dn710 和雙管dn500布置。根據(jù)類似工程經(jīng)驗，采用dn710PE管單管敷設(shè)時，由于管徑較大，宜用開挖式埋管敷設(shè)；采用dn500PE管雙管敷設(shè)時，通過經(jīng)濟、技術(shù)、施工等綜合比較，宜用定向鉆牽引管施工。

2.1 dn500PE管雙管定向鉆牽引管施工方案

為避免大面積開挖，減少施工過程中對環(huán)境的影響，宜采用定向鉆牽引管施工。定向鉆牽引管入土點位置需平整出一塊20m×15m的空地作為鉆機場地，施工經(jīng)過導向鉆進、預(yù)擴孔、回拉鋪管及管道接頭等工序，完成管道敷設(shè)施工。根據(jù)已建類似工程經(jīng)驗，如"臨城新區(qū)至小干污水廠排污管道工程"跨海段采用PE100dn630SDR13.6定向鉆牽引管施工，牽引長度約600m，由于管道管徑較大，管道在回拖過程中，所受的回拖力較大，出現(xiàn)管道拉裂情況，給施工造成很大的困難。根據(jù)定向鉆穿越施工設(shè)計經(jīng)驗公式計算和已建類似工程情況，若采用PE100dn710SDR11管定向鉆牽引穿越海底段，以目前的施工技術(shù)和設(shè)備很難完成長度750m以上的管道牽引。因此，本次設(shè)計定向鉆牽引管管徑采用PE100dn500SDR11管。

長峙島～臨城海底管線長為1588.85m，定向鉆牽引管不能一次性穿越海底，須采取分段施工，自長峙島和臨城相向頂進，在蛇山島北面草灘上進行管道對接，完成海底管道敷設(shè)。長峙島和臨城海底管道定向鉆牽引管入土點分別位于長峙島馬鞍村鹽田邊上和臨城萬丈塘內(nèi)側(cè)，出土點位于蛇山島北面草灘。長峙島～蛇山海底管道長2×775.96m，蛇山～臨城海底管道長2×762.89m，蛇山島高灘對接段長2×50m。

海底排污管道定向鉆牽引管工程土建施工方案投資為1328.41萬元。

2.2 dn710PE管單管開挖式敷管施工方案

長峙島～臨城海底管道全程采用PE100dn710SDR17開挖式埋管敷設(shè)，破塘兩處，分別為長峙島海塘和臨城萬丈塘。

海底開挖式敷管按先開挖、后敷管、再回填的順序施工?；坶_挖深度和底寬需滿足埋管要求，開挖邊坡為涂面自然坍塌形成，開挖泥土運至指定的傾倒區(qū)進行傾倒。PE管敷設(shè)時先在船上進行熱熔連接，安裝好配重塊后注水沉放至基槽，沉管完成后進行回填。管頂覆土厚度不小于2.5m。

海底排污管道需進行配重設(shè)計，每延米長度管道配重塊重量按下式計算。

F=

式中：F—抗浮安全系數(shù)，取1.2；

ΣG抗—管道、水體及配重塊抗浮作用力之和（kg）；

ΣG抗—管道及配重塊浮托力之和（kg）。

海水容重取10.3kN/m3，沉管時管道中考慮充有50%管道斷面面積的水。經(jīng)計算，海底和養(yǎng)殖塘段排污管道沿線布置鑄鐵配重塊，每對鑄鐵配重塊165kg，間距1.0m，共需鑄鐵配重塊1590對，總重262t。

海底管道開挖式敷管施工方案工程土建投資1230.43萬元。

2.3綜合比選

上述兩種施工方法在海底管道施工中均采用比較普遍，施工技術(shù)均較成熟。投資方面，開挖式敷管方案較定向鉆頂管方案土建投資節(jié)省97.98萬元；施工方面，定向鉆頂管施工較開挖式敷管施工進度快，干擾小，對周邊環(huán)境影響小。

本工程海底管道兩處登陸點都建有海塘，管道需穿越海塘。管道穿越南水道和門口港，小型船只泊錨較多。為避免管槽海底施工開挖對周邊構(gòu)筑物、養(yǎng)殖產(chǎn)生不利影響，避免破塘施工，以降低政策處理難度，保護管道免受停泊船只拋錨影響，經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟分析比較，推薦穿越海底污水管道采用定向鉆牽引管敷設(shè)的施工工藝，以確保管頂埋深，保護污水管道安全。

定向鉆牽引管和開挖式敷管施工方案優(yōu)缺點比較表

a、運用條件：定向鉆牽引管適用于穿越海塘（基礎(chǔ)采用爆炸擠淤置換法和樁基處理除外）和短距離的海底管道，開挖式敷管施工適用于水深25 m以上的海底施工。

b、施工條件：定向鉆牽引管入土側(cè)一般位于海塘內(nèi)側(cè)，海上風浪不影響管道施工，開挖式敷管施工受海上天氣影響較大。

c、施工工期：定向鉆牽引管施工工期較快，而開挖式敷管施工工期較長，受臺風天氣，還需棄管后進港避風。

3.結(jié)論

長峙島至臨城跨海污水管道工程采用定向鉆牽引管施工具有投資省、施工進度快，施工安全等優(yōu)點，故本工程海底施工采用定向鉆牽引管施工方案。

【參考文獻】

[1]水平定向鉆進管線鋪設(shè)工程技術(shù)規(guī)范（試行）2001.

[2]城市污水處理工程項目建設(shè)標準.

[3]室外排水設(shè)計規(guī)劃（2011年版GB50014-2006）.

[4]城市排水工程規(guī)劃規(guī)范（GB50318-2000）.