余培松

(河南省南水北調中線工程建設管理局，河南 鄭州 450016)

1 項目概況

某引水管道工程主要由引水管道工程、閥室站場工程、穿越工程和通信工程 4 部分組成。管道管徑為DN610，設計壓力 6.30 MPa，管道材質為L415 m，全長 75.30 km。工程線路所經(jīng)地貌單元主要為侵蝕剝蝕低山、侵蝕剝蝕丘陵、黃土丘陵、沖洪積傾斜平原、沖積平原和谷地，地貌類型復雜。經(jīng)統(tǒng)計，線路所經(jīng)地區(qū)按地形地貌劃分，平原微丘區(qū)長 56.30 km，低山丘陵區(qū)長19 km。管道開挖敷設長度55.04 km(管線總長 75.30 km，扣除穿越工程長 20.26 km)，管徑為DN610，作業(yè)帶寬度8 m(其中管道開挖寬1.50 m)。臨時占地 440 320 m2，地類為耕地、林地、園地、交通運輸用地和水域及水利設施用地。工程管道主要采用溝埋方式敷設，根據(jù)沿線地形、工程地質和耕作深度等情況，確定管道埋深。開挖管溝平均底寬1 m、溝深2～3 m、開口寬1.50 m。

2 管道穿越工程施工組織

管道穿越工程分為水域穿越、道路穿越和沖溝穿越 3 種穿越方式。引水管道工程線路水域大中型穿越共計3次，總長2 800 m；小型穿越10次，長 600 m。管道道路穿越工程穿越高速3處，總長度240 m；國道和省道5處，總長度380 m；縣道4處，總長度200 m；鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路120處，總長度1 080 m，各類等級道路穿越道路總長度1 900 m。管道穿越高速公路采用定向鉆施工，穿越國道、省道、市政道、縣道等干線道路采用頂管施工，穿越低等級道路采用大開挖方式。工程穿越鐵路 2處，高鐵1處，穿越總長度260 m，采用頂管穿越。沖溝穿越工程主要采用斜井開挖穿越，總長度10 290 m。

3 管道生產生活區(qū)施工措施及方法

引水管道工程施工生產區(qū)主要分為3 類：第1類為管道開挖敷設區(qū)域施工生產區(qū)，布置在施工作業(yè)帶內，占地計入引水管道工程占地；第 2 類為穿越場地的施工生產區(qū)，布置在穿越工程區(qū)，占地計入穿越工程占地；第 3 類為管材的堆放點，每隔 600～700 m布置1處，每處占地面積500 m2，占地計入施工生產、生活區(qū)占地。

根據(jù)工程穿越情況及上表計算，定向鉆穿越施工生產區(qū)18處，占地面9 000 m2；頂管穿越施工生產區(qū)10處，占地面積1 000 m2；斜井穿越施工生產區(qū) 43處，占地面積8 600 m2；大開挖穿越施工生產區(qū)長1 080 m，寬3 m，占地面積3 240 m2。根據(jù)線路長度及走向布置，全線設置堆管點 50處，占地面積共計2.50 hm2。

4 道路工程、閥室站場區(qū)施工措施及方法

引水管道工程建設中新建施工道路約 24.83 km，新建施工道路路基寬5 m，土質路面，新建施工道路占地面積124 150 m2，屬于臨時占地，施工結束后恢復原地貌。引水管道工程閥室站場區(qū)域地勢較平，工程建設基本不改變原地面高程，使用推土機平整后進行主體工程建設，主要是用于建、構筑物，以及道路、工藝裝置等。在建、構筑物等基礎開挖之前，先對基礎開挖區(qū)域剝離0.30 m厚的表土，與基礎回填土方分別集中堆放在區(qū)內空閑地，表土用于場區(qū)綠化。

5 定向鉆穿越工程施工措施及方法

定向鉆穿越是一種先進的非開挖施工方法，施工時完全在水域兩岸陸地上進行。它具有不開挖地面、不破壞地層結構、不損壞河堤、不擾動河床、不影響通航，施工周期短、施工占地少，不受季節(jié)、天氣影響，管道運營安全、綜合造價低等優(yōu)點，目前在國內外應用非常普遍，是一項成熟的管道穿越施工技術。定向鉆穿越段的入土點一端設置鉆機場地、入土點容漿池、配件倉庫、泥漿池等；出土點設配件倉庫、施工機械停放場、管道組裝焊接場地等。定向鉆穿越河流平面示意見圖1。

圖1 定向鉆穿越河流平面示意見圖

引水管道工程定向鉆法施工先在河道的一岸開出一坑道安裝鉆機，開挖前先對開挖范圍剝離0.30 m厚表土，集中堆放在附近，施工結束后回覆并平整。水平渦輪鉆頭2帶著鉆桿3沿著預定線路(或弧形)鉆進，并從河道的另一邊穿出。定向鉆穿越河流立面示意見圖 2。

圖2 定向鉆穿越河流立面示意見圖

6 大開挖穿越施工措施及方法

引水管道工程大開挖穿越施工先挖出1條管溝，然后管道安裝、回填，恢復原地面高程。穿越公路的，設臨時繞行道路。穩(wěn)管措施為在管線上增加配重。管溝開挖土方堆放在附近，隨挖隨填，管溝回填后回覆并平整。管溝采用1 m3液壓反鏟挖掘機開挖，受場地限制不適宜挖掘機開挖時，采用人工開挖，挖土直接堆放在引水管道工程臨時堆土區(qū)，采用74 kW推土機或8 t自卸汽車運送，溝槽采用人工修整，2.80 kW 蛙式打夯機夯實基礎。土方回填前，先清除溝內雜物、污水，鋪 0.15 m厚素土平整、夯實后下管，根據(jù)回填土料運送距離的遠近，分別采用74 kW推土機或1 m3液壓反鏟挖掘機裝入 8 t自卸汽車運送。土料分層回填、夯實，管道兩側及管頂0.50 m以內回填土應無碎石等堅硬物，人工夯實；0.50 m以上可用原土回填，機械夯實。

7 頂管穿越施工措施及方法

頂管穿越施工是繼盾構機施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，適合于穿越土質較軟的河床、道路。施工前，在穿越河流、公路兩側分別開挖1個工作井和1個接收井。工作井、接收井開挖前，先行剝離0.30 m厚的表土，與開挖土方分別集中堆放在附近。借助工作井內主千斤頂及中繼間內千斤頂?shù)耐屏?，以機頭開路將工具管(箱涵)一節(jié)一節(jié)壓入土中，反復循環(huán)頂進至預定長度，到達接收井內。與頂進相配合，刀盤切泥倉的土體，通過管道送出井外，頂管(箱涵)完成后在工具管(箱涵)內敷設、安裝管道。施工完成后，將工作井、接收井開挖土方、頂管(箱涵)頂進出土回填至工作井、接收井內，然后回覆先期剝離的表土，進行平整。

8 斜井施工措施及方法

8.1 管溝開挖

管溝開挖前先采用推土機對開挖區(qū)域剝離0.30 m厚的表土，與管溝下層開挖土方一同堆放在與施工便道相反的一側，距溝邊1 m以上，表層土靠近作業(yè)帶邊界線堆放，下層土靠近管溝堆放。為防止洪水對管溝的沖刷，管溝開挖應與管道組對、焊接、下溝、回填緊密結合，開挖一段，完成一段，且應避開雨季。溝深超過 5 m 時，要根據(jù)土壤類別及物理力學性質確定底寬，并將邊坡適當放緩、加支撐或采用階梯式開挖。巖石、礫石區(qū)的管溝，溝底應比土壤區(qū)管溝深挖 0.20 m，并用細土或砂將深挖部分墊平后下管。管溝開挖采用1 m3液壓反鏟挖掘機開挖，當受場地限制不適宜挖掘機開挖時，則采用人工開挖，挖土直接堆放在溝槽一側備用。對于挖土運送距離較遠的，采用74 kW推土機或8 t自卸汽車將開挖土料運送至溝槽的一側堆放。溝槽均采用人工修整，2.80 kW 蛙式打夯機夯實基礎。

8.2 管溝填筑

管溝回填前，先清除溝內雜物、污水，鋪 0.15 m厚素土平整、夯實后下管。根據(jù)回填土料運送距離的遠近，分別采用74 kW推土機或1 m3液壓反鏟挖掘機裝 8 t自卸汽車運送。管溝回填時，應先用細土回填至管頂以上 0.30 m，再用土、砂或粒徑<100 mm 碎石回填并壓實。

9 結語

該引水管道工程在進行穿越工程、閥室站場、管線及施工作業(yè)帶、定向鉆穿越施工、頂管穿越工程等施工前收集了沿線相關縣區(qū)的有關水文、氣象等相關資料，為施工組織工作奠定了基礎。引水管道工程施工嚴格按照現(xiàn)行規(guī)范標準組織施工，因地制宜采用新工藝、新技術，優(yōu)化施工工藝，減少地表擾動和植被損壞范圍，施工期間對水土保持進行臨時防護，合理利用土地和切實保護耕地，將工程施工所產生的一切負面影響降到最低。