唐 鑫，王興亮，馮鵬程

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰，611830)

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

毗河供水一期工程書永分干渠內(nèi)遂倒虹管位于四川省資陽市安岳縣石橋鋪鎮(zhèn)戲樓村三組，設(shè)計(jì)起止樁號(hào)為書26+186.546～書26+497.080，全長(zhǎng)310.534m，管身為PCCP管，內(nèi)徑為220cm，共計(jì)50根，單根長(zhǎng)度為5m，單根質(zhì)量約20t。內(nèi)遂倒虹管由進(jìn)出口建筑物、鎮(zhèn)墩及管身組成，進(jìn)出口建筑物、鎮(zhèn)墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鎮(zhèn)墩共有3個(gè)，管身安裝完成后采用石渣回填，并碾壓密實(shí)。

倒虹管樁號(hào)書26+227.641～書26+252.641段下穿內(nèi)遂高速清明橋，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙可知，橋下下穿段為4#、5#、6#、7#PCCP管和1號(hào)鎮(zhèn)墩，總長(zhǎng)約25m，管道與內(nèi)遂高速垂直相交，倒虹管從內(nèi)遂高速清明橋下兩橋墩之間穿過，橋墩基礎(chǔ)為樁基，兩樁基之間距離為20m，橋底面高程均為306.076m，橋下原始點(diǎn)高程在303.5m，橋下空間僅2.58m，橋下水平段PCCP管道底高程298.516m，管道基坑下挖深度約5m，基槽開挖寬度約14m，基礎(chǔ)至橋地面高約7.5m，橋下空間狹小，而PCCP管道施工不得影響高速公路正常運(yùn)行，該段施工難度大，具體情況詳見圖1。

圖1 PCCP管道下穿內(nèi)遂高速橋涵段剖面

1.2 工程特點(diǎn)

目前，水利工程渠系倒虹吸結(jié)構(gòu)形式多用PCCP管道。PCCP管道使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定，但其自重大，移動(dòng)困難，管道表面涂有防腐層，施工過程中禁止剮蹭碰撞，常規(guī)情況下運(yùn)輸安裝需要采用大型吊裝設(shè)備配合進(jìn)行施工，吊裝要求高，難度大[1]。本工程PCCP管道下穿橋涵部位的施工，由于橋下空間受限，無法在地面直接采用大型設(shè)備進(jìn)行吊裝，若強(qiáng)行開挖降低地面高程后再采用吊車吊裝，不僅開挖工程量大，還會(huì)影響橋涵的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，吊裝施工空間仍然受限，吊車臂極易與橋下部基礎(chǔ)、橋身等結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，造成安全事故，還影響高速公路的正常運(yùn)行，易造成質(zhì)量、安全問題。

2 施工方案選擇

根據(jù)本工程現(xiàn)場(chǎng)情況，該倒虹管下穿段兩側(cè)管節(jié)可采用汽車吊直接吊裝，下穿段的PCCP管道無法直接進(jìn)行吊裝，應(yīng)重點(diǎn)解決管節(jié)的水平運(yùn)輸問題，針對(duì)25m的管道，采購(gòu)大型龍門吊雖可以滿足施工要求，但是施工成本高，不宜采用。經(jīng)多方咨詢，現(xiàn)場(chǎng)決定采用工字鋼設(shè)計(jì)制作小型臺(tái)車，作為水平運(yùn)輸工具，大型吊裝設(shè)備將管道吊放至橋外側(cè)的基坑內(nèi)，采用小臺(tái)車將管道運(yùn)輸至橋涵下部，不僅施工成本較低，還能方便、快速地進(jìn)行管道安裝。

本工程PCCP管道單節(jié)重達(dá)20t，經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算，小型臺(tái)車計(jì)劃用I32b工字鋼進(jìn)行制作，采用M24高強(qiáng)螺栓和焊接的方式進(jìn)行組裝制作，配置四個(gè)鋼輪以及三個(gè)20t的手拉葫蘆，其中兩個(gè)手拉葫蘆用于起吊PCCP管道，另外一個(gè)用于牽引小臺(tái)車?；娱_挖至設(shè)計(jì)高程后，對(duì)基坑兩側(cè)基礎(chǔ)采用C30混凝土進(jìn)行硬化，硬化的同時(shí)安裝兩條臺(tái)車軌道，作為臺(tái)車行走軌道的基礎(chǔ)，軌道需延伸至橋外10m范圍內(nèi)，便于管道的轉(zhuǎn)運(yùn)。

圖2 臺(tái)車側(cè)視與正視

圖3 臺(tái)車行走示意

3 施工工藝

3.1 工藝流程

重型PCCP管道下穿橋涵快速施工工藝流程如下所示：

土石方開挖→軌道基座硬化處理→軌道安裝→臺(tái)車制作安裝→PCCP管道運(yùn)輸安裝→土方回填。

3.2 施工準(zhǔn)備

施工前，對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)質(zhì)量及安全交底，準(zhǔn)備好管道運(yùn)輸安裝的機(jī)具、材料，并對(duì)水泥、砂石、PCCP管道等材料進(jìn)行檢驗(yàn)確保其性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)施工圖及現(xiàn)行施工規(guī)程、規(guī)范要求，對(duì)于不合格產(chǎn)品應(yīng)予以退貨，禁止使用。

3.3 基坑土石方開挖

本工程交叉段倒虹管開挖深度為4m～5m左右，測(cè)量人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙完成開挖線放線工作，土方開挖采用挖機(jī)自上而下分層分段進(jìn)行施工，一般2m左右為一層，10m左右為一段，各層分段依次進(jìn)行。因橋下空間狹小，開挖施工采用60型小挖掘機(jī)，同時(shí)為避免施工過程設(shè)備碰撞橋涵，在橋跨下部和樁基四周搭設(shè)雙排防護(hù)腳手架，并滿掛密目網(wǎng)。下穿橋涵段管道為4#-8#，先開挖1#、2#、3#管道基槽，放坡開挖作為進(jìn)入橋下施工道路，使用挖機(jī)完成4#管道和1#鎮(zhèn)墩基坑土方開挖；開挖10#、11#、12#管道基槽，放坡開挖作為進(jìn)入橋下施工道路，使用挖機(jī)完成8#、9#、10#管道基坑土方開挖。基槽開挖時(shí)先不用開挖至設(shè)計(jì)高程，預(yù)留一定厚度的保護(hù)層，作為橋下管道的施工便道，開挖過程中注意挖機(jī)高度，嚴(yán)禁觸碰橋底面，基槽作為施工便道，底板預(yù)留20cm以上保護(hù)層，在墊層混凝土施工前由人工配合反鏟清除。挖機(jī)均采用60型小挖機(jī)，挖機(jī)全高為2.5m，回轉(zhuǎn)半徑為1.6m，滿足施工要求。

3.4 軌道基座處理

軌道基座處理采用人工配合反鏟式挖掘機(jī)進(jìn)行清理，將底板預(yù)留的20cm厚保護(hù)層清除，使基礎(chǔ)面表面無欠挖、無突出尖角，基坑及軌道基座處理成順坡，清除基礎(chǔ)面表面泥土、積水、松動(dòng)巖塊等。

基坑基礎(chǔ)面達(dá)到處理要求后，采用C30混凝土澆筑軌道基座，硬化區(qū)域?yàn)榛踊A(chǔ)兩側(cè)，中間部位為PCCP管道安裝基礎(chǔ)，混凝土硬化前進(jìn)行測(cè)量放樣，避免硬化混凝土侵占PCCP管道安放位置，在澆筑過程中注意混凝土振搗及表層找平，以便后續(xù)施工。

3.5 軌道安裝

使用測(cè)量?jī)x器確定軌道安裝位置，并使用墨線做出標(biāo)記，將鋼軌平鋪在墨線標(biāo)記位置，利用膨脹螺栓和壓板固定軌道，確保在使用過程中鋼軌道不會(huì)滑移，軌道安裝完成后在其末端安裝限位器，保證施工安全。

3.6 臺(tái)車制作安裝

臺(tái)車選擇有經(jīng)驗(yàn)的廠家進(jìn)行合作制作，加工好的臺(tái)車部件運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。加工過程須注意，聘請(qǐng)專業(yè)的焊工進(jìn)行焊接施工，焊接部位需進(jìn)行雙邊焊接，焊腳高度不小于1cm[2]；螺栓連接的部位必須擰緊，采用扭力扳手對(duì)扭矩進(jìn)行校核，螺栓采用M24高強(qiáng)螺栓；臺(tái)車行走采用定制鋼輪，在軌道上行走，軌道末端需要安裝限位器，防止臺(tái)車行駛出軌道，鋼輪必須有制動(dòng)裝置，靜停時(shí)防止臺(tái)車意外行走。臺(tái)車安裝完成后需進(jìn)行試吊，試吊高度控制在2cm～5cm，確定臺(tái)車整體穩(wěn)定、安全后方可投入施工。

3.7 PCCP管道運(yùn)輸安裝

PCCP管道先使用汽車吊放置在橋涵外側(cè)9#、10#管道基坑內(nèi)部，將事先停放在橋面下的臺(tái)車行駛至管道正上方，調(diào)整好臺(tái)車的相對(duì)位置，采用鋼絞繩配合20t的手拉葫蘆將管道吊起，管道吊起離地30cm即可，注意吊起的臺(tái)車必須處于水平狀態(tài)，將整個(gè)管道處于臺(tái)車正中心，使臺(tái)車受力均勻；在開挖完后的基坑上游段安裝固定一臺(tái)20t的手拉葫蘆，慢速將臺(tái)車牽引至安裝位置，隨后將臺(tái)車停穩(wěn)并使其處于制動(dòng)狀態(tài)，拉動(dòng)手拉葫蘆放下管道，同時(shí)采用小臺(tái)車作為起吊設(shè)備進(jìn)行管道對(duì)接；管道安裝、對(duì)接到位后，管道安裝施工按《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管道技術(shù)規(guī)范》(SL 702-2015)的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行[3]；經(jīng)接頭打壓試驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)壓強(qiáng)要求后，即可將臺(tái)車移走進(jìn)行下一節(jié)管道安裝施工，直至管道安裝完成。

圖4 PCCP管道使用小型臺(tái)車進(jìn)行運(yùn)輸及安裝

3.8 土石回填

填筑前保證基礎(chǔ)表面無積水及其他雜物，所有需要的填筑料都應(yīng)在填筑前準(zhǔn)備就緒，料源選自鄰近建筑物開挖施工的可利用料。選定好的合格填筑料由1.0m3挖掘機(jī)裝20t自卸車運(yùn)輸?shù)教钪ぷ髅妫?0型反鏟式挖掘機(jī)將填筑料轉(zhuǎn)運(yùn)至橋下進(jìn)行攤鋪，施工時(shí)管道兩側(cè)應(yīng)均勻?qū)ΨQ回填，局部設(shè)備無法達(dá)到的部位人工配合夯實(shí)。

填筑時(shí)應(yīng)分層、自下而上進(jìn)行，每層填筑完成后經(jīng)壓實(shí)度檢測(cè)滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行下一層填筑，不允許未進(jìn)行下層填筑料的壓實(shí)度檢測(cè)便在上層堆置、攤鋪填筑料；填筑應(yīng)從低處開始，每層松鋪厚度、碾壓設(shè)備、碾壓遍數(shù)應(yīng)根據(jù)碾壓實(shí)驗(yàn)確定[4]；填筑料的分布級(jí)配應(yīng)當(dāng)均勻，不得出現(xiàn)與周圍材料的結(jié)構(gòu)和級(jí)配有實(shí)質(zhì)性差別的透鏡體、條痕或填筑層，卸料種類應(yīng)當(dāng)連續(xù)，以使材料處于最好的分布狀態(tài)。

4 總結(jié)

重型PCCP管道下穿橋涵快速施工工藝是在橋涵下部、受空間限制影響的部位，利用自制小型臺(tái)車進(jìn)行PCCP管道運(yùn)輸和安裝。在PCCP管道基槽內(nèi)安裝軌道，并在軌道上安裝布置臺(tái)車，通過吊車在地面將PCCP管運(yùn)輸?shù)踹\(yùn)至橋涵外部的基坑內(nèi)，使用臺(tái)車將PCCP管道沿軌道水平運(yùn)輸至橋涵下部，將PCCP管運(yùn)輸至設(shè)計(jì)位置并完成對(duì)接安裝。此工藝既能有效解決橋涵下部管道無法直接采用吊車吊裝和移動(dòng)的問題，也有效控制基坑開挖范圍，在不影響管道上部橋涵正常運(yùn)行的情況下，達(dá)到施工目的，確保了施工安全，保證了施工質(zhì)量，同時(shí)加快了施工速度，控制了施工成本。