丘 林

（福建省水利水電工程局有限公司,福建 泉州 362000）

福建省東北部沿海引水工程總承包項(xiàng)目采用沉管方式施工。管道為單根沉管跨海,管徑為DN600,壁厚12 mm,沉管長(zhǎng)1377 m,屈服強(qiáng)度為Q345B。管道北側(cè)下海點(diǎn)位于福鼎市佳陽(yáng)畬族鄉(xiāng),南岸登陸點(diǎn)位于店下鎮(zhèn)北部鼎盛鋼廠西北側(cè),端埋管段長(zhǎng)度分別為110 m 和60 m,由于設(shè)計(jì)不允許采取水下連接,因此,沉管段與埋管段設(shè)計(jì)采用臨時(shí)圍堰進(jìn)行分隔,便于接頭處理。設(shè)計(jì)要求跨海沉管段采取全長(zhǎng)一次下沉到位,沉管段一般埋深3 m 左右,最大為4.62 m,最小為0.95 m。主要工作內(nèi)容包括水域自然環(huán)境條件調(diào)查、障礙物清理、短線與材料裝運(yùn)、管溝開(kāi)挖施工、碎石墊層找平、海底管道鋪設(shè)與防腐措施、回填施工和清管試壓。同時(shí)查閱、參考近年來(lái)海上引水管道施工工程技術(shù)研究成果[1-8],對(duì)海上管道施工難點(diǎn)進(jìn)行剖析并提出應(yīng)對(duì)措施。

引水工程施工水域自然條件較好,基本不受外圍海域風(fēng)浪、海流影響,對(duì)水下沉、埋管施工較為有利。施工區(qū)域位于溫?zé)岬貐^(qū),受季節(jié)性氣溫影響較小,可實(shí)現(xiàn)常年施工。由于沙埕港海域兩岸有養(yǎng)殖區(qū)域,因此,水上施工會(huì)受到一定限制和影響。管道穿越沙埕港水道路由,海水的水位受潮汐水的影響,呈規(guī)律性變化。場(chǎng)地潮汐水屬正規(guī)半日潮,落潮速大于漲潮速,據(jù)潮位觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)（黃海高程）本區(qū)最大潮水為5.00 m,最小潮位-2.90 m,最大潮差7.90 m,最小潮差2.60 m,平均潮差2.30 m,平均高潮3.25 m,平均低潮-2.05 m。由于高低潮位差值較大,在落潮期間有一定的水流速度,因此,在鋪管沉放時(shí),必須考慮較為穩(wěn)妥的穩(wěn)管措施。根據(jù)工程勘察過(guò)程資料,沙埕港過(guò)港管道敷設(shè)區(qū)揭露較多淤泥質(zhì)地層,局部見(jiàn)全～強(qiáng)風(fēng)化巖石,為防沖刷拋有大量石塊,需采取合理有效的挖掘機(jī)械進(jìn)行施工。

1 海上管道施工要點(diǎn)

1.1 障礙物調(diào)查與清理

為確保本項(xiàng)目按照預(yù)定時(shí)間完成,在正式開(kāi)工前,必須對(duì)海管路由進(jìn)行全面掃測(cè)和障礙物清理情況進(jìn)行查驗(yàn),復(fù)核管線路由范圍內(nèi)地質(zhì)情況,為后續(xù)的施工船舶進(jìn)場(chǎng)、管道順利敷設(shè)提供準(zhǔn)確的信息,并且對(duì)海管路由和施工海域有一個(gè)更全面的了解,調(diào)查同時(shí),復(fù)核和測(cè)放起始點(diǎn)坐標(biāo)位置,為施工船舶進(jìn)場(chǎng)后立即組織施工奠定基礎(chǔ)。掃海調(diào)查工作的主要內(nèi)容如下：（1）潮汐、水深測(cè)量：測(cè)量工程位置附近的潮汐數(shù)據(jù)。通過(guò)一個(gè)裝有多波束系統(tǒng)的調(diào)查船沿海管路由進(jìn)行水深測(cè)量。（2）旁側(cè)聲納掃描：海管路由兩側(cè)各100 m 為測(cè)量區(qū)域,調(diào)查作業(yè)區(qū)域內(nèi)海床上不規(guī)則地形地貌特征和障礙物進(jìn)行詳細(xì)的辨認(rèn),確保施工船舶的安全。（3）淺地層剖面測(cè)量：海管路由兩側(cè)50 m 為測(cè)量區(qū)域,進(jìn)行高分辨率淺地層剖面掃測(cè),查驗(yàn)路由區(qū)域的障礙物分布情況和地質(zhì)變化情況,后續(xù)的管道溝槽開(kāi)挖、埋設(shè)作業(yè)提供參考。（4）潛水員進(jìn)行進(jìn)一步探摸確認(rèn)：利用潛水員對(duì)調(diào)查區(qū)域內(nèi)的任何障礙物、海纜和管線、平臺(tái)或者結(jié)構(gòu)物的圖像和儀器進(jìn)行詳細(xì)確認(rèn)。

1.2 短管與材料裝運(yùn)

此項(xiàng)目所需管道、附屬材料由廠家運(yùn)至鼎港船廠裝船運(yùn)至鋪管船側(cè),辦理清點(diǎn)移交后,由鋪管船上吊機(jī)配合過(guò)駁至鋪管船上進(jìn)行存放。其他材料均從倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)出,從碼頭進(jìn)行裝船運(yùn)抵施工船舶。短管過(guò)駁至鋪管船管材堆放區(qū)存放時(shí)需墊上木質(zhì)墊塊,兩側(cè)設(shè)立固定限位樁,層間采用橡膠墊或木楞進(jìn)行間隔,以防管子滾動(dòng)。存放管道的數(shù)量按照存管區(qū)的空間確定,以滿足2～3 天鋪設(shè)用量為佳。領(lǐng)用的鋼管及附屬器材,由質(zhì)量部派員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)或庫(kù)區(qū)查驗(yàn),大件材料以質(zhì)量檢查表為主,外觀沒(méi)有缺陷、不影響組管焊接等即可,其他器材的查驗(yàn)主要通過(guò)外觀檢查、質(zhì)保資料的核對(duì)、規(guī)格尺寸的核對(duì)通過(guò)后,方可進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng),重要器材必須有查驗(yàn)影像資料留存,以供可追溯調(diào)查。如發(fā)現(xiàn)短管、管件器材外壁所反映出的缺陷,應(yīng)在做好真實(shí)完整記錄后報(bào)給甲方和監(jiān)理方。

1.3 管溝開(kāi)挖施工

開(kāi)挖前,首先測(cè)量校核甲方提供的測(cè)量控制點(diǎn),并布設(shè)施工用測(cè)量控制網(wǎng),為了防止浮游泥漿反射聲波,造成假象水深,應(yīng)采用測(cè)深水砣進(jìn)行校核。開(kāi)挖過(guò)程中,鋼絲繩出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象,及時(shí)將下一抓與上一抓重疊控制在1/4～1/3 抓斗范圍內(nèi)。施工過(guò)程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸要求施工,開(kāi)挖施工順序上按照“自上而下、采用分層梯段進(jìn)行開(kāi)挖”,按時(shí)對(duì)DGPS、水位進(jìn)行校核,勤測(cè)水深,以確保施工平面尺寸及開(kāi)挖標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。挖泥船開(kāi)挖示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 挖泥船開(kāi)挖示意圖

1.4 海底管道鋪設(shè)與防腐措施

此項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)工作對(duì)象為過(guò)沙埕港應(yīng)急飲用水項(xiàng)目的沉管工程中作業(yè)海域內(nèi)的海底管道鋪設(shè)施工作業(yè)。管道加工及敷設(shè)首先按施工圖選擇管道規(guī)格,然后檢查是否有扁裂或裂縫,其彎曲半徑和彎曲程度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求,管道的敷設(shè)參照施工圖進(jìn)行,并應(yīng)盡量減少?gòu)澢?保護(hù)管應(yīng)固定牢固,敷設(shè)好后管口應(yīng)防異物進(jìn)入。施工時(shí)須按設(shè)計(jì)路徑敷設(shè),敷設(shè)應(yīng)排列整齊,不宜交叉,并加以固定,垂直敷設(shè)在每個(gè)支架上,橋架上每隔2 m 處加以固定；水平敷設(shè)的管道,在管道首尾兩端及轉(zhuǎn)彎、接頭的兩端處加以固定；當(dāng)對(duì)管道間距有要求時(shí),每隔5 m～10 m 處加以固定,管道終端必須留有足夠的長(zhǎng)度。清理開(kāi)挖管道處的基礎(chǔ)面后,進(jìn)行管道鋪設(shè),首先在鋼膜片上涂一層黃油或凡士林以防生銹,安裝前需將管道在水中浸泡2 h 以上,使其達(dá)到飽和狀態(tài),在測(cè)頭上包上裝有干凈的飽和細(xì)砂的沙袋,周圍回填碾壓混凝土,上部用干硬水泥砂漿覆蓋。管道鋪設(shè)施工場(chǎng)景見(jiàn)圖2。

圖2 管道鋪設(shè)施工場(chǎng)景

1.5 回填施工

此方案回填施工分為下述幾個(gè)步驟：碎石找平層、模袋覆蓋、塊石、石籠回填和機(jī)械原土回填。回填施工需要制作混凝土,為改善海上混凝土性能,提高混凝土質(zhì)量及合理降低水泥用量,須在混凝土中摻和混合材料和外加劑,此方案混凝土拌制主要摻和粉煤灰和外加劑,粉煤灰須經(jīng)檢驗(yàn)符合《水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》（SL 398-2007）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后方可使用；混凝土外加劑選用高效緩凝型復(fù)合減水劑,外加劑的摻量由試驗(yàn)確定,并報(bào)發(fā)包單位批準(zhǔn)后方可使用。混凝土澆筑層厚度應(yīng)根據(jù)攪拌、運(yùn)輸和澆筑能力、振搗器性能及氣溫因素確定。入倉(cāng)面的混凝土應(yīng)隨澆隨平倉(cāng),不得堆積,倉(cāng)內(nèi)若有粗骨料堆迭時(shí),要均勻地分布于砂漿較多處,但不得用水泥砂漿覆蓋,以免造成內(nèi)部蜂窩。此外,利用恵實(shí)8號(hào)船進(jìn)行定位,恵實(shí)8 號(hào)船定位采用4 只錨固定船舶。待管道鋪設(shè)完成后,將鋪管船上的發(fā)射架拆除,改為回填定位船?；靥钸^(guò)程中,主動(dòng)與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T合作,了解區(qū)域水文氣象的中長(zhǎng)期預(yù)報(bào),對(duì)年度度汛要求和難度作出整體估計(jì),為回填施工作準(zhǔn)備。

1.6 清管試壓

清管試壓采用強(qiáng)度試壓的方式進(jìn)行,在鋪管施工完成后開(kāi)展。主要包括海管整體清管、測(cè)徑、試壓流程。清管試壓一端在登陸點(diǎn)平臺(tái),另一端以支持船為作業(yè)平臺(tái)進(jìn)行清管、測(cè)徑、試壓、泄壓作業(yè)。管道周圍的施工作業(yè)過(guò)程中,要小心進(jìn)行,設(shè)備安裝時(shí),應(yīng)保持儀器的正確位置、方向,并及時(shí)檢查,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理或更換儀器。清管試壓作業(yè)流程見(jiàn)圖3。

圖3 清管試壓作業(yè)流程

2 主要施工難點(diǎn)與對(duì)策

2.1 施工難點(diǎn)

該引水工程施工過(guò)程中存在難點(diǎn),主要為：（1）施工海域障礙物的阻礙,給海上管道敷設(shè)造成極大不利,若處理不當(dāng),將導(dǎo)致工期滯后。（2）工期緊：該施工項(xiàng)目預(yù)定工期僅為115 天,但施工內(nèi)容龐雜、施工工序冗多、施工質(zhì)量要求高,導(dǎo)致在較短時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量完成工作任務(wù)具有較大困難。

2.2 對(duì)策及建議

（1）合同簽訂后,提前派員協(xié)同甲方催辦用海手續(xù),迅速辦理好海域施工許可證并發(fā)布相關(guān)通告,限時(shí)拆除影響施工的障礙物。（2）正式開(kāi)工前,提前完成掃海、資料收集、船舶資料報(bào)驗(yàn)、施工許可證辦理工作,并根據(jù)海區(qū)現(xiàn)狀繪制鋪管船錨泊布置圖和送審,測(cè)放起始管端位置及首段海管敷設(shè)路由軸線并設(shè)立標(biāo)志,為后續(xù)的管道施工工作做好充分準(zhǔn)備。（3）在實(shí)際施工過(guò)程中,為確保工期在不影響工程質(zhì)量的前提下,參建各方可以適當(dāng)優(yōu)化施工工藝,具體待正式施工時(shí)再行商榷。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以福建某引水工程海上管道施工為實(shí)際案例進(jìn)行研究,在對(duì)海上管道自然環(huán)境條件的分析基礎(chǔ)上,經(jīng)工程實(shí)踐探索,總結(jié)出一套較適用于福建沿海海上管道施工的關(guān)鍵技術(shù)流程。該海上引水管道的順利建設(shè)實(shí)施為整個(gè)引水工程安全、如期、順利完工奠定了良好基礎(chǔ)。