沧州南排河过河管的施工

论文类型	技术与工程	发表日期	2001-04-01
来源	《中国给水排水》2001年第4期
作者	张自力,孙连堆
关键词	供水工程过河管施工
摘要	张自力，孙连堆 (沧州市供水总公司，河北沧州061000) 　　摘要：介绍了沧州“改水降氟工程”中供水管道途经南排河(河床为流沙土壤)时带水作业的施工措施，可供类似工程借鉴。　　关键词：供水工程；过河管；施工　　中图分类号：TU992.05 　　文献标识码：C ...

标题：

沧州南排河过河管的施工

可见全文

作者：

张自力;孙连堆;

发布时间：

2001-4-17

出自：

《中国给水排水》 2001年第4期

关键字：

供水工程;过河管;施工

摘要：

简介：

张自力，孙连堆
(沧州市供水总公司，河北沧州061000)

　　摘要：介绍了沧州“改水降氟工程”中供水管道途经南排河(河床为流沙土壤)时带水作业的施工措施，可供类似工程借鉴。
　　关键词：供水工程；过河管；施工
　　中图分类号：TU992.05
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2001)04-0062-02

　　“改水降氟工程”是沧州市重点工程，由东水厂、输水管线和市区管网改造工程组成。输水管线工程南起大浪淀水库，北至东水厂，管线全长19.7 km，管径为DN1 200，管材选用预应力混凝土管(管线途经八条河流、穿越两条国道及京沪铁路处采用钢管)。

　　1　工程中遇到的问题

　　南排河位于沧州市南约8 km处，河道宽140 m，南侧河堤宽60 m，北河堤宽110 m，河堤高出地面4.2 m，为沙性土壤。南排河是重要的排灌河道，也是本项工程的必经之路，而且是工程中施工难度较大的环节。原设计过河管道为倒虹吸管，设计DN1 200，钢管长360 m，河道两侧各设DN820排水管一根。由于1996年为丰水年，降雨较多，为此沧县水利局在南排河存储了约2 000×10⁴m³水，用于来年的农业生产。施工地段南排河河道水位5.5 m，河底高程1.2 m，水深4.3 m，据地质资料记载：该地段河床为流沙土壤，带水作业难度较大，很难达到理想的施工效果。

　　2　施工方案的比较

　　鉴于河道现状及工期的紧迫性，工程技术人员及有关专家经多方论证，提出如下施工方案：
　　①两侧打堰方案
　　从上、下游各100 m处填筑土堰，堰高超出水面1.0 m，堰顶高程约6.5 m，顶宽4.5 m，需土方约3×10⁴m³，施工时坝体的密实性要求较为严格，待围堰完成后排除明水，按正常施工程序施工。但考虑到水的渗透压较大，很难通过打井降水达到施工条件，并且工期较长，土方量过大且取土较难，投资较大，该方案很难实现。
　　②打桩架空方案
　　该方案在河内打800 mm钢筋混凝土桩18根，每根桩高约10 m，管道架于桩上，并做好保温防腐工作，施工时需建浮桥一座。由于河底为流沙底槽，带水施工难度较大，且工期难以保证，造价也过大，不易实现。
　　③大铲刮底方案
　　该方案适于流动性河流，且河床要为非沙性土壤。而南排河水面静止，刮出淤泥不能被冲往下游，河床坡角不易刮到，并且河底为沙性土壤，难以达到设计高程，因此该方案难以实现。
　　④顶管过河方案
　　该方案采用顶管穿越河底，出大堤后管道上翻，该方案难点在于：
　　a.顶管工作坑深达8 m，排水较难，且河堤为沙性土壤，随时有塌方的危险。
　　b.管道需穿出大堤，长度达310 m，距离过长，造价大增，且施工难度过大。
　　c.河内水渗漏严重，难以达到安全施工。
　　鉴于上述原因，该方案也被否认。基于上述分析，我们认为上述四种施工方法无论从工期、投资及施工难度等方面都是不允许的。

　　3　设置临时管道方案的提出

　　①柔性连接管方案
　　采用两端有法兰接口的橡胶软管，因橡胶软管使用灵活接口方便。由于管径过大而生产厂家较少，管线过长而运输不便，且一般橡胶软管的承压较低，因此该方案很快被否决了。
　　②临时管道方案
　　先做好临时管沉于河底(河底不开挖)，为防止管道应力过大，管道两侧加大支墩面积，河中心填石子支撑，两侧打桩固定。临时管道位于正式管道西侧，与河底斜交叉沉于河底，与两侧管道斜向连接。待来年5、6月份河道干涸后，围堰打井降水，再施工正式管道。由于临时管道与正式管道之间距离较近，造成施工不便，并且需停水2～3 d。
　　③DN800临时管道方案
　　结合南排河过河管原有设计：两岸各设有一根DN800放空钢管，将临时管道的管径缩为DN800，并且将临时管道位置东移至距正式管道20m处，并暂时与两侧放空管连接，沉于河底，作为临时输水管道。这样不仅造价会降低，且施工难度大大减少，为此即对该方案做了详细的水力计算：临时管道总长240m，正式管道长200 m，不同流量时其对应水力坡度与水头损失见表1。

**表1　不同管径的水力计算表**
流量(m³/h)	水力坡度(i=1/1 000)		水头损失(kPa)
流量(m³/h)	DN1200	DN800	DN1200	DN800
2850	0.447	3.53	0.872	8.33
4350	0.981	8.27	1.96	19.40
5000	1.29	11.1	2.55	26.0

　　通过以上计算可知，采用DN800钢管在正常运行时，供水泵站开两台泵，流量在10.44×104 m3/d时，水头损失增加17.64kPa，不影响正常供水。专家组成员一致认为，该方案无论从工期、投资、施工难度及可行性上都是最佳方案。

　　4 临时过河管的设计与施工

　　为了不影响来年枯水季节正常管道的施工，临时管线位于正常管线以东20 m处，两岸各设DN1 200阀门一个，这样待来年正式管道施工时，不停水即可完成正式管道的安装工作。为避免来年枯水期因管道重力而产生的应力，采用以下技术措施：
　　①下管前，应在河底每隔10 m采用纤维袋装碎石填至管底进行支撑。
　　②管线两侧下翻弯头采用混凝土支墩固定，支墩尺寸按中间段管线带水应力进行设计。
　　③因沉降可能产生应力处，尤其上弯、下翻弯头处，采用?25 mm钢筋加强强度。
　　临时输水管线于两个月后全线贯通，经消毒冲洗后正式投入使用，一次试送水成功。南排河地表水经农业生产利用，在5月末基本用尽，正式管线按原过河管设计施工完成后，拆除露于河床上的临时管道，剩余部分留做管线检修放空、排水用。
　　南排河管线变换前后，供水泵站设计供水量与出口压力见表2。