淺談關(guān)于沉管技術(shù)應(yīng)用中存在的問題及對策分析

龍娟

摘 要：沉管技術(shù)是水底建筑隧道的一種重要施工方法，具有施工質(zhì)量容易保證、工程造價相對較低、施工周期較短、操作條件好、斷面可自由選擇以及斷面空間充分利用等優(yōu)勢，在多種水底建筑工程中有著較為重要的應(yīng)用。但在沉管技術(shù)的應(yīng)用階段，仍然存在一些問題。本文結(jié)合沉管技術(shù)應(yīng)用實踐中暴露的問題進行分析，并根據(jù)分析的結(jié)果以及筆者自身的工作經(jīng)驗，提出一些對策與建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：沉管技術(shù) 實踐應(yīng)用 問題 對策

沉管法是廣泛地應(yīng)用于水底建筑隧道的一種施工方法，通過將若干個預(yù)制段分別浮運到海面（河面）現(xiàn)場，并一個接一個地沉放安裝在已疏浚好的基槽內(nèi)的方式，完成水底隧道等的修建。從沉管法的使用環(huán)境來看，此種施工方法的適用水深范圍相對較大，幾乎可不受到水深的限制。一般而言，在此類工程的建設(shè)施工中，沉管技術(shù)的應(yīng)用是整個工程的關(guān)鍵節(jié)點，實際操作時需要考慮到工程實際的重要性與特殊性，并以經(jīng)驗豐富的專業(yè)沉管施工團隊為基礎(chǔ)，確保各個專業(yè)施工之間的密切配合與順利銜接，進而保證沉管施工的質(zhì)量。本文結(jié)合倒虹吸跨西溪連接右岸安揭引韓進水涵閘的鋼管沉管施工實踐，對沉管技術(shù)應(yīng)用階段存在的問題進行分析，并據(jù)此提出相應(yīng)的對策，以期為沉管技術(shù)的應(yīng)用以及各類沉管施工提供一定的參考價值。

1.沉管技術(shù)的應(yīng)用概述

從沉管技術(shù)的實踐應(yīng)用來看，沉管技術(shù)施工大致可以分為預(yù)制段的制作、沉放、水下連接以及其他基礎(chǔ)性處理等內(nèi)容。在沉管技術(shù)的實踐應(yīng)用中，做好相應(yīng)的施工準(zhǔn)備，并加強主要工藝與控制要點的施工監(jiān)管、質(zhì)量驗收，是保證沉管施工質(zhì)量的重要途徑。根據(jù)工程施工的實際情況，在沉管鋼管的前期施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，按照設(shè)計的具體要求選購沉管鋼管的成品管，并將其運輸至施工現(xiàn)場，待沉管段的鋼管材料進入現(xiàn)場后，將其運輸至沉管拼裝場地，根據(jù)現(xiàn)場組裝場地建設(shè)布置圖進行現(xiàn)場布置，對后續(xù)施工的進行能夠起到一定的保障作用。在陸上組裝平臺完成管段的組裝后，即需要進行管段下水，作為沉管技術(shù)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，沉管下水具有較強的技術(shù)性，加強沉管下水階段的質(zhì)量控制，對整個工程的建設(shè)有著重要意義。沉管技術(shù)施工的工序流程如圖1所示。

2.沉管技術(shù)應(yīng)用的主要問題

2.1管節(jié)的現(xiàn)場對接

在沉管段鋼管材料進入現(xiàn)場后，按照相關(guān)設(shè)計圖紙（如“管節(jié)現(xiàn)場對接圖示”等）對管節(jié)進行現(xiàn)場對接，是施工工序中較為重要的一環(huán)。從管節(jié)現(xiàn)場對接的實際工作來看，焊接人員的操作水平以及是否按照對口要求進行操作，對管節(jié)對接的質(zhì)量有著直接影響，甚至可能出現(xiàn)影響到后續(xù)沉管施工等嚴(yán)重后果。因此，在實際施工中，應(yīng)當(dāng)加強管節(jié)現(xiàn)場對接的各個施工細節(jié)的監(jiān)管，按照《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》等規(guī)范進行施工與驗收，進而保證管節(jié)現(xiàn)場對接的質(zhì)量。

2.2管段下水的協(xié)同作業(yè)

管段下水是管段陸上組裝完成后的下一道重要工序，根據(jù)管段下水工序的實際要求，在管道下水區(qū)域的航道上，應(yīng)當(dāng)提前設(shè)置相應(yīng)的導(dǎo)航航標(biāo)，待管段在岸上逐段成型后，即進行牽引入水操作，于管道下水段前端的盲板部位及管道上部設(shè)置錨燈，以保證航道日夜通航的安全。但在實際工程中，由于施工環(huán)境的差異，如何選擇可行的設(shè)備，實現(xiàn)管段同步下水，是需要相關(guān)作業(yè)人員審慎思考的問題。尤其是在難以實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)的區(qū)域，如何實現(xiàn)卷揚機的協(xié)同作業(yè)，確保管段緩慢下水，對下一道工藝的進行有著極為重要的意義。

2.3管段沉放安裝

從管段沉放安裝的工藝流程來看，涉及的內(nèi)容相對較多，包括灌水下沉、管道固定等重要環(huán)節(jié)。此類關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工，不僅依賴于具備相應(yīng)經(jīng)驗與理論基礎(chǔ)的施工人員，還需要施工人員嚴(yán)格按照設(shè)計施工的具體要求以及相應(yīng)的施工規(guī)范、施工標(biāo)準(zhǔn)，控制沉放行程、方位等，一旦出現(xiàn)偏差，則需要卷揚機與起重船的配合作業(yè)，完成對管體的微調(diào)。此外，管段沉放質(zhì)量的檢驗也是管段沉放安裝階段的重要問題之一，其檢驗的準(zhǔn)確性將對后續(xù)施工質(zhì)量的綜合評估等產(chǎn)生一定的影響。

3.沉管技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量管理對策

3.1加強管節(jié)對接工作的細節(jié)管理

需要對管口的具體情況以及管節(jié)的平直度等進行校對，并就焊接端的坡口、管壁內(nèi)外側(cè)近端口的泥土、鐵銹、油污等進行清除處理，避免此類臟物的存在影響到對口焊接的質(zhì)量。根據(jù)對口的要求，在各個管節(jié)對口階段，要確保內(nèi)壁齊平，錯口的偏差應(yīng)當(dāng)在允許的偏差范圍內(nèi)，避免在對口間隙幫條夾焊或用加熱法去縮小間隙及強力接口。在焊接標(biāo)準(zhǔn)方面，縱向焊縫應(yīng)放在管道中心線半圓的45°左右，并按接頭坡口雙面焊接對內(nèi)、外圓環(huán)進行規(guī)范焊接，確保焊縫寬窄均勻整齊，不存在氣孔、裂紋等情況，且無明顯的咬邊。在完成焊接后，需要對管節(jié)對接的質(zhì)量進行嚴(yán)格檢驗，檢查焊縫是否存在熔化金屬流到焊縫外末熔化的母材上以及焊縫、熱影響區(qū)表面是否存在氣孔、裂紋、弧坑和灰渣等缺陷，檢查根部是否焊透。在現(xiàn)場焊接的焊縫檢驗中，應(yīng)當(dāng)注意檢查是否存在未焊滿的情況，針對油滲檢驗不合格的焊縫，應(yīng)當(dāng)鏟除重焊。此外，在焊縫咬邊深度、焊縫錯邊、焊縫表面余高以及焊縫寬度等參數(shù)的檢驗過程中，也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進行驗收，避免出現(xiàn)管節(jié)對接質(zhì)量不合格的管段進入下一工序。

3.2做好管段下水的各項工序

從管段下水的具體流程來看，大致可以概括為“定位船定位→卷揚機就位→卷揚機協(xié)同作業(yè)、管段緩慢下水→管段靠岸邊臨時固定”。在定位船的定位階段，需要將定位船進行拋錨定位。在卷揚機就位階段，需要事先對卷揚機進行測試與檢修，包括檢查減速箱的油量是否充足，油的溫度是否在正常范圍內(nèi)，各個滑動軸承中是否有油，各個零部件的轉(zhuǎn)動是否靈活等，確保卷揚機運行狀況良好。尤其是在起吊重型物件時，應(yīng)當(dāng)先對其進行試吊，檢查物件的捆綁以及繩扣是否結(jié)實等。在管段緩慢下水前，需要由測量人員對鋼軌進行行程標(biāo)記，為下水后的管段同步檢查提供參考。雖然已有的實踐經(jīng)驗表明，水下施工指揮員、測量人員、卷揚機的操作手之間采用對講機進行溝通，能夠較好的確保施工情況的溝通，進而保證管道下水的同步進行，但在實踐中，仍然需要謹(jǐn)記“三不傷害”原則，多留意，多觀察，發(fā)現(xiàn)問題及時溝通。簡言之，管段下水具有較強的技術(shù)性，施工要求相對較高，需要參與人員之間密切配合，確保管段下水的同步進行；待管段下水到位后，對管段進行臨時固定，順著水流的方向固定，為下一階段的水上施工奠定基礎(chǔ)。

3.3合理控制沉放的姿態(tài)

一般而言，沉管沉放過程中的姿態(tài)控制是整個管段沉放安裝環(huán)節(jié)的重點與關(guān)鍵，采取相應(yīng)的基礎(chǔ)措施，合理控制灌水下沉過程中管道的姿態(tài)，能夠有效降低管道出現(xiàn)偏差的情況，進而減少工程的微調(diào)頻次，保證后續(xù)工序的順利開展。但管道姿態(tài)的控制并非易事，往往會受到施工條件的限制。結(jié)合本次工程建設(shè)的實際情況來看，保證沉管施工的質(zhì)量與安全，可從測量放樣與定位（對管道中心線與邊緣線等具有明顯特性的線條進行明確標(biāo)記，方便下沉進程中的觀測）、輔助沉管沉放設(shè)施（如根據(jù)工程實際安設(shè)相應(yīng)的導(dǎo)向柱，并將其布置于供水鋼管的下游，輔助沉管的沉放）等角度進行考慮。此外，在下沉過程中，還需要嚴(yán)格控制沉放行程，確保管道受力平衡，緩慢、均勻下沉。

4.結(jié)語

在沉管技術(shù)的應(yīng)用階段，各個重要施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制對整個工程的建設(shè)有著較為重要的意義，相關(guān)的作業(yè)人員、技術(shù)人員與管理人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照沉管技術(shù)的應(yīng)用方法以及工程設(shè)計要求，規(guī)范施工，并重視其中的關(guān)鍵問題，采取相應(yīng)的措施，避免出現(xiàn)施工質(zhì)量問題。

參考文獻：

[1]劉力英，魏立新.沉管隧道變截面管段若干關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)分析[J].城市道橋與防洪， 2017 （8）： 300-303.

[2]錢七虎.水下隧道工程實踐面臨的挑戰(zhàn)，對策及思考[J].隧道建設(shè)， 2014， 34 （6）： 503-507.

[3]孫鈞.港珠澳大橋島隧工程深厚軟基與大回淤條件下的工程處治研究[J].隧道建設(shè)， 2014， 34 （9）： 807-814.