灘涂地質管溝開挖施工

河北華北石油工程建設有限公司 河北 滄州 062552

1 引言

灘涂是一種比較特殊的地質環境,地下水含量豐富、土質比較松軟、地層承載能力差,在溝埋天然氣輸送管線開挖施工中,如果采用常規管道開挖施工技術,極易產生嚴重坍塌事故[1]。因此加強對灘涂地質條件下的管溝開挖施工技術進行研究,對于實現安全生產、保障施工人員的生命安全及國家財產免遭損失,構建和諧社會和可持續發展社會,都具有重要意義。

2 拉森鋼板樁施工技術

拉森鋼板樁施工技術又被稱之為U型鋼板樁施工技術,作為一種新型建筑材料,在深基坑工程建設施工及溝埋管道開挖施工中,作為擋土、擋水、擋沙墻,發揮著極其重要的支撐維護作用。作為深基坑作業及溝埋管道開挖施工中的支撐維護設施,拉森鋼板樁具有施工操作簡單、綠色環保、建設費用低可重復使用、搶險救災時效性強、施工占地面積小、安全防護和防水性能好、對空間要求低等特點,已被廣泛應用于深基坑及溝埋管道開挖施工作業中[2]。

3 本項目拉森鋼板樁打樁施工方案

按照工程設計方案,甬臺溫輸氣管線蒼南支線線路工程全場31.8km,其中14.37km需要穿越土質松軟的灘涂地帶,工程設計施工方案為管道直埋,管道上方土層埋藏深度為3m以上。根據項目區域地質構造的實際情況,經過工程技術人員的現場勘查和反復論證,采用拉森鋼板樁打樁施工技術方案并采用溝下焊接施工技術。具體如下：

第一,實施方案。按照工程設計圖紙,進行現場測量放線,完成工程施工借地申請審批手續后,采用水路挖掘機進場整修道路、掃線并對施工場地進行平整,上述基礎性工作完成后,沿管線中心線兩側及兩端根據施工技術標準和安全生產規范要求,全部打入質量符合國家強制性標準(JG/T196－2018)的拉森鋼板樁。拉森鋼板樁的作用包括兩方面,其一是對開挖的管溝壁起支撐保護作用,防止已開挖的管溝壁坍塌造成人員傷亡和財產損失等安全生產事故；其二是防水作用,拉森鋼板樁能夠有效阻止已開挖的管溝壁向管溝內滲水,起到有效隔水,保證已開挖的管溝不受滲透水害影響。打入拉森鋼板樁必須嚴格按照工程技術要求,做好定位導向作業,嚴格控制鋼板樁的雙向比直度和鎖口咬合度,在鋼板樁內側嵌塞入板條、棉絮、麻絨等材料可增加防滲效果[3]。打入鋼板樁必須達到設計深度,否則將給后續開挖施工帶來嚴重安全隱患,拉森鋼板樁全部打完并經過檢查驗收合格后,方可進入下一階段的施工。

第二,實施措施。管溝開挖施工中,使用長臂挖掘機對管溝進行開挖,同時要對拉森鋼板樁做好橫撐支撐作業,以防止鋼板樁受地層擠壓及挖掘機重壓向內傾倒使造成管溝壁坍塌事故。將經過防腐技術處理的管道穿過橫撐放入溝內,同時調遷設備在溝下對輸氣管線實施阻焊、檢測、進一步做防腐處理(尤其是焊口部位及由于機械碰撞防腐層受損部位)、壓重塊壓重,通信硅芯管及光纜敷設,陰極保護施工等,上述各項施工程序完成并檢測合格后,進行管溝回填、對鋼板樁實施拆除和地面植被恢復,同時對陰極保護測試樁(兼做里程標識樁)、轉角樁、標志樁等三樁按技術標準要求進行埋設。

第三,施工過程。工程施工便道及施工作業帶內道路滿足工程施工作業要求后,拉森鋼板樁及打樁機進入施工現場,開始在管線鋪設中心線兩側及兩端用470型打樁機進行拉森鋼板樁(長度12m/根)打樁施工。為了便于在管溝內焊接作業,普通段管溝開挖寬度設計為3m,開挖深度3.5m；定向鉆連頭為工程施工的特殊點,需要帶管線實施管溝開挖作業,為了有效避免挖傷地下防腐輸氣管線,特殊點的管溝開挖寬度為4.5m,管溝挖掘深度4.5m。管溝挖掘施工中需要使用長臂挖掘機在遠離鋼板樁的位置實施挖掘作業,將挖出的土方送至遠離管溝處堆放以減輕鋼板樁所承受的擠壓力,配置普通挖掘機進行適當的二次倒運。管溝開挖施工中,為了防止鋼板樁受地層壓力導致變形,在挖掘過程中需要對鋼板樁進行加固,架設鋼板樁支架及橫支撐(如圖1)。在管溝開挖過程中,對鋼板樁受力情況要指定專人進行動態監測,發現問題及時處理,確保管溝開挖施工的安全。

圖1 拉森鋼板樁打樁及長臂挖掘機施工現場圖

4 結論

拉森鋼板樁大樁施工技術是目前深基坑及管溝開挖施工的一項重要技術,該技術有效解決了灘涂、沼澤、復雜水網及松軟地質條件下管溝開挖的技術難題,對保障施工過程的人身及機械設備的安全和對生態環境保護,實現社會經濟的可持續發展,具有重要意義。