研究大管徑供熱管道沉管施工過程與質量控制

韓政

摘要：為解決供熱管網工程建設中大直徑管道穿越河道的問題，本文結合某供熱管網工程實際情況，對其大直徑管道穿河道施工中沉管技術的應用進行分析，提出各施工環節操作方法和質量控制要點，以期為相關人員提供參考，保證沉管施工質量。

關鍵詞：供熱管網;沉管施工;質量控制

供熱管網作為基本的市政基礎設施，在城市的進一步建設與發展過程中，其大直徑管道越來越多的需要從河道等特殊地段中穿越，這無疑對管道施工提出了極高的要求。沉管憑借施工便捷、安全性良好等優勢在其中得到了廣泛應用。要想使沉管施工順利完成，并達到預期質量目標，有必要結合工程實際情況，深入探討其施工過程及質量控制。

一、工程概況

某供熱管網通過沉管使大管徑管道從河流中穿越，穿河段管道總長約165m，管徑DN1000，按照河道管理要求，河底管道埋深需達到5m以上，管線兩端需要從景觀帶中穿過，需對景觀設施進行拆除，在施工結束后恢復。

二、沉管施工

（一）基槽開挖與處理

在溝槽開挖過程中需對地基土的類型及水文地質條件予以充分考慮，結合測繪資料，本次施工槽底和水面之間的最大距離為14.5m，基底土層以粘土和粉質黏土為主，上覆雜填土層與素填土層。據此決定采用反鏟式方法開挖。以現場測放出的支墩點位與基槽軸線具體位置為依據，借助定位樁挖泥船實施開挖與堤防設施的拆除，按照從中間向兩端的方向進行，使基槽開挖一次性成型。另外，為保證開挖質量，在基底表面鋪設一層厚度為0.3m的墊層，墊層材料采用中粗砂。墊層材料在碼頭進行裝載，然后運輸到基槽的正上方，根據定位進行分段拋填，輔以潛水員進行水下找平[1]。

（二）沉管制作

沉管部位的主槽全寬165m，施工前其胸墻迎水層有10m左右的景觀填土，水深不大，這對沉管施工有一定影響，管道極易擱淺。對此，將沉管的水平方向投影長度確定為161m，并選取倒虹吸管，其水平段的總長度為100m，在兩側設置的雁翅管，其水平方向投影長度均為30.5m，并彎曲11°。沉管在岸邊進行預制，完成對接組裝之后需對焊口實施X光探傷，確認合格后對接口部位進行必要的保溫和防腐處理。

（三）沉管

（1）在岸邊對管道進行焊接安裝與防腐處理，經檢驗確認合格后，開始吊裝下水。結合現場具體情況，在管道入水之前，先利用悶板對管道兩端進行封堵，同時在封堵位置的上方設置閥門。管體在水中受到的浮力應比其自重大，以此借助浮力到達指定位置[2]。

（2）在管體下水之后，采用拖船將其拖牽到指定下沉位置。為確保管道上每個吊點的受力都能達到均勻，根據相關測算結果，設置五個吊點。另外，由于河岸處的水深相對較淺，所以在岸邊分別布置兩臺100t吊車，對管道兩端的吊點進行起吊，而其它三個吊點采用吊裝船起吊。

（3）在上述工作結束后，方可開始沉管起吊。在管體達到指定位置后，將其兩端閥門開啟，使水進入到管道內，在水量達到一定值后，管體將處在懸浮的狀態，此時停止充水，將閥門關閉。由于管道中的水并未住滿，所以會發生晃動，在這種情況下使管道保持平衡是整個下沉過程的關鍵，對此，現場所有吊裝設備應聽從技術人員的統一指揮，對索具進行同步且平緩的下方。在管體與槽底相距30cm時，對管體軸向位置進行調整，然后繼續為管體充水，使其平穩下沉。經測量校核確認所有數據均滿足要求后，對管體上的鎖具進行拆除，準備對第二根管進行整體吊裝和充水下沉。

（4）在沉管到位的管道周圍進行回填會給管道內力分布造成很大影響，并且還會影響到管道縱向剛度，可能造成接觸滲透破壞，威脅堤防安全。對此，施工中要對溝槽回填進行嚴格控制，采用河沙對管底和溝槽兩側進行回填，對于回填的高度，以達到管道頂部上方1m為準確定，同時要河沙的頂面還應設置混凝土蓋板。回填用河沙借助自航駁船進行裝料，并運輸到回填位置，然后采用機械與人工開始回彈，找平由潛水員在水下完成。

（5）從勘察資料報告可知，該工區地下水存在硫酸鹽成分，對混凝土有中等程度的腐蝕影響，因此在混凝土生產時應加入適量抗侵蝕劑。另外，為了使混凝土強度可以達到設計要求，以免在吊放過程中開裂，要在岸上連續養護15d的時間，且強度不低于設計要求90%后，才能開始吊裝。在吊裝過程中，應在陸上使用全站儀做好軸向定位，確保混凝土以1m的間隔距離設置到管道正上方。

三、質量控制

在沉管施工中，除了要嚴格按照相關標準及設計要求進行操作，還要切實做好質量控制工作，針對不同的施工環節，明確質量控制的要點。

（1）溝槽開挖尺寸應達到設計要求，防止超前挖。在砂墊層拋填的過程中，需做好基槽深度與標高的現場測量，在完成拋填后，安排潛水員進行觀察確認，防止漏填或局部超填。將砂墊層拋填結束后，立即開始平整，使其頂面寬度達到設計要求，且每側寬度均不能超過2m。施工中要充分考慮波浪、水深及水流等對墊層材料造成的影響，使施工方向盡量與水流方向保持一致，同時通過分階段施工避免超高問題產生[3]。

（2）在沉管組裝好以后，對其焊口實施X光探傷和試壓，經探傷及試驗確定符合要求后，還要對接口部位進行必要的保溫及防腐處理。其中，外防腐方式以雙層聚丙烯膠條保護層為主，而內防腐方式為無毒環氧涂料土層。對于非沉管段，采用水泥砂漿作為內襯。

（3）在沉管過程中，首先要選擇適宜的時機，根據現有資料和實測的水面高程信息及流速，在流速相對較小的時間段開展沉管施工。此外，在沉管過程中還需在中心線處進行沉放標志的布置，以此為管線標高控制與軸線位置控制提供依據。下沉時，可以在處于水平狀態的管段設置測繩，以此對水面高程進行測量，用于下沉速度控制，確保管道的整個下沉過程保持平衡。

（4）在采用河沙進行回填的過程中，也要做好水深與標高等項目的現場實測，在完成拋填之后安排潛水員進入到水下進行檢查，以確認是否存在漏填或局部超填等現象。經水下檢查確認初步合格后，還應將回填層的表面整平，使其頂面寬度滿足設計要求。對于沉管段以外的部分，將其回填到與河床標高保持平齊的狀態即可。

四、結語

綜上所述，在供熱管網工程中，大管徑管道通常采用沉管的方法從河流上跨越。該工程歷時3個月完成施工，充分體現出了沉管工期較短的特點。此外，整個施工過程均安全可靠，沒有給河道的正常通航造成太大影響。伴隨各地區經濟的進一步發展，將有越來越多的市政項目需要從河道中穿越，本項目的成功實施可以為今后類型項目提供良好參考，使沉管技術的應用發揮出應有作用效果。

參考文獻

[1]張洪斌，柴玉龍.大管徑供熱管道沉管施工過程與質量控制[J].區域供熱，2021（03）：152-155.

[2]楊亞龍，李春慶，王永，趙穎.沉管過河施工中供熱管道的安全性驗算分析[J].華電技術，2019，41（06）：61-63.

[3]張玉晨，劉永風，梁洪喜.供熱管道沉管工程施工方案設計[J].煤氣與熱力，2006（03）：53-55.