水下大开挖穿越管沟施工质量控制

水下大开挖穿越管沟施工质量控制

欧阳宇雄

石油化工工程质量监督总站中原石油分站河南濮阳457001

摘要：在输气长输管道工程中常常要穿越地质情况复杂的河道，常用的施工方法有定向钻穿越、顶管穿越、盾构穿越、大开挖穿越、矿山法隧道穿越五种，带水开挖穿越施工是大开挖穿越的一种，本文就带水开挖穿越管沟施工质量控制进行分析和探讨。

关键词：长输管道河道大开挖穿越带水开挖穿越管沟施工质量控制

1引言

XX输气管道工程穿越红水河第一次施工设计为定向钻穿越，但由于该区域地质复杂，溶岩发育丰富，在导向孔钻进过程中部分区域出现了钻杆顶进压力及泥浆压力突降、泥浆流失严重等情况；经移位，进行光缆套管导向施工时，仍有上述现象发生，导致定向钻施工无法正常进行。经建设、设计等单位技术、设计人员分析讨论，改为带水开挖、沉管施工的方法。下面就带水开挖管沟施工质量影响因素和质量控制进行论述。

2带水管沟开挖施工流程：准备工作→测量放线→沟槽爆破→清渣→验槽。

施工中沟槽爆破、清渣施工要编制施工方案、作业指导书，并详细对现场作业人员进行技术安全交底。

3带水开挖穿越管沟施工质量影响因素及控制措施

3.1影响带水开挖管沟施工质量的主要因素有以下几方面：⑴水下沟槽炸礁开挖，水下爆炮质量不易控制。⑵红水河水位在短时间内涨幅变化大，水流湍急，洪水季节流速超过2m/s。⑶河床裂隙较多，影响爆破力的作用。⑷红水河水深，穿越区河流主槽水位最深约45.42m（高程），使清礁难度加大。⑸水下管沟断面成型不易控制，质量验收难度大，需要专业的潜水员潜入水中进行检查验收。

3.2控制措施：

根据大开挖河流区域的地质情况，为控制水下管沟开挖施工质量，采取以下措施：⑴水下管沟测量定位。①根据设计文件提供的水准点和控制点进行复测，并根据这些控制点引测出测量基线，设定测量控制网，并做好保护工作。施工过程中随时根据工程的进度和质量要求进行施工测量工作，及时提供准确的施工控制点技术参数，把管沟开挖的各项参数严格控制在规范允许范围内。②根据设计给定的控制桩、水准桩进行测量放线，放线时首先移桩、拴桩、护桩，对测量控制桩进行全过程保护。③测量人员先根据图纸用RTK放出中心轴线，设置穿越中心桩、施工作业带边线桩，并做出明显标志。在临近施工区又不妨碍施工、容易设立又易于到达的分别设立对照定位桩，位于管沟两段外5米处各开挖两个基坑（长0.5m*宽0.5m*深0.5m),并采用1m长φ32mm圆钢，上部0.5m喷涂成红色，下部0.5m喷涂防腐漆一遍，垂直于中心线放入基坑，基坑浇筑C20混凝土。两岸各1个。④为了便于挖泥船等水上设备施工在中心轴线作业，在施工前，设置导标桩8个，A-H为导标桩，现场采用3m长竹竿插旗设置，标记做好后，施工方将据此设立便于施工观测的导标。⑤岸边设立临时水准点，水中设立水标刻度塔尺。⑵水下管沟爆炮开挖质量控制措施。①编制水下爆破施工方案，经爆破专业监理工程师审核及当地公安部门批准后实施。②由有爆炮资格的专业爆炮作业人员进行水下爆炮作业施工。③为了保证水下开挖的准确性，指定专人观测，采用全站仪和GPS对抓斗船进行定位测量，以保证抓斗船开挖断面及落斗点位置准确，从而避免漏挖、欠挖现象，降低复挖率，从而保证水下开挖的施工质量，提高工作效率。⑶控制水下管沟清渣质量。①抓斗船在施工中采用锚缆控制平面位置，在施工水域抓斗船抛设主锚缆及八字锚缆，主锚缆用以控制船体上、下移位，八字锚缆（或横锚缆）控制船体左、右移位，锚位必须设浮标标志。抓斗船采用分层施工方法,根据抓斗一次清挖厚度和岩层厚度，分多层开挖，同一开挖层面由上游逐步向下游开挖，施工时增加长臂挖掘机在水上施工平台进行辅助，根据检测结果调整移位落尺、落斗深度，并采用测深仪进行测量，直至达到设计要求为止。②清渣后测量船测量沟槽断面，检查是否有漏挖现象，如有做好标记，通知相关作业人员进行清理，直至达到设计要求。⑷沟槽找平。由潜水员根据水下测量结果和实际情况，指挥作业人员用4m3的抓斗船运送天然级砂砾石至距离沟槽底部1.5米处开斗抛砂。抛砂初步完成后，测深仪的测量结果（水下管沟开挖）基本符合设计要求，即可进行水下整平工艺的施工。抓斗船将空斗放置要下潜的沟底，潜水员顺着抓斗钢缆开始下潜，测量员开始计时，严格把控潜水员的下潜作业时间(单次潜水时间不得超过40分钟)。根据测量的结果和潜水员在水下实际勘探的水下沟槽情况，指挥水上作业人员配合潜水员通过导管对水下管道沟槽进行抛填细砂砾石。抛填的细砂砾石应比设计的整平顶面高度稍高，然后，再由潜水员推动刮尺沿着管槽中心线前进，这样高出部分就会刮平。潜水员在刮尺旁来回走动发现管底较低部分（几乎全部）通过安装在船上的漏斗连接串筒将砂（垫层用料其最大粒径不得超过10mm）卸到管槽的预定位置，抛填的砂垫层顶标高要求与刮尺底标高一致（由潜水员控制），一直到基床平整后的平整度达到设计及规范的要求。③沟槽水下垫层整平完成后，用测深仪测量和潜水员水下检查整平情况，如发现有模糊或怀疑部分就用抽检方法进行检验。派潜水员找到相应位置，把铁杆卡尺交给潜水员放到怀疑位置由全站仪测定位置，并对回填到的高程进行校对。如果高于此处管底标高，则由潜水员清除；如果低于此处管底标高，则由潜水员定位进行补填。检验完成后如该项目所处位置水下能见度好，可进行水下摄影，直至沟槽达到设计要求。⑸水下沟槽验收。①采用测深仪及GPS相配套放置于小艇上，让小艇（探头）沿着沟槽中心线移动，测完沟槽中心线后，再对管底两边线各测一次。沟槽测量见如下示意图。

②人工抽检：抽检相应里程处的断面，在相应里程处的断面水面上用吊砣测量其水深推算其沟槽底高程。由水面高程和所测得的水深推算得断面管底实际标高，并与设计高程相比较，而得知开挖是否符合要求。③采用超声检测仪进行检测，同时委托第三方机构对管沟成型质量进行检测，出具检测报告。

4结论

通过本工程对水下大开挖管沟施工质量的控制，使管沟的断面尺寸、标高达到设计要求，保证沉管的顺利施工。