风城水库至三坪水库输水管道工程施工工艺

风城水库至三坪水库输水管道工程施工工艺

刘志强

中国电建集团港航建设有限公司 天津 300467

【摘要】 风城水库至三坪水库输水管道工程是新疆引水工程风克干渠的扩建工程，采用螺旋缝焊接钢管安装，沟槽开挖断面大、坡度陡、基坑支护及降排水施工难度较大，施工中采用流水作业，合理组织精心施工，保证了质量、安全和进度，节约了成本。

【关键词】 风城水库 输水管道 安装 工艺

1概述

风城水库至三坪水库输水管道工程位于新疆维吾尔自治区克拉玛依市，准噶尔盆地西北边缘与准噶尔界山的交界地带。是新疆引水工程风克干渠的扩建工程，主要任务是与风城水库、风克干渠、三坪水库联合运行，为沿线净化水厂、三坪水库等提供水源，解决克拉玛依市克拉玛依区、白碱滩区工业及城镇生活等用水问题。包括取水工程和输水管线工程两部分，输水管道采用DN2200x20及DN2000x18螺旋缝焊接钢管，主要工程量为：钢管安装21270m，土石方开挖1216783m³，回填量约525000m³，级配砂砾料221725 m³。

2工程地质分析

风城水库至三坪水库输水管道工程位于准噶尔盆地西北，气候干燥。沿线地层主要为：级配良好砾（Q3-4al+pl）：灰褐色-黄褐色，稍密，干，硬质岩碎屑为骨架，颗粒呈次棱角型，中粗砂充填，级配不良。拟建管道沿线分布的地下水类型有：松散层孔隙潜水，基岩裂隙水及上层滞水。

3输水管道工程施工工艺

3.1施工总布置

综合考虑施工程序、施工交通、施工强度等因素的影响，合理布置。

根据现场施工条件，沿管线修建一条并行临时道路，路宽7.0m，用推土机平整并碾压密实。临时道路在清除腐殖土后的地面基础上修建，沿线填筑0.3m厚的砂砾石料。本工程临时施工道路总长23km。

根据主要工程量及合同工期，结合项目部资源配置，沿线划分四个工作面，分别是：桩号0+307.46～6+000，长5692.54m；桩号6+000～11+000，长5000m；桩号11+000～16+000,长5000m；桩号16+000～21+000，长5000m。

本工程主要工序为土石方开挖、管线安装、水压试验、回填等。

3.2土方开挖

沟槽开挖平均深度约4.0m，部分超5m，穿越基坑及河流段地下水位较高。施工前，完成建筑物标准轴线桩、水平桩及灰线尺寸复核。

3.2.1场地清理

开挖前，按设计要求清理最大开挖边线外侧3m范围内的所有杂物和障碍物。清基范围内的有机土壤，采用SD16A推土机推集，运到指定地点堆存，用作复耕。

3.2.2沟槽开挖

根据管线开挖断面结合实际工作效率，每个作业面采用1.4m³挖掘机、1.2m³挖掘机和1.0m³挖掘机各一台配合施工，15T自卸汽车外运弃料。

开挖前进行地下管线探测，凡新发现的或图纸已标出的与管道交叉的各种地下设施，均采取有效的保护措施以防止损坏，在距离构筑物、管线边1.0m范围内以及距离直埋缆线2m范围内采取人工开挖。

开挖方向从上而下，到达设计基底标高即停，如果超挖则要填补夯实，作业面按要求设置横坡及边沟，避免积水。沟底预留0.2-0.3m厚的土层，管道底部结构宽度两侧各增加开挖工作面宽0.5-1.0m。

对于沿线挖深4.1m及以上的沟槽分两层开挖，上、下层开挖工作面的距离控制在50～100m范围内。第一层开挖高度1.3m，采用1台1.4m³液压反铲布置在槽口，沿纵向退挖法甩土出槽，运至堆土区。第二层开挖至管底高程以上0.2m，布置1台1.2m³液压反铲在槽底，沿纵向退挖甩土出槽，同时布置1台1.0m³液压反铲在开挖边线外侧将开挖土倒运至堆土区。

3.2.3支护措施：沟槽开挖遇地下水位过高或特殊地质条件边坡不稳时，根据施工现场情况进行设计和选择坑壁支撑，视实际情况及监理工程师要求采取在沟槽内安设钢板围檩支撑及适当增加沟宽等防护措施。

3.3石方开挖

本标段管线基础石方开挖约36.6万m³，多为中硬质岩石，结合施工实际避免爆破扰动周边设施，管基石方采用免爆开挖方式。根据测算，每台小松360液压岩石破碎锤每个台班能够开挖石方约150m³，施工时长约300天，施工中配备12台液压岩石破碎锤，具体施工方法如下：

根据开挖轮廓线清除表土→露出石方→修出第一级施工平台→摆放破碎锤及挖机→根据地形画圈布点，间距30cm→破碎锤钻孔破碎岩石，分层破碎→将破碎岩体运至指定地点。

3.4施工排降水

每隔12m设置一个集水坑，用潜水泵抽排，并在基槽底部设置300×300mm的排水沟。对于过河段、过渠段及阀井段等地下水位较高部位开挖，采用井点降水。

3.5管道安装

3.5.1布管

钢管经临时施工道路进入现场，按设计及规范要求进行检查验收，合格后用30T汽车吊卸车、布管。置放时，管下垫方木或草墩，两侧用弧形或三角形木楔子卡紧卡牢。钢管在运输、摆放、吊装过程中，要防止破坏涂层，避免管口变形。

3.5.2安装

安装程序见图3.5-1。

环缝焊接

管节对装

吊装就位

安装准备

支墩浇筑

中间验收数据

加固清扫

探伤检测

油漆扫尾

二次清扫

竣工验收

图3.5-1钢管安装工艺流程图

3.5.3焊接

用同一型号的逆变焊机分区对称逐条环缝焊接，先焊接外部环缝，清根后再焊接内缝。

本工程钢管焊缝均采用不对称“V”型坡口。管端为机械坡口，接口焊接前先修口、清根，管端端面的坡角为30°，钝边1.6mm，间隙2.0-4.0mm。

钢管安装焊接时场地温度不低于-5℃，相对湿度不高于90%，风速应小于8m/s。当气温在0℃以下时，应对钢板进行焊接预热，预热宽度为在焊缝中心两侧100mm的范围内。

3.6土方回填

本工程利用开挖料作为回填料。管道基础采用30cm厚砂砾石垫层（d≤5mm）；管底120°区域内及管顶50cm以下采用砂砾料填筑压实（d≤20mm）；管顶50cm以上采用管沟开挖原土回填（d≤200mm）。每层松铺厚度40cm。回填后用RWYL31压路机按照0～1.8km/h速度、激振力13.5KN进行碾压。

3.7弃渣处理

施工开挖的渣料首先用于本标段管沟回填、场地平整、永久道路填筑等。剩余土方用挖掘机装15t自卸汽车运至批准的堆渣地点分类堆存。

3.8水压试验

每间隔1km都要进行水压试验。试压段管道两侧至管顶以上50cm的土方回填夯实后方可进行水压试验。压水试验过程中，如果补水较多，要排净管道气体后才能进行升压。试压完成清洗管线，并用氯离子浓度不低于20mg/L的含氯水浸泡、冲洗管道，最后进行通水试验。

4结语

风城水库至三坪水库输水管道工程开挖断面大、坡度陡、沟槽支护及降排水施工难度较大，在施工中对沟槽开挖、基础垫层及管线安装、焊接、检测、回填等工序采用流水作业，合理安排施工，加强现场管理，强化每个作业过程及每道工序的控制，即保证了施工质量和进度，也节约了成本。

参考文献

[1]沈金娟.东山供水工程PCCP管线下穿太长高速公路段施工技术方案[J].山西水利科技.2020,(1).24-25,48.

[2]曹德意.某原水输水管道工程施工方案的优化[J].中国设备工程，2018，（11）：220-223.

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