CN111022764B

CN111022764B - 一种引水管水陆转换接头干法施工方法

Info

Publication number: CN111022764B
Application number: CN201911386898.XA
Authority: CN
Inventors: 宋作栋; 陈慧; 梁文; 蒋武华; 李新; 李佳丽; 刘银华; 曾斌; 伍志光
Original assignee: Second Engineering Co Ltd of China Railway No 5 Engineering Group Co Ltd
Current assignee: Second Engineering Co Ltd of China Railway No 5 Engineering Group Co Ltd
Priority date: 2019-12-29
Filing date: 2019-12-29
Publication date: 2021-07-20
Anticipated expiration: 2039-12-29
Also published as: CN111022764A

Abstract

本发明涉及自来水厂或抽水泵房施工建设期取水设施领域，尤其涉及一种引水管水陆转换接头干法施工方法。本发明将厂区池体和引水管挖方地段沟槽开挖出的大块石料与粘土混合后作为土石围堰的填料，填筑小型土石围堰，同时在进水口格栅处和靠近江岸边的引水管端用钢板封堵，采用抽水泵进行围堰内排水，从而实现在无水或少量积水的情况下进行引水管的对接及连接，浇筑封闭混凝土和回填；实现引水管道沟槽开挖的干地作业，避免了水陆转换接头水下焊接、水下定位安装及水下混凝土浇筑的难题，同时也避免了岸上管道安装基坑开挖作业因河水倒灌变成水中作业的现象，提高了施工效率，降低了施工难度，在工艺优化、成本节约及进度控制方面起到了显著效果。

Description

一种引水管水陆转换接头干法施工方法

技术领域

本发明涉及自来水厂或抽水泵房施工建设期取水设施领域，尤其涉及一种引水管水陆转换接头干法施工方法。

背景技术

随着国内城镇居民人口的持续增长，市政公用工程的得到了前所未有的大力发展，新建、改扩建自来水厂越来越多，引水管安装是自来水厂建设的重要工序，当遇到高差悬殊的河床时，必然遇到引水管水陆转换处接头施工的问题，如何采取有效办法完成水陆转换处接头的问题，实现降低施工难度、提高施工效率，减少投资的目的，是一项值得探索的研究的技术。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种引水管水陆转换接头干法施工方法，通过将厂区池体和引水管挖方地段沟槽开挖出的大块石料与粘土混合后作为土石围堰的填料，填筑小型土石围堰，同时在进水口格栅处和靠近江岸边的引水管端用钢板封堵，采用抽水泵进行围堰内排水，从而实现在无水或少量积水的情况下进行引水管的对接及连接，浇筑封闭混凝土和回填；实现引水管道沟槽开挖的干地作业，避免了水陆转换接头水下焊接、水下定位安装及水下混凝土浇筑的难题，同时也避免了岸上管道安装基坑开挖作业因河水倒灌变成水中作业的现象，提高了施工效率，降低了施工难度，在工艺优化、成本节约及进度控制方面起到了显著效果。

本发明的引水管水陆转换接头干法施工方法，按照以下步骤进行：

(1)施工准备：

确定施工方案，进行人员培训，保证围堰施工现场物流通道畅通，机械设备进出，利用厂区内各池体及构造物基坑开挖土石方，作为填筑料源进行事先备料；

(2)测量放样：

对围堰填筑位置进行放样，撒灰线做标记，填筑桩的控制点打木桩后包砂浆或混凝土保；

(3)围堰上下游分层填筑及合拢：

先采用长臂挖机将河床底漂石、泥巴等杂物用进行清除，渣土运输车将土石混合料运至指定位置倾倒；

填筑时遵循先上游后下游，上游超前于下游一定距离，上下游围堰跟进方式填筑，上下游围堰填筑至围堰填筑位置后转向再填筑合拢围堰；

填筑后对坝体边坡用挖机修整，保证边坡稳定平顺，然后加高上下游围堰至设计断面，围堰出水面后采用25T振动压路机进行分层碾压；

(4)进行围堰排水、止水、清底：

围堰排水分为初期排水与经常性排水，其中初期排水是在上、下游横围堰防渗处理完成后进行；围堰清底在基坑初期排水工作完成后进行；

经常性排水是指围堰内抽水阶段性进行，在水位下降50cm左右做停顿，使围堰稳定，抽水按每天水面下降50～80cm的速度控制，直至将围堰基坑内水抽干后挖机进入；根据围堰的实际情况，如：是否需要在围堰上行车，土石围堰封闭水流效果、江河中对围堰的冲刷、围堰的高度(围堰填筑高度越高，肯定要越宽，否则基坑要塌，造成安全生产事故)进行加高或内外侧加固，直至成型，并将其顶面稍稍整平和拍实，完成临时围堰的首道工序；

围堰止水是采用水泥重量含量3％的水泥石灰混合物进行堵漏，采取边抽水边堵漏的措施，必要时进行强排水；

(5)围堰基坑分级放坡开挖：

引水隧洞竖井井壁施工至围堰圈内引水管位置前进行开挖沟槽，采用320挖掘机+自卸车方式自上向下分层开挖，严禁掏洞开挖，作业中断或作业后，开挖面做成稳定边坡；岩石及隧洞竖井边坡加固时施工的旋喷桩采用液压破碎锤进行破碎后开挖；

(6)引水管水陆转换：

开挖及隧道施工完毕后，铺设管道，在靠近水陆转换接头位置留置一节管道与水下引水管对接；引水管水下管道施工完毕后且接近岸边时，插预制钢板封闭取水头格栅处进水口，在靠近岸边的引水管端用钢板卡箍临时封闭，保持管内水压平衡；抽水机强抽排围堰内积水，并将引水管靠江岸侧封堵板钻小眼，逐步放出管内积水，松开卡箍，卸掉堵头板，人工配合机械快速完成两根管的对接及连接，浇筑封闭混凝土后及时回填；

关闭泵房内闸阀，潜水员取掉取水头部的封闭钢板，完成水路管道转换。

其中，所述的保证围堰施工现场物流通道畅通，机械设备进出，要求将场地道路积水必须清干回填，将临道路填平压实，保证运输安全，满足车辆作业要求行驶荷载要求。

所述的围堰位置设置在江岸水缓水浅区，水深0～1.5m区域，同时根据水下作业埋管位置确定。

所述的填筑填至深水区处时,采用厂区池体和引水管挖方地段沟槽挖出的大块石料+粘土混合填筑一定长度、宽度、高度后，再进行土石围堰填筑施工。

所述的围堰高出水面部分采用分层填筑、碾压，全断面均匀上升，施工采用平铺方式，先拼宽，后加高，水面以下填筑完成后，紧跟水面上填筑，水面上每填50cm碾压一次，逐层压实至围堰设计高程，压实度必须满足要求，其中高度保证顶部围堰压行车材料，架吊车、走挖机，压实度使填的土石方不漏水，江水冲不垮。

所述的初期排水采用污水泵进行基坑汇水的抽排，随水位下降移动水泵至水最深的位置附近，保证把水能够最大限度的抽掉，24小时抽水作业。

所述的清底自基坑上、下游端向中间地势较低处依次推进，淤泥由CAT320型反铲挖装，局部反铲无法作业处，采用人工挖装或污水泵清理，清理出去的淤泥由20t自卸汽车运输至弃土场。

所述的围堰基坑分级放坡开挖时，安排专人严格跟踪测量，控制基底高程和轴线，有偏差时及时调整，以保证基坑开挖一次成型。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

本发明的引水管水陆转换接头干法施工方法采用小型土石围堰，解决了引水管的水下施工与隧道段的陆上施工之间的转换接头干法作业问题，避免了若水中接头要进行水下焊接、水下定位安装及水下混凝土浇筑的难题，同时也避免了岸上管道安装基坑开挖作业因河水倒灌变成水中作业的现象，有效降低了安全控制风险，提高了施工效率，降低了施工难度。

本发明的引水管水陆转换接头干法施工方法采用移挖做填的方式进行引水管挖方地段的沟槽开挖，将开挖出的大块石料与粘土混合作为土石围堰填料，实现了引水管道沟槽开挖的干地作业，水陆转换完成后挖除围堰回填至原地形地貌，解决了土石方围堰填料和挖方地段沟槽开挖的弃土问题，提高了沟槽开挖的施工效率。

本发明具有安全效益：采用水中接头要进行水下焊接、水下定位安装及水下混凝土浇筑，同时岸上管道安装基坑开挖时也会因河水倒灌变成水中作业的现象，在已完成的引水管水下施工与已完成的隧道段的陆上施工之间采用小型围堰实现引水管道的干地上拼接和沟槽开挖能减少以上安全控制风险。

本发明具有进度效益：相比水中将已完成的引水管水下施工与已完成的隧道段的陆上施工之间的接头进行水下对接，且进行水下沟槽开挖。引水管水陆转换接头干法施工工法具有施工干扰少，安全质量可以控制、施工速度快，工序少，操作简便可靠，减少了人、材、机的投入，提高了劳动作业效率等优点，因此施工周期相应缩短。

本发明具有经济效益：

以宜宾市叙州区金沙江畔修建的普安水厂引水管水陆转换接头干法施工为例，本发明围堰填料采用移挖做填的方式节约了施工投资，相比接头水下施工工法，投资节约25万元，具体经济效益对比详见下表。

表1经济效益对比表

综上，本发明针对已完成的引水管水下施工与已完成的隧道段的陆上施工之间的接头采用了小型围堰创造干法施工工艺，具有施工速度快，安全风险小，既保证了工期目标，又便利了接头对接连接、封闭混凝土浇筑和沟槽回填作业，综合考虑工期进度及社会效益，规避了施工风险，确保了施工安全，同时取得了良好的社会与经济效益。

附图说明

图1是本发明的引水管水陆转换接头干法施工方法工艺流程图；

具体实施方式

本实施例以宜宾市中心城区一二四水厂迁建和供水保障项目工程普安水厂引水管水陆转换接头施工作业为例进行进一步说明，本实施例实现了水陆转换接头的快速施工和引水管沟槽的干地上开挖条件，施工现场更是采用沟槽开挖与围堰填筑同步进行，土石混合料得到了充分利用，节省了项目费用支出，加快实现了工期目标，也降低了施工的安全风险，受到了业主、设计及监理单位的一致好评。

本施工方法所用的材料主要是围堰、安全防护材料如表2所示：

表2主要材料配备表

本实施例中施工机具配置主要是满足基坑开挖、围堰填筑、拆除等工序要求，如表3所示。

表3主要施工机械设备配置表

序号	机械设备名称	规格、型号	单位	数量	备注
						1	自卸汽车	15m<sup>3</sup>	台	10
2	挖掘机	现代、小松	台	4
						3	推土机	TY120	台	2
4	压路机	25T	台	2
						5	装载机	ZCM50	台	1
6	抽水机		台	10
						7	电焊机		台	5
8	全站仪		台	1

附注：机具设备可根据现场需要进行调配增减。

本实施例的引水管水陆转换接头干法施工方法工艺流程如图1所示，具体按照以下步骤进行：

(1)施工准备：

(2)测量放样：

(3)围堰上下游分层填筑及合拢：

(4)进行围堰排水、止水、清底：

(5)围堰基坑分级放坡开挖：

(6)引水管水陆转换：

本实施例的施工方案中还包括质量控制：

施工应满足《碳素结构钢》(GB/T700)，《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)，《碳钢焊条》(GB/T5117)，《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)的要求。引水管焊缝按三级焊缝的要求执行。手工焊接焊条采用E43型焊条，应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117的相关规定。

在制作前钢材表面应进行喷砂除锈处理，除锈质量等级要求达到(GB8923-88)中的Sa2级标准。

本工程采用商品混凝土，为把好混凝土质量关，雨期施工期间，要求混凝土搅拌站根据砂、石的实际含水率及时调整混凝土的用水量，保证混凝土的质量。并定期派人去搅拌站检查其砂、石堆料场，水泥仓库，检查砂、石的含泥量，水泥的防雨情况。严禁将含泥量超标的砂、石和失效的水泥用于本工程中。

本实施例还包括有效的安全措施：

为了确保围堰施工能够正常开展，在围堰正式施工前期，需要对围堰施工区域外设置非施工船舶、人员禁止入内，临边危险请勿靠近的警示牌，并与道路封闭段落设置隔离警示灯。水上作业人员必须穿戴救生衣。

围堰施工时，应增加临边防护，施工过程中，设置水深危险请勿靠近、注意佩戴安全帽、防止坠落、有电危险等警示标志，作业设备悬挂安全操作规程，进行安全教育，组织专人对围堰安全进行检查。围堰抽水过程中，准备土工布，竹篱笆等物资，预防江底涌水，围堰渗漏等情况出现，抽水过程中专人进行围堰安全性检查，一旦出现险情立即组织抢险，险情无法控制时，立即组织人员撤离。

围堰拆除前在施工便道或老路上设置水深危险请勿靠近。围堰拆除前先对围堰内进行灌水，减少内外压力差，避免江水急涌进入，对堰体进行冲刷，减少围堰坍塌危险。对相关人员进行安全技术交底，并派专人指挥，所有拆除工作必须严谨，设置警示设施。

抽水时关注围堰整个坝体的变化，加强观察，若发现坝体有移动现象时，立即停止抽水，及时在围堰外侧采用钢桩或木桩进行加固，将钢桩垂直打入泥土中，高出水面1.3m，间距60cm，确保围堰安全。

根据基坑开挖、围堰施工特点，对围堰坍塌、机械伤害、触电、高处坠落等危险源进行辨识和评价，制定预防措施，并结合施工生产进行应急演练。

本实施例还包括环保、节能措施：

生活、生产垃圾收集后集中处理不得污染水源。

增强施工人员对鱼类的保护意识，大力宣传水一级水源地的重要性及其重要意义。做好施工材料的堆放，按规划要求做到整齐划一。

应尽量避免安排夜间施工，避免对附近村庄造成噪声污染。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims

1.一种引水管水陆转换接头干法施工方法，其特征在于按照以下步骤进行：

(1)施工准备：

(2)测量放样：

(3)围堰上下游分层填筑及合拢：

先采用长臂挖机将河床底漂石、泥巴用进行清除，渣土运输车将土石混合料运至指定位置倾倒；

(4)进行围堰排水、止水、清底：

经常性排水是指围堰内抽水阶段性进行，在水位下降50cm做停顿，使围堰稳定，抽水按每天水面下降50～80cm的速度控制，直至将围堰基坑内水抽干后挖机进入；根据围堰的实际情况进行加高或内外侧加固，直至成型，并将其顶面稍稍整平和拍实，完成临时围堰的首道工序；

(5)围堰基坑分级放坡开挖：

(6)引水管水陆转换：

开挖及隧道施工完毕后，铺设引水管，在靠近水陆转换接头位置留置一节管道与水下引水管对接；引水管水下管道施工完毕后且接近岸边时，插预制钢板封闭取水头格栅处进水口，在靠近岸边的引水管端用钢板卡箍临时封闭，保持管内水压平衡；抽水机强抽排围堰内积水，并将引水管靠江岸侧封堵板钻小眼，逐步放出管内积水，松开卡箍，卸掉堵头板，人工配合机械快速完成两根管的对接及连接，浇筑封闭混凝土后及时回填；

2.根据权利要求1所述的一种引水管水陆转换接头干法施工方法，其特征在于所述的保证围堰施工现场物流通道畅通，机械设备进出，要求将场地道路积水必须清干回填，将临道路填平压实，保证运输安全，满足车辆作业要求行驶荷载要求。

3.根据权利要求1所述的一种引水管水陆转换接头干法施工方法，其特征在于所述的围堰位置设置在江岸水缓水浅区，水深0～1.5m区域，同时根据水下作业埋管位置确定。

4.根据权利要求1所述的一种引水管水陆转换接头干法施工方法，其特征在于所述的填筑填至深水区处时,采用厂区池体和引水管挖方地段沟槽挖出的大块石料+粘土混合填筑一定长度、宽度、高度后，再进行土石围堰填筑施工。

5.根据权利要求1所述的一种引水管水陆转换接头干法施工方法，其特征在于所述的围堰高出水面部分采用分层填筑、碾压，全断面均匀上升，施工采用平铺方式，先拼宽，后加高，水面以下填筑完成后，紧跟水面上填筑，水面上每填50cm碾压一次，逐层压实至围堰设计高程，压实度必须满足要求，其中高度保证顶部围堰压行车材料，架吊车、走挖机，压实度使填的土石方不漏水，江水冲不垮。

6.根据权利要求1所述的一种引水管水陆转换接头干法施工方法，其特征在于所述的初期排水采用污水泵进行基坑汇水的抽排，随水位下降移动水泵至水最深的位置附近，保证把水能够最大限度的抽掉，24小时抽水作业。

7.根据权利要求1所述的一种引水管水陆转换接头干法施工方法，其特征在于所述的清底自基坑上、下游端向中间地势较低处依次推进，淤泥由CAT320型反铲挖装，局部反铲无法作业处，采用人工挖装或污水泵清理，清理出去的淤泥由20t自卸汽车运输至弃土场。

8.根据权利要求1所述的一种引水管水陆转换接头干法施工方法，其特征在于所述的围堰基坑分级放坡开挖时，安排专人严格跟踪测量，控制基底高程和轴线，有偏差时及时调整，以保证基坑开挖一次成型。