CN111119277A - 江河中取水管道穿越围堰连接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种江河中取水管道穿越围堰连接的方法，包括：在泵站预设位置的四周进行支护桩支护；在支护桩与泵站间隙处浇注混凝土墙，作为挡水砼墙；对泵站进行浇筑施工，在泵站内设置多根预埋套管，多根预埋套管内安装多根进水管，进水管超出泵房墙壁外设定长度，封堵进水管；当泵站整体浇筑超过第一设定标高后，对陆地上的支护桩进行部分破除；开挖围堰，将江水引入碰头区域，围堰达到第二设定标高，所述碰头区域是挡水砼墙与泵房、围堰之间的区域；采用水下钻孔爆破的方式破除剩余的支护桩；解除进水管的封堵，敷设与进水管连接的自流管；拆除围堰，回填围堰。上述方法缩小作业面，提高施工效率。

Description

江河中取水管道穿越围堰连接的方法

技术领域

本发明涉及饮水工程施工技术领域，更加具体地，涉及一种江河中取水管道穿越围堰连接的方法。

背景技术

近些年来，由于工业发展排放及地下水超取，我国大多城市存在生活饮用水源地不达标及水源不足现象。各大中小城市相继对水源点水质加以整治、监控，将原不达标的取水口迁移，整体调控水资源，引水输送至各大泵站、水厂进行处理。为此从江心取水头部处，在江下通过大口径钢管自流管引水至泵房接口，从而保证人民群众绿色健康饮水。

传统技术中，取水管穿围堰施工需采用二次围堰止水方式，先在现有的围堰外侧再做一个围堰，把外侧的水挡住之后，再抽干堰内积水，再进行内部围堰开挖及破桩工作，再进行管道碰头施工，这样就不用水下作业了，但是围堰成本太高，工作面大。先做临时围堰，再抽干堰内积水，才能进行管道碰头施工。此方法工作量大，工期长。

管道自取水头部需穿越引水围堰及泵房外侧的支护、咬合桩才能与泵房内管道接口，施工工序多，工序要求精度高、工程量大，因此将各工序分段衔接并保证质量、进度、安全，就成为工程的难点。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，本发明提供一种江河中取水管道穿越围堰连接的方法，包括：

在泵站预设位置的四周进行支护桩支护；

在支护桩与泵站间隙处浇注混凝土墙，作为挡水砼墙；

对泵站进行浇筑施工，在泵站内设置多根预埋套管，多根预埋套管内安装多根进水管，所述进水管超出泵房墙壁外设定长度，封堵进水管；

当泵站整体浇筑超过第一设定标高后，对陆地上的支护桩进行部分破除；

破除部分支护桩后，开挖围堰，将江水引入碰头区域，围堰达到第二设定标高，所述碰头区域是挡水砼墙与泵房、围堰之间的区域，所述第二设定标高低于第一设定标高；

江水引入碰头区域后，采用水下钻孔爆破的方式破除剩余的支护桩；

破除剩余的支护桩之后，解除进水管的封堵，敷设与进水管连接的自流管；

拆除围堰，回填围堰。

优选地，所述在泵站预设位置的四周进行支护桩支护的步骤包括：

对泵站四周进行了支护桩和咬合桩的支护，并且施工一道冠梁和三道钢腰梁。

近一步，优选地，所述对陆地上的支护桩进行部分破除的步骤包括：

在支护桩和咬合桩外铺设废渣车通行的便道；

先切割三道钢腰梁，解除该部分的拉索，再利用风炮机对支护桩和咬合桩进行风炮破碎，破碎设定高度时使用氧割机割除钢筋，对支护桩和咬合桩进行逐层破碎和切割。

此外，优选地，所述采用水下钻孔爆破的方式破除剩余的支护桩的步骤包括：

按照从上游到下游的方向将潜孔钻机开到要钻孔的支护桩进行钻孔，在每根支护桩和咬合桩内布置多个孔，孔内装药按预裂爆破方式装药起爆。

优选地，所述在支护桩与泵站间隙处浇注混凝土墙的步骤包括：

布双层钢筋，在支护桩上打出钢筋连接，在泵房立面打出钢筋连接，进行设定尺寸的多道砼浇，完成混凝土墙浇灌，回填混凝土墙与泵房之间除了预设管线的其他部位。

优选地，所述拆除围堰的步骤包括：

分两部拆除围堰，先进行水面上方围堰的拆除，再进行水面下方围堰的拆除，围堰水面上方土方拆除采用挖掘机装自卸车方式进行，围堰水面下方土方拆除采用抓斗船进行水下开挖，泥驳船弃土至水下弃土区，拆除围堰至管道敷设标高位置。

优选地，所述回填围堰的步骤包括：

采用钩机配合推土机回填，采用与围堰主体材料相同黏土回填，分层夯实；

在原围堰的迎水面制作成多级阶梯。

进一步，优选地，所述在原围堰的迎水面制作成多级阶梯的步骤包括：

在原围堰迎水面处进行土工布敷设，所述土工布铺设要向两侧原围堰迎水面处伸长出设定长度的重叠区，在土工布上抛填黏土袋，层层压实。

优选地，所述封堵进水管的步骤包括：

在预埋套管内的进水管的泵房内侧采用法兰盲板进行进水管的封堵。

进一步，优选地，所述解除进水管的封堵，敷设与进水管连接的自流管的步骤包括：

松开进水管的泵房内侧的法兰盲板下侧螺栓，引水进入泵站前池内，待水位与江面平齐后，拆除法兰盲板后通水；

自流管的定位吊装，所述自流管与进水管采用哈夫连接。

有益效果

上述江河中取水管道穿越围堰连接的方法相对于现有技术，具有以下有益效果：

第一，采用水陆相结合开挖破桩技术，既能满足现场实际情况(管道碰头)，又能有效保证工程质量、安全，加快施工进度，降低工程成本；相比传统二次围堰止水方式，可缩小作业面，减少措施材料，使施工效率大大提高。

第二，采用止水砼墙技术，可有效阻止引水进入碰头区域，防止水下作业时江水沿泵站池壁及基坑回填土区域(破桩及开挖围堰部分)侵蚀，造成局部塌方引起江水倒灌冲散围堰等事故，有力保障工程安全进行。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1是本发明所述江河中取水管道穿越围堰连接的方法的示意图；

图2是本发明所述江河中取水管道穿越围堰连接的方法的流程图。

具体实施方式

图1是本发明所述江河中取水管道穿越围堰连接的方法的示意图，图2是本发明所述江河中取水管道穿越围堰连接的方法的流程图，如图1和2所示，所述方法包括：

步骤S1，在泵站1预设位置的四周进行支护桩2支护；

步骤S2,在支护桩2与泵站1间隙处浇注混凝土墙，作为挡水砼墙3；

步骤S3,对泵站1进行浇筑施工，在泵站1内设置多根预埋套管4，多根预埋套管4内安装多根进水管，所述进水管超出泵房墙壁外设定长度，封堵进水管；

步骤S4,当泵站整体浇筑超过第一设定标高后，对陆地上的支护桩进行部分破除；

步骤S5,破除部分支护桩后，开挖围堰5，将江水引入碰头区域，围堰达到第二设定标高，所述碰头区域是挡水砼墙与泵房、围堰之间的区域，所述第二设定标高低于第一设定标高；

步骤S6,江水引入碰头区域后，采用水下钻孔爆破的方式破除剩余的支护桩；

步骤S7,破除剩余的支护桩之后，解除进水管的封堵，敷设与进水管连接的自流管6；

步骤S8,拆除围堰，回填围堰。

步骤S1包括：对泵站四周进行了支护桩和咬合桩的支护，并且施工一道冠梁和三道钢腰梁。

步骤S4包括：在支护桩和咬合桩外铺设废渣车通行的便道；先切割三道钢腰梁，解除该部分的拉索，再利用风炮机对支护桩和咬合桩进行风炮破碎，破碎设定高度时使用氧割机割除钢筋，对支护桩和咬合桩进行逐层破碎和切割。

步骤S6包括：按照从上游到下游的方向将潜孔钻机开到要钻孔的支护桩进行钻孔，在每根支护桩和咬合桩内布置多个孔，孔内装药按预裂爆破方式装药起爆。

步骤S2包括：布双层钢筋，在支护桩上打出钢筋连接，在泵房立面打出钢筋连接，进行设定尺寸的多道砼浇，完成混凝土墙浇灌，回填混凝土墙与泵房之间除了预设管线的其他部位。

在步骤S8中，所述拆除围堰的步骤包括：

分两部拆除围堰，先进行水面上方围堰的拆除，再进行水面下方围堰的拆除，围堰水面上方土方拆除采用挖掘机装自卸车方式进行，围堰水面下方土方拆除采用抓斗船进行水下开挖，泥驳船弃土至水下弃土区，拆除围堰至管道敷设标高位置。

所述回填围堰的步骤包括：

采用钩机配合推土机回填，采用与围堰主体材料相同黏土回填，分层夯实；

在原围堰的迎水面制作成多级阶梯。

优选地，所述在原围堰的迎水面制作成多级阶梯的步骤包括：

在原围堰迎水面处进行土工布敷设，所述土工布铺设要向两侧原围堰迎水面处伸长出设定长度的重叠区，在土工布上抛填黏土袋，层层压实。

在步骤S3中，所述封堵进水管的步骤包括：

在预埋套管内的进水管的泵房内侧采用法兰盲板进行进水管的封堵。

在步骤S7中，所述解除进水管的封堵，敷设与进水管连接的自流管的步骤包括：

松开进水管的泵房内侧的法兰盲板下侧螺栓，引水进入泵站前池内，待水位与江面平齐后，拆除法兰盲板后通水；

自流管的定位吊装，所述自流管与进水管采用哈夫连接。

在一个实施例中，要从顶面破除到管底标高，需破除每根支护桩和咬合桩12.5m长，陆上机械只能破除约一半长度，剩余采用钻孔爆破拆除法。为防止取水泵房与围堰之间大量进水，造成回填不密实、围堰坍塌等问题，在支护桩与取水泵房间隙处浇注混凝土墙，再将泵站侧预埋管内侧安装法兰盲板紧固堵死，然后开挖围堰引水进入碰头区域，敷设自流管水下配管到位后，采用哈夫接头固定连接，再进行围堰回填至原设计高度，达到取水条件要求。

在本发明的一个具体实施例中，所述江河中取水管道穿越围堰连接的方法包括：

为防止取水泵房与围堰之间大量进水，造成不好回填，回填不密实、围堰坍塌等安全问题，在原支护桩处与取水泵房进行混凝土墙浇灌。在挡水砼墙内布双层钢筋(在那布双层钢筋，)，左面在支护桩上并打出钢筋连接，右面在泵房立面并打出钢筋连接，长3m左右，宽0.6m，高11m共八道，完成八道砼浇后，除管线外其他部位可先回填，保证围堰及回填密实度，经过泵房基础四周回填后，就只剩进水管4根管线的回填。

破桩前泵站整体浇筑超过标高75.5m(第一设定标高)后才能进行支护桩和咬合桩的破除工作(围堰标高78m，水位75m)，其次提前铺设好废渣车通行的便道。为了方便施工和施工安全，支护桩和咬合桩的拆除工作分上下两部分进行，即上层部先切割三道钢质横梁(钢腰梁)，解除该部分的拉索，再利用320型风炮机进行风炮破碎，破碎1-1.5m时使用氧割机割除钢筋，逐层破碎、切割。交叉使用19m长臂挖机清渣装车弃运。到标高71m(围堰的第二设定标高71m)，这时已破除从顶面向下7m，320型风炮机失去工作能力，剩下6.25m采取水下钻孔爆破破除。底层剩余6.25m支护桩和咬合桩的破除，按照从上游到下游的方向将潜孔钻机开到要钻孔的支护桩进行钻孔。每根支护桩内布三孔，形成三角形。考虑到支护桩离泵站较近，为确保安全，孔内装药按预裂爆破方式装药起爆，这样可以减小爆破冲击波和飞溅物。下层的钻孔、切割钢筋、爆破后的钢筋笼吊装都需要潜水员配合进行。

围堰拆除分二步进行，先进行水面上方的拆除，再进行水面下方的拆除。围堰水面上方土方拆除采用挖掘机装自卸车方式进行。围堰水面下方拆除采用抓斗船进行水下开挖，泥驳船弃土至水下弃土区(与工作地有一定距离的水下区域)，围堰部分区域拆除后按要求达到管道敷设标高位置(本实施例中为64.75m)。

泵站内4根预埋套管安装后再安装4根DN3000进水管，泵站安装进水管一定要配合水下施工进行。泵站内通向取水管(江下水中的取水管，自流管)的进水管由于伸出泵站长度较短，刚性较大，故不能失圆严重，否则会对哈夫连接密封产生不良影响。每根管的管中标高要与设计要求相符，进水管要超出泵站墙外1.2m-1.5m，圆度误差要求±8mm。4根进水管泵房内侧设置有法兰盲板紧固好，防止漏水。整体完成后，盲板下侧螺栓拧松后，引水进入泵站前池内，待水位与江面平齐后，拆除法兰盲板后通水，管底不能有混凝土等其他杂物。

泵站从江中取水，由4根平行DN3000，Q235B镇静钢管(自流管，靠水压差自动流)进取水泵站。自流管的定位吊装，可在围堰上采用70吨汽车吊、水上160吨起重船进行。

泵站进水管和自流管的连接采用哈夫连接。在围堰部分开挖爆破期间如有少量的泥沙进入泵站短管内，在安装进水管道前由潜水员在水下用高压水枪冲洗干净后再安装管道。水下摄像安装哈夫接头，穿螺栓，紧固螺栓。如进水管和自流管之间有缝隙，可采用水下封堵剂进行封堵，确保施工质量。

止水围堰的回填，要严格参照原设计执行。钩机配合推土机回填，围堰主体材料采用同一黏土土源地的合格黏土回填，分层夯实，并参照原围堰，迎水面制作成两级阶梯，来增加堰底接触面积及迎水面积，待围堰主体区域(指破除的围堰部分)闭合后，迎水侧土工布通长铺设。由于开挖区域较小，为防止水流局部压力大、冲击强等因素，土工布敷设要向两侧原围堰迎水面处伸长出5米重叠区，后在土工布上通长抛填黏土袋，层层压实后，达到原设计要求。

在一个优选实施例中，本发明的江河中取水管道穿越围堰连接的方法工艺流程：挡水砼墙进行制作→支护桩、咬合桩陆地破除→围堰开挖→江水引入碰头区域→水下钻孔爆破破除剩余桩基→水下配自流管敷设到位(按设计要求到碰头点的位置，碰头点是指自流管与泵房进水管联接的地方，如图1中的4个碰头点7，即破除桩位)→将管段间哈夫接头连接固定→回填围堰及碰头点至原设计标高(如上例中的78m)。

尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明范围的前提下，可以进行多种改变和修改。这里描述的发明实施例所述的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想多个，除非明确限制为单数。

Claims (10)

1.一种江河中取水管道穿越围堰连接的方法，其特征在于，包括：

在泵站预设位置的四周进行支护桩支护；

在支护桩与泵站间隙处浇注混凝土墙，作为挡水砼墙；

对泵站进行浇筑施工，在泵站内设置多根预埋套管，多根预埋套管内安装多根进水管，所述进水管超出泵房墙壁外设定长度，封堵进水管；

当泵站整体浇筑超过第一设定标高后，对陆地上的支护桩进行部分破除；

破除部分支护桩后，开挖围堰，将江水引入碰头区域，围堰达到第二设定标高，所述碰头区域是挡水砼墙与泵房、围堰之间的区域，所述第二设定标高低于第一设定标高；

江水引入碰头区域后，采用水下钻孔爆破的方式破除剩余的支护桩；

破除剩余的支护桩之后，解除进水管的封堵，敷设与进水管连接的自流管；

拆除围堰，回填围堰。

2.根据权利要求1所述的江河中取水管道穿越围堰连接的方法，其特征在于，所述在泵站预设位置的四周进行支护桩支护的步骤包括：

对泵站四周进行了支护桩和咬合桩的支护，并且施工一道冠梁和三道钢腰梁。

3.根据权利要求2所述的江河中取水管道穿越围堰连接的方法，其特征在于，所述对陆地上的支护桩进行部分破除的步骤包括：

在支护桩和咬合桩外铺设废渣车通行的便道；

先切割三道钢腰梁，解除该部分的拉索，再利用风炮机对支护桩和咬合桩进行风炮破碎，破碎设定高度时使用氧割机割除钢筋，对支护桩和咬合桩进行逐层破碎和切割。

4.根据权利要求2所述的江河中取水管道穿越围堰连接的方法，其特征在于，所述采用水下钻孔爆破的方式破除剩余的支护桩的步骤包括：

按照从上游到下游的方向将潜孔钻机开到要钻孔的支护桩进行钻孔，在每根支护桩和咬合桩内布置多个孔，孔内装药按预裂爆破方式装药起爆。

5.根据权利要求1所述的江河中取水管道穿越围堰连接的方法，其特征在于，所述在支护桩与泵站间隙处浇注混凝土墙的步骤包括：

布双层钢筋，在支护桩上打出钢筋连接，在泵房立面打出钢筋连接，进行设定尺寸的多道砼浇，完成混凝土墙浇灌，回填混凝土墙与泵房之间除了预设管线的其他部位。

6.根据权利要求1所述的江河中取水管道穿越围堰连接的方法，其特征在于，所述拆除围堰的步骤包括：

分两部拆除围堰，先进行水面上方围堰的拆除，再进行水面下方围堰的拆除，围堰水面上方土方拆除采用挖掘机装自卸车方式进行，围堰水面下方土方拆除采用抓斗船进行水下开挖，泥驳船弃土至水下弃土区，拆除围堰至管道敷设标高位置。

7.根据权利要求1所述的江河中取水管道穿越围堰连接的方法，其特征在于，所述回填围堰的步骤包括：

采用钩机配合推土机回填，采用与围堰主体材料相同黏土回填，分层夯实；

在原围堰的迎水面制作成多级阶梯。

8.根据权利要求7所述的江河中取水管道穿越围堰连接的方法，其特征在于，所述在原围堰的迎水面制作成多级阶梯的步骤包括：

在原围堰迎水面处进行土工布敷设，所述土工布铺设要向两侧原围堰迎水面处伸长出设定长度的重叠区，在土工布上抛填黏土袋，层层压实。

9.根据权利要求1所述的江河中取水管道穿越围堰连接的方法，其特征在于，所述封堵进水管的步骤包括：

在预埋套管内的进水管的泵房内侧采用法兰盲板进行进水管的封堵。

10.根据权利要求9所述的江河中取水管道穿越围堰连接的方法，其特征在于，所述解除进水管的封堵，敷设与进水管连接的自流管的步骤包括：

松开进水管的泵房内侧的法兰盲板下侧螺栓，引水进入泵站前池内，待水位与江面平齐后，拆除法兰盲板后通水；

自流管的定位吊装，所述自流管与进水管采用哈夫连接。

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