7.2 沉管

7.2 沉管

7.2.1 沉管施工方法的选择,应根据管道所处河流的工程水文地质、气象、航运交通等条件,周边环境、建(构)筑物、管线,以及设计要求和施工技术能力等因素,经技术经济比较后确定。不同施工方法的适应性宜满足下列规定:
    1 当水文和气象变化相对稳定,水流速度相对较小时,可采用水面浮运法;
    2 当水文和气象变化不稳定、沉管距离较长、水流速度相对较大时,可采用铺管船法;
    3 当水文和气象变化不稳定,且水流速度相对较大、沉管长度相对较短时,可采用底拖法;
    4 预制钢筋混凝土管沉管工程,应采用浮运法;且管节浮运、系驳、沉放、对接施工时水文和气象等条件宜满足:风速小于10m/s、波高小于0.5m、流速小于0.8m/s、能见度大于1000m。
7.2.2 沉管施工中应根据设计要求、现场情况及施工能力采用下列施工技术措施:
    1 水面浮运法可采取下列措施:
      1)整体组对拼装、整体浮运、整体沉放;
      2)分段组对拼装、分段浮运、管间接口在水上连接后整体沉放;
      3)分段组对拼装、分段浮运、沉放后管段间接口在水下连接;
    2 铺管船法的发送船应设置管段接口连接装置、发送装置;发送后的水中悬浮部分管段,可采用管托架或浮球等方法控制管道轴向弯曲变形;
    3 底拖法的发送可采取水力发送沟、小平台发送道、滚筒管架发送道或修筑牵引道等方式;
    4 预制钢筋混凝土管沉放的水下管道接口,可采用水力压接法柔性接口、浇筑钢筋混凝土刚性接口等形式;
    5 利用管道自身弹性能力进行沉管铺设时,管道及管道接口应具有相应的力学性能要求。
7.2.3 沉管工程施工方案应包括以下主要内容:
    1 施工平面布置图及剖面图;
    2 沉管施工方法的选择及相应的技术要求;
    3 陆上管节组对拼装方法;分段沉管铺设时管道接口的水下或水上连接方法;铺管船铺设时待发送管与已发送管的接口连接及质量检验方案;
    4 水下成槽、管道基础施工方法;
    5 稳管、回填方法;
    6 船只设备及管道的水上、水下定位方法;
    7 沉管施工各阶段的管道浮力计算,并根据施工方法进行施工各阶段的管道强度、刚度、稳定性验算;
    8 管道(段)下沉测量控制方法;
    9 施工机械设备数量与型号的配备;
    10 水上运输航线的确定,通航管理措施;
    11 施工场地临时供电、供水、通讯等设计;
    12 水上、水下等安全作业和航运安全的保证措施;
    13 预制钢筋混凝土管沉管工程,还应包括:临时干坞施工、钢筋混凝土管节制作、管道基础处理、接口连接、最终接口处理等施工技术方案。
7.2.4 沉管基槽浚挖应符合下列规定:
    1 水下基槽浚挖前,应对管位进行测量放样复核,开挖成槽过程中应及时进行复测;
    2 根据工程地质和水文条件因素,以及水上交通和周围环境要求,结合基槽设计要求选用浚挖方式和船舶设备;
    3 基槽采用爆破成槽时,应进行试爆确定爆破施工方式,并符合下列规定:
      1)炸药量计算和布置,药桩(药包)的规格、埋设要求和防水措施等,应符合国家相关标准的规定和施工方案的要求;
      2)爆破线路的设计和施工、爆破器材的性能和质量、爆破安全措施的制定和实施,应符合国家相关标准的规定;
      3)爆破时,应有专人指挥;
  4 基槽底部宽度和边坡应根据工程具体情况进行确定,必要时进行试挖;基槽底部宽度和边坡应符合下列规定:
      1)河床岩土层相当稳定河水流速度小、回淤量小,且浚挖施工对土层扰动影响较小时,底部宽度可按公式(7.2.4)的规定确定,边坡可按表(7.2.4
的规定确定;

B≥Do+2b+1000                (7.2.4)
式中:B ——管道基槽底部的开挖宽度(mm);
         Do ——管外径(mm);
         b ——管道外壁保护层及沉管附加物等宽度(mm)。
表7.2.4 沉管基槽底部宽度和边坡尺寸
岩土类别 底部宽度(mm) 边坡
浚挖深度<2.5m 浚挖深度≥2.5m
淤泥、粉砂、细砂 Do+2b+2500~4000 1∶3.5~4.0 1∶5.0~6.0
砂质粉土、中砂、粗砂 Do+2b+2000~4000 1∶3.0~3.5 1∶3.5~5.0
砂土、含卵砾石土 Do+2b+1800~3000 1∶2.5~3.0 1∶3.0~4.0
黏质粉土 Do+2b+1500~3000 1∶2.0~2.5 1∶2.5~3.5
黏土 Do+2b+1200~3000 1∶1.5~2.0 1∶2.0~3.0
岩石 Do+2b+1200~2000 1∶0.5 1∶1.0
      2)在回淤较大的水域,或河床岩土层不稳定、河水流速度较大时,应根据试挖实测情况确定浚挖成槽尺寸,必要时沉管前应对基槽进行二次清淤;
      3)浚挖缺乏相关试验资料和经验资料时,基槽底部宽度可按表7.2.4的相关规定进行控制;
    5 基槽浚挖深度应符合设计要求,超挖时应采用砂或砾石填补;
    6 基槽经检验合格后应及时进行管基施工和管道沉放。
7.2.5 沉管管基处理应符合下列规定:
    1 管道及管道接口的基础,所用材料和结构形式应符合设计要求,投料位置应准确;
    2 基槽宜设置基础高程标志,整平时可由潜水员或专用刮平装置进行水下粗平和细平;
    3 管基顶面高程和宽度应符合设计要求;
    4 采用管座、桩基时,施工应符合国家相关标准、规范的规定,管座、基础桩位置和顶面高程应符合设计和施工要求。
7.2.6 组对拼装管道(段)的沉放应符合下列规定:
    1 水面浮运法施工前,组对拼装管道下水浮运时,应符合下列要求:
      1)岸上的管节组对拼装完成后进行溜放下水作业时,可采用起重吊装、专用发送装置、牵引拖管、滑移滚管等方法下水,对于潮汐河流还可利用潮汐水位差下水;
      2)下水前,管道(段)两端管口应进行封堵;采用堵板封堵时,应在堵板上设置进水管、排气管和阀门;
      3)管道(段)溜放下水、浮运、拖运作业时应采取措施防止管道(段)防腐层损伤,局部损坏时应及时修补;
      4)管道(段)浮运时,浮运所承受浮力不足以使管漂浮时,可在两旁系结刚性浮筒、柔性浮囊或捆绑竹、木材等;管道(段)浮运应适时进行测量定位;
      5)管道(段)采用起重浮吊吊装时,应正确选用吊点,并进行吊装应力与变形验算;
      6)应采取措施防止管道(段)产生超过允许的轴向扭曲、环向变形、纵向弯曲等现象,并避免外力损伤;
    2 水面浮运至沉放位置时,在沉放前应做好下列准备工作:
      1)管道(段)沉放定位标志已按规定设置;
      2)基槽浚挖及管基处理经检查符合要求;
      3)管道(段)和工作船缆绳绑扎牢固,船只锚泊稳定;起重设备布置及安装完毕,试运转良好;
      4)灌水设备及排气阀门齐全完好;
      5)采用压重助沉时,压重装置应安装准确、稳固;
      6)潜水员装备完毕,做好下水准备;
    3 水面浮运法施工时,管道(段)沉放应符合下列规定:
      1)测量定位准确,并在沉放中经常校测;
      2)管道(段)充水时同时排气,充水应缓慢、适量,并应保证排气通畅;
      3)应控制沉放速度,确保管道(段)整体均匀、缓慢下沉;
      4)两端起重设备在吊装时应保持管道(段)水平,并同步沉放于基槽底,管道(段)稳固后,再撤走起重设备;
      5)及时做好管道(段)沉放记录;
    4 采用水面浮运法,分段沉放管道(段),水上连接接口时,应符合下列规定:
      1)两连接管段接口的外形尺寸、坡口、组对、焊接检验等应符合本规定第5章的有关规定和设计要求;
      2)在浮箱或船上进行接口连接时,应将浮箱或船只锚泊固定,并设置专用的管道(段)扶正、对中装置;
      3)采用浮箱法连接时,浮箱内接口连接的作业空间应满足操作要求,并应防止进水;沿管道轴线方向应设置与管径匹配的弧形管托,且止水严密;浮箱及进水、排水装置安装、运行可靠,并由专人指挥操作;
      4)管道接口完成后应按设计要求进行防腐处理;
    5 采用水面浮运法,分段沉放管道(段),水下连接接口时,应符合下列规定:
      1)分段管道水下接口连接形式应符合设计要求,沉放前连接面及连接件经检查合格;
      2)采用管夹抱箍连接时,管夹下半部分可在管道沉放前,由潜水员固定在接口管座上或安装在先行沉放管段的下部;两分段管道沉放就位后,将管夹上半部分与下半部分从合,并由潜水员进行水下螺栓安装固定;
      3)采用法兰连接时,两分段管道沉放就位后,法兰螺栓应全部穿入,并由潜水员进行水下螺栓安装固定;
      4)管夹与管道外壁、以及法兰表面的止水密封圈应设置正确;
    6 铺管船法施工应符合下列规定:
      1)发送管道(段)的专用铺管船只及其管道(段)接口连接、管道(段)发送、水中托浮、锚泊定位等装置经检查符合要求;应设置专用的管道(段)扶正和对中装置,防止受风浪影响而影响组装拼接;
      2)管道(段)发送前应对基槽断面尺寸、轴线及槽底高程进行测量复核;待发送管与已发送管的接口连接及防腐层施工质量应经检验合格;铺管船应经测量定位;
      3)管道(段)发送时铺管船航行应满足管道轴线控制要求,航行应缓慢平稳;应及时检查设备运行、管道(段)状况;管道(段)弯曲不应超过管材允许弹性弯曲要求;管道(段)发送平稳,管道(段)及防腐层无变形、损伤现象;
      4)及时做好发送管及接口拼装、管位测量等沉管记录;
    7 底拖法施工应符合下列规定:
      1)管道(段)底拖牵引设备的选用,应根据牵引力的大小、管材力学性能等要求确定,且牵引功率不应低于最大牵引力的1.2倍;牵引钢丝绳应按最大牵引力选用,其安全系数不应小于3.5;所有牵引装置、系统应安装正确、稳定安全;
      2)管道(段)底拖牵引前应对基槽断面尺寸、轴线及槽底高程进行测量复核;发送装置、牵引道等设置满足施工要求;牵引钢丝绳位于管沟内,并与管道轴线一致;
      3)管道(段)牵引时应缓慢均匀,牵引力严禁超过最大牵引力和管材力学性能要求,钢丝绳在牵引过程中应避免扭缠;
      4)应跟踪检查牵引设备运行、钢丝绳、管道状况,及时测量管位,发现异常应及时纠正;
      5)及时做好牵引速率、牵引力、管位测量等沉管记录。
    8 管道沉放完成后,应检查下列内容,并做好记录:
      1)检查管底与沟底接触的均匀程度和紧密性,管下如有冲刷,应采用砂或砾石铺填;
      2)检查接口连接情况;
      3)测量管道高程和位置。
7.2.7 预制钢筋混凝土管的沉放应符合下列规定:
    1 干坞结构形式应根据设计和施工方案确定,构筑干坞应遵守下列规定:
      1)基坑、围堰施工和验收应符合现行国家标准《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB 50141、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202等的有关规定和设计要求,且边坡稳定性应满足干坞放水和抽水的要求;
      2)干坞平面尺寸应满足钢筋混凝土管节制作、主要设备、工程材料堆放和运输的布置需要;干坞深度应保证管节制作后浮运前的安装工作和浮运出坞的要求,并留出富余水深;
      3)干坞地基强度应满足管节制作要求;表面应设置起浮层,保证干坞进水时管节能顺利起浮;坞底表面允许偏差控制:平整度为10mm、相邻板块高差为5mm、高程为±10mm;
    2 钢筋混凝土管节制作应符合下列规定:
      1)垫层及管节施工应满足设计要求和有关规定;
      2)混凝土原材料选用、配合比设计、混凝土拌制及浇筑应符合现行国家标准《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB 50141的有关规定,并满足强度和抗渗设计要求;
      3)混凝土体积较大的管节预制,宜采用低水化热配合比;应按大体积混凝土施工要求制定施工方案,严格控制混凝土配合比、入模浇筑温度、初凝时间、内外温差等;
      4)管节防水处理、施工缝处理等应符合现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB 50108规定和设计要求;
      5)接口尺寸满足水下连接要求;采用水力压接法施工的柔性接口,管端部钢壳制作应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205有关规定和设计要求;
      6)管节抗渗检验时,应按设计要求进行预水压试验,亦可在干坞中放水按本规范附录F的规定在管节内检查渗水情况;
    3 预制管节的混凝土强度、抗渗性能、管节渗漏检验达到设计要求后,方可进水浮运;
    4 钢筋混凝土管节(段)两端封墙及压载施工应符合下列规定:
      1)封墙结构应符合设计要求,位置不宜设置在管节(段)接口施工范围内、并便于拆除;
      2)封墙应设置排水阀、进气阀,并根据需要设置人孔;所有预留洞口应设止水装置;
      3)压载装置应满足设计和施工方案要求并便于装拆,布置应对称、配重应一致;
    5 沉管基槽浚挖及管基处理施工应符合本规范第7.2.4和7.2.5条的规定,采用砂石基础时厚度可根据施工经验留出压实虚厚,管节(段)沉放前应再次清除槽底回淤、异物;在基槽断面方向两侧可打两排短桩设置高程导轨,便于控制基础整平施工;
    6 管节(段)在浮起后出坞前,管
节(段)四角干舷若有高差、倾斜,可通过分舱压载调整,严禁倾斜出坞;
    7 管节(段)浮运、沉放应符合下列规定:
      1)根据工程具体情况,并考虑对水下周围环境及水面交通的影响因素,选用管节(段)拖运、系驳、沉放、水下对接方式和配备相关设备;
      2)管节(段)浮运到位后应进行测量定位,工作船只设备等应定位锚泊,并做好下沉前的准备工作;
      3)管节(段)下沉前应设置接口对接控制标志并进行复核测量;下沉时应控制管节(段)轴向位置、已沉放管节(段)与待沉放管节(段)间的纵向间距,确保接口准确对接;
      4)所有沉放设备、系统经检查运行可靠,管段定位、锚碇系统设置可靠;
      5)沉放应分初步下沉、靠拢下沉和着地下沉阶段,严格按施工方案执行,并应连续测量和及时调整压载;
      6)沉放作业应考虑管节的惯性运行影响,下沉应缓慢均匀,压载应平稳同步,管节(段)受力应均匀稳定、无变形损伤;
      7)管节(段)下沉应听从指挥;
    8 管节(段)下沉后的水下接口连接应符合下列规定:
      1)采用水力压接法施工柔性接口时,其主要施工程序可见图7.2.7,在压接完成前应保证管节(段)轴向位置稳定,并悬浮在管基上;
水力压接法主要施工程序
      2)采用刚性接口钢筋混凝土管施工时,应符合设计要求和现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB50108等的规定;施工前应根据底板、侧墙、顶板的不同施工要求以及防水要求分别制定相应的施工技术方案。
7.2.8 管节(段)沉放经检查合格后应及时进行稳管和回填,防止管道漂移,并应符合下列规定:
    1 采用压重、投抛砂石、浇筑水下混凝土或其它锚固方式等进行稳管施工时,
应符合下列规定
      1)对水流冲刷较大、易产生紊流、施工中对河床扰动较大等之处,以及沉管拐弯、分段接口连接等部位,沉放完成后应先进行稳管施工;
      2)应采取保护措施,不得损伤管道及其防腐层;
      3)预制钢筋混凝土管沉管施工,应进行稳管与基础二次处理,以确保管道稳定;
    2 回填施工时,应符合下列规定:
      1)回填材料应符合设计要求,回填应均匀、并不得损伤管道;水下部位应连续回填至满槽,水上部位应分层回填夯实;
      2)回填高度应符合设计要求,并满足防止水流冲刷、通航和河道疏浚要求;
      3)采用吹填回土时,吹填土质应符合设计要求,取土位置及要求应征得航运管理部门的同意,且不得影响沉管管道;
    3 应及时做好稳管和回填的施工及测量记录。
 
条文说明
 
7.2.2 沉管施工中管道整体组对拼装、整管浮运、整管沉放时,可称管道(段);分段(节)组对拼装、分段(节)浮运、分段(节)管间接口在水上连接后整体沉放时,水上连接前应成为管段(节),水上连接后整体沉放也应称其为管道(段)沉放;沉放管道(段)水下接口连接安装后应称其为管道。
7.2.4 本条中式(7.2.4)和表7.2.4的规定参考了相关资料,管道外壁保护层及沉管附加物在管道两侧都有,计算开挖宽度应取2b;表7.2.4中数据不包括回淤量、潜水员潜水操作宽度;若遇流砂,底部宽度和边坡应根据施工方法确定;浚挖时,若对河床扰动较小可采用表中低值,反之则取大值;当采用挖泥船开挖时,底部宽度和边坡还应考虑挖泥船类型、斗容积、定位方法等因素。
7.2.6 本条第6款第3项管道(段)弯曲包括发送装置处形成的管道(段)“拱弯”与发送后水中管道(段)形成的“垂弯”,均不应超过管材允许弹性弯曲要求。

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