杭湖线河流水塘沟渠大开挖穿越施工方案.docx
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杭湖线河流水塘沟渠大开挖穿越施工方案
河流、沟渠大开挖穿越施工方案
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1、工程概况：
1.1工程简介
本标段管线敷设过程中多处穿越河流、沟渠、水塘。
穿越河流、沟渠、水塘汇总详见表1和表2：
穿越段要求单独水压试验合格，穿越段管道压载采用混凝土压重块或混凝土连续覆盖。
表1第3标段管线穿越河流、沟渠、水塘汇总表
序号
项目名称
单位
工程量
1
中小型河流、沟渠穿越
φ610*7.1mm
m／处
611／8
φ610*7.9mm
m／条
1067／22
2
水塘、鱼塘穿越
φ610*7.1mm
m／条
233／4
φ610*7.9mm
m／条
1833／41
φ610*9.5㎜
m／条
54/1
1.2水文、气象
管线经过的鲁中南山地属大陆性季风气候，其特点是冬季寒冷干燥，盛行偏北风；夏季湿热多雨，盛行偏南风；气温年差较大。
该区内暖湿气流由河谷平原北上逐渐抬升，易产生降水。
年平均降水量1027mm左右。
年平均气温在15.4℃。
区内排水通畅，水涝和盐碱较轻。
1.3河流的地质形式决定了施工方法
管道穿越的方式取决于河流的地形、水文和地质条件、施工场地和设备。
本标段线路中主要穿越的水域为中小型河流的穿越、人工干渠、水塘，穿越方式采用大开挖。
对于大型河流及管道通过的较深的水塘，为保证洪水期管线抗冲刷、不漂浮，采取配重块稳管或混凝土连续覆盖。
1.4根据河流的不同情况采取相应的的方法进行穿越
（1）已干涸的河流采用直接大开挖的方法施工，施工方法除按图纸加一些附属设施外，其他同一般地段施工。
（2）已断流但仍存大量积水的河流、水塘、沟渠，采取围堰截流排水方法施工。
（3）冬季不能断流的河流，我们采用围堰导流渠导流的方法进行施工。
（4）对有的穿越点处地层全部为岩石，无法开挖导流沟，我们采用围堰导水的方法进行施工。
2、施工方法
2.1冬季有流水河流、沟渠、水塘施工方法
2.1.1围堰导流渠导流施工法
导流渠导流法也称全段围堰导流法，即在河槽内筑坝断流，并在河岸的一侧开渠引水。
如下图：
2.1.1.1施工工艺流程
2.1.1.2施工程序描述
1）施工准备
施工前应详细阅读施工图纸及设计文件，对现场道路、地形地貌及河水流量进行详细的踏勘，到当地气象、水利部门了解当地气候及河水的涨落情况，保证穿越施工万无一失。
2）测量放线
（1）根据施工图纸要求用经纬仪放出管线中心线、作业带占地边界线，以及导流渠的边界线。
（2）将设计交付的控制桩引出作业带并加以保护。
3）便道修筑
根据现场踏勘情况，用推土机推出一条施工便道将河流穿越两岸与主要交通道路连接起来，以便各种设备、机具及材料能及时进入施工现场。
便道宽度一般不小于6m。
如土壤承载力较差，可在道路上铺垫道木、碎石层等。
4）导流渠开挖
（1）根据现场的实际情况，选择合适导流沟的开挖位置，一般情况下，导流沟入口与穿越段河岸的内夹角不宜小于45º，避免水流不畅而冲击堰体。
本方案计划侧面导流沟内边缘位置距河岸60m，导流沟入口点在穿越中心点上游45m，导流沟出口点在穿越中心点下游45m，导流沟的宽度A为原河道宽度的0.5—1倍，导流沟底标高低于原河道标高1m，为保证导流沟侧面的冲刷量达到最小，在两个弯道处用麻袋装粘土码砌1～2排厚度，高度同导流沟，并在其中间放置一层防水布，另外，应适当征用一定宽度的防冲刷用地，导流沟侧面防冲刷征地宽度B根据地质情况确定。
现场布置及占地范围如下图所示：
导流沟开挖时，在入口、出口先预留6m不开挖，到其余位置的导流沟全部挖好，并且将临时便桥搭设好后，再将出口、入口的预留位置挖开，使河水从导流沟内通过。
如果需开挖的导流沟和进场道路同在河的一侧，为了便于施工人员进退场，在导流沟开挖完成后，用脚手架在导流沟内搭建便桥，便桥宽度6m，桥面用δ=50mm的木板铺设，上面铺一层8mm的钢板。
（2）根据河流和沟渠穿越段的流量情况确定导流渠横断面积，横断面积可根据下式来确定：
F-----导流渠的横断面积；
Q-----施工段内水流量（m3/s）；
Vc-----导流渠内允许的平均水流速（m/s）。
（3）开挖导流渠可采用单斗挖掘机，必要时可配置一定数量的推土机以配合单斗挖掘机工作。
按放线位置先从中间段进行开挖，在开挖到接近进、出水口处时，应根据导流渠面积的大小和土质情况，留出3～6m与原河槽相连接的暂不挖通，然后修整导流渠边坡。
导流渠的边坡坡度如下表：
土壤种类
水深h＜1m
水深=1～2m
粘土、重粘土、亚粘土
1:
1.00
1:
1.00
轻亚粘土
1:
1.25
1:
1.25
亚砂土
1:
1.50
1:
1.50
砂土
1:
1.75
1:
2.00
5）围堰施工
（1）在穿越管道上下游各50m处（如管线埋深较深，可根据现场情况加大距离）修筑两条拦水坝，坝顶宽度及坡比应视河水深度、流速及河床情况而定，一般顶宽1.5m，坡比1:
0.75，坝体高出河水面1m。
上下游拦水坝均采用编织袋装土砌筑，如果坝较单薄，可以沿坝打钢板桩，对坝体进行加固。
考虑到坝的防渗功能，可在两条坝的迎水面上用无纺布作防渗层。
筑坝断面图如下图：
（2）完成围堰后，应立即排放围堰内的明水。
6）排水
在上、下游堰围好以后，立即用水泵进行抽水，将堰体内的积水排到堰外。
7）作业带开拓
（1）对于管线埋深小于3m的穿越，作业带开拓时，只需用推土机平整河床及两岸，使其平滑过渡，保证管线组焊能顺利进行即可。
（2）对于埋深超过3m的管线，由于管沟放坡后，地面组焊的管线离管中心线较远，吊管机无法将其下至管沟中，因而在开拓作业带时，需将表层土用推土机推去，保证作业带表面距管沟底的高度3m左右。
如下图：
8）管沟开挖
管沟开挖的过程中，要不间断的抽水，使管沟内的渗水基本排出沟外，满足管沟的开挖需要。
管沟开挖完成后，立即用测量仪器对管沟的标高进行测量，确保管沟达到设计要求的标高。
9）管线组焊、试压及下沟、回填
管线采用沟上组焊、试压，合格后再下沟回填，其操作程序同一般线路。
10）压载
10.1为了确保管道的稳定性，管道下沟且埋深合格后，应及时对管道进行压载。
西气东输淮武支线管道工程第3标段管线穿越的河流、沟渠、水塘中，沟渠、水塘中，需砼压重块486块。
10.2施工方法
（1）混凝土压重块
设计要求的压载措施若为混凝土压重块，压载块与管道之间采用10mm厚的橡胶板隔开，然后用吊装设备将混凝土压重块逐块、按顺序、按位置轻轻地压在管道上。
（2）混凝土连续覆盖
①混凝土浇注只适用于有明显冲刷作用的石方段河（沟）道，管线必须完全埋入基岩。
②浇注之前必须进行沟底清理，清除沟壁松动石块和浮土。
③在浇注之前必须用8㎜绝缘橡胶板将穿越管线包裹完毕。
11）拆除围堰
浆砌石护坡经过固化但未达到要求的强度时，应先用土方在护坡前面堆成一个挡水墙，防止河水直接冲刷护坡；然后，先拆除下游围堰，并将围堰用土石方推到河岸边缘，最后拆除上游围堰，上游围堰宜用单斗采用后退方法进行拆除，将堰体土石方挖到导流沟入口处或岸边。
12）回填导流沟
自上游向下游方向逐步回填导流沟，避免沟内存水。
13）管线地面检漏
管线下沟表层覆土1m后，立即进行地面音频检漏工作，因为待河道恢复后，检漏工作将无法进行，即使能检出漏点，但由于土方量大，修复工作将极为困难。
14）地貌恢复
对施工现场进行平整，将地貌恢复到原貌。
15）清理现场
将施工用的设备、余料运出施工现场，清理现场，达到“工完、料净、场地清”。
2.1.1.3安全措施
1）导流渠转弯处要力求圆缓，无阻水杂物，进、出水口平顺。
2）在管线穿越段安装施工的全过程中，由专人负责巡视导流渠内的水情和拦水堤坝的情况。
3）施工现场应储备一定数量的木桩、袋装土等，以作发生险情时的备用，严防发生河渠的决口事故。
4）与气象、水利部门保持经常的联系，并根据天气、水文的变化情况及时采取相应的措施。
对于流量季节性变化明显的河流，选择有利时机进行施工。
2.1.2围堰渡槽导流法施工
对于流量小于3m3/s的小型河流，可以采取围堰渡槽导流的方法。
原理如下：
此法与围堰导流渠导流法类似，只是由于河渠的流量较小，流速较慢，开挖导流渠成本较高，因而根据流量，采用一根或数根钢管跨接两堰进行导流。
施工示意图如下：
施工要点及注意事项：
1.要对现场进行踏勘，并通过当地群众了解各个季节河渠的流量和流速，以便选择适当的过水截面，做到既安全又不致过多浪费。
2.过水管外壁之间至少要隔500mm以上，以便作管壁与袋装土之间的防渗处理。
围堰内侧打设的钢板桩或槽钢在过水管的接口处要加密，必要时根根相扣，防止接口处出现管涌，造成堰体的坍塌。
2.2围堰截流抽水施工方案
冬季无流水的河流、沟渠、水塘的穿越通常采用围堰截流抽水施工方案。
2.2.1施工工艺流程
2.2.2施工程序描述
1）施工准备
施工前应详细阅读施工图纸及设计文件，对现场道路、地形地貌及河水流量进行详细的踏勘，到当地气象、水利部门了解当地气候及河水的涨落情况，保证穿越施工万无一失。
2）测量放线
（1）根据施工图纸要求用经纬仪放出管线中心线、作业带占地边界线。
（2）将设计交付的控制桩引出作业带并加以保护。
3）穿越管段预制
穿越管线焊接、补口补伤、试压同主体管线施工。
4）围堰施工
（1）在穿越管道上下游各30m处（如管线埋深较深，可根据现场情况加大距离）修筑两条拦水坝，坝体采用袋装素土垒坝而成。
针对本标段的部分较深河渠，需在坝的内侧打设槽钢或钢板桩，桩的间距一般为1m，考虑到坝的防渗功能，可在两条坝的迎水面上用无纺布作防渗层。
筑坝断面图如下：
（2）完成围堰后，应立即用水泵抽排围堰内的明水。
5）清淤及作业带开拓
（1）排水工作完成后，先人工在河道内沿作业带边缘开挖排水沟（深度低于硬塑土层0.5m），将渗水引入集水坑中用泥浆泵抽排至围堰外。
接着沿作业带打设木桩，每间隔1m一根，桩长2.0m，入土深度1.5m，然后用袋装土筑坝，坝高和坝宽根据围堰内水量确定。
人工将河底淤泥清至作业带外侧。
在作业带上铺垫土工布，然后购土人工摊土300mm夯实后，将土工布两端翻起搭接在覆土上，再往土工布上覆土200mm压实即可。
当河底清淤后承载力仍极低时，可先在塘底铺垫一层土工布，然后沿作业带安装枕木串或钢承压板。
（2）对于管沟挖深小于3m的穿越，作业带开拓时，只需用推土机平整河床及两岸，使其平滑过渡，保证管线组焊能顺利进行即可。
（3）对于管沟深度超过3m的管沟，开挖时应分层开挖。
因而在开拓作业带时，可将表层土用推土机或挖沟机揭去，保证作业带表面距管沟底的高度小于3m。
如下图：
6）管沟开挖
堰体内的存水抽干净时，开始先用推土机横向推土，推土宽度25～30m，将表层的标高下降3～5m，推出不小于15m宽度的管沟开挖面和管道预制场地，剩余2～3m用单斗进行管沟开挖，由于地质是粉土，管沟易塌方，因此，对于管沟采取放坡型开挖，坡度1：
0.6~1，满足设备吊装预制管段下沟的安全需要。
管沟开挖完成后，立即用测量仪器对管沟的标高进行测量，确保管沟达到设计要求的标高。
7）排水
管沟开挖的过程中，如果存在地下水，要在管沟边缘设置集水坑，用水泵不间断的抽水，使管沟内的渗水基本排出沟外，满足管沟的开挖需要。
8）管道下沟
管道补口、补伤工作按照设计要求完成后，准备进行第一段管道下沟，下沟用吊管设备进行，吊装用尼龙吊带；吊装时，要由专职起重工统一进行指挥，设备行走、吊具起落都必须严格执行“机械安全操作规程”的有关安全要求，确保设备、人员、管道的安全。
管道下沟后，立即用仪器对管道顶部高程进行复测，核实管道的位置是否符合设计要求深度，如果存在问题，必须立即进行调整，直到达到设计要求埋深为止。
9）压载
为了确保管道的稳定性，管道下沟且埋深合格后，按设计要求对管线进行混凝土压重块或混凝土连续覆盖进行防护。
10）管沟回填
用单斗挖土从管道的正上方对管道进行回填，避免管道在淤泥的推力下发生位移，确保管道的埋深符合设计要求。
上部分的回填土用推土机远距离运土回填。
管沟回填土要边回填边夯实。
11）管线地面检漏
管线下沟表层覆土1m后，立即进行地面音频检漏工作，因为待河道恢复后，检漏工作将无法进行，修复工作也将极为困难。
12）地貌恢复
管沟回填细土后，再用原土回填至河床和堤岸标高。
并将主河槽内的围堰拆除，主河槽以外河床和堤坝恢复按设计要求执行。
3、质量保证措施
3.1焊接严格按照焊接工艺评定及施工规范施工。
3.2认真按照设计图纸进行施工，正确的进行配管、配料。
3.3管沟开挖后及时进行测量，使其达到设计要求的管沟深度和坡度，确保连头施工在无受力的情况下进行施工。
3.4排水工作连续进行，沟下焊焊口不得与地下水接触，确保焊接质量。
3.5管沟回填时必须按照分层回填夯实的原则进行，回填土的粒径必须满足设计要求。
3.6水工保护施工必须按设计要求对基础进行夯实，冬季施工必须按照要求的比例添加早强剂、防冻剂，严格按照设计要求来控制灰浆的配合比。
3.7河道表层恢复应用设备进行压实、平整，在护坡位置上游设置临时阻水坝，并且在护坡表面用土工布覆盖，用麻袋、土对土工布边缘埋压，尽量减小河水对水工保护的冲刷。
3.8管道吊装过程中，设置专人统一指挥、持证上岗，确保在吊装的过程中不损坏管道及防腐层。
3.9在施工过程中，要认真服从业主、监理的管理和指挥。
4、安全保证措施
4.1实行持证上岗、定人定机的原则，尽量做到责任到人。
4.2所有的操作人员必须严格按照安全操作规程进行施工。
4.3管沟开挖必须进行坡比实验，确保管沟放坡系数是安全的，彻底消除塌方现象。
4.4水中作业要严格按照用电制度进行操作，由专人统一负责。
4.5了解河流的汛期情况及上下游的控水情况，应尽量选择在枯水期进行施工。
4.6要定期的检查堰体的质量情况，消除一切不安全的隐患。
4.7交叉作业时，必须制定切实可行的交叉作业安全措施，合理的安排设备和人员。
4.8按照有关要求要求正确使用劳保用品。
4.9在施工的全过程中，认真服从业主、监理的管理和监督。
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