何昌林
武汉车都建设开发有限公司 湖北武汉 430071
摘要：以华能岳阳电厂三期扩建工程埋管施工为依托，介绍了复杂水文地质条件下大直径取水钢管安装控制方法。由于工程地处长江三江口，地质水文条件复杂、钢管自重大、水下管口测量难度大，本文着重介绍了此条件下的大直径钢管的安装方法。
关键词：基槽处理；水下测量；埋管吊装
1 工程概述
本工程埋管的范围为取水头内侧墙壁至顶管端部，水平全长100.01米，斜管的水平角为9.09°。
埋管地处洞庭湖和长江转点，每年11月至来年5月份为枯水期，江面水位约为18-22m，是水下爆破作业的最佳时期。埋管区域主要为风化板岩。埋管和顶管结合处为施工平台的搅拌桩和旋喷桩土体。
2 施工方法简述
首先根据图纸，确定需要清淤，开挖的工程量，合理选择船机设备对基槽进行清淤、爆破、开挖，铺筑碎石找平层后安装钢筋混凝土枕梁。整个埋管分2节进行埋设，减少水下作业，最大单节吊重达123t 因此同时增加、增大了设备投入。
2.1 施工工艺流程
埋管施工工艺流程: 第一段基槽清理及基床平整→枕梁定位→第一节埋管安装→第二段基槽开挖及机头清理→第二节埋管安装→浇筑接头部位水下不离析砼→水下抛石施工
2.2 测量放线
根据开挖区域回淤及冲刷情况，事先进行开挖前水深测量，测深设备采用机械式多频率超声波测深仪，频率范围选用30～210KHZ，测深精度应达到±10cm。该测深仪以数字化显示水深，通过记录纸进行模拟测深，并与GPS接收机相连接。在实际应用中将GPS接收机与测深仪组合，前者进行定位测量，后者同时进行水深测量，再利用电子手簿，利用计算机和绘图仪便可组成水下地形测量的自动化系统。
2.3 基槽清理及基床平整
埋管前先对取水头仓内淤泥进行清理。用潜水员带水泵进行吸泥清理。基槽开挖主要为以下三个部分,参数如下：
a.风化岩爆破采用钻孔船与自升式钻孔平台固定支架相结合方式，采用CM-351型潜孔钻机配先进的套管跟进钻具进行钻孔，并用?110PVC管护孔。为保证爆破后达到设计深度，钻孔应比设计开挖深度深0.5米,采用电雷管—非电毫秒导爆管复式起爆网路，网路敷设时，将连接炮孔炸药包的非电导爆管均匀敷在并联的两枚电雷管周围，用塑料胶布密封捆扎好，然后将电雷管引线与区域导线连接，引至起爆站。起爆顺序为从下游到上游，从外侧到内侧。
b、填土平台主要为搅拌桩和旋喷桩换填土体，首先利用长臂挖机清理水位以上的部分，对平台进行卸载。等待施工的机头处搅拌桩达到设计强度后再进行断面开挖，水下开挖利用8方的挖泥船配合360方自航泥驳自江中心向岸边横断面进行。为防止子堤的滑移，开挖搅拌桩时按最小的设计坡比1：0.5控制。
开挖断面尺寸不得小于设计规定的尺寸，水下炸礁的基槽开挖按两边各超宽1米、超深0.5米控制。挖泥按照两边各超宽1.5米、超深0.5米控制。开挖过程中要勤对标，勤测水深，防止超挖或欠挖。挖泥施工容许偏差为：+0，-500mm(按竖向计)。
水下基床开挖完成后，首先用船载GPS和测深仪对开挖基床处进行水下测量，通过绘制横断面图检查基床的开挖深度是否达标。再利用爆破船的钻杆下潜到设计标高开始扫床验收，通过全站仪测量确保扫床验收轴线和设计轴线相符。
2.4 枕梁定位
在安装枕梁前，根据结构的底部尺寸，加工一个5米*1.5米的矩形槽钢盒，高20cm,通过测量定位，潜水员下水将槽钢盒内的碎石整平，以确保枕梁底部的平整。在预制枕梁时，在结构的中心预埋48mm的钢管，安装后内穿5mm钢丝绳来测量枕梁的轴线位置。为确保测量的精度，钢丝绳水位上的长度必须大于水下长度的1/3。
2.5 管道安装
2.5.1 管道吊装
吊装船采用长江航道救助打捞局的救捞6号，船总长50.3米，船宽20米，满载吃水2米,满载重1927吨。吊重200吨，吊高30米，变幅13～24米。
吊装船设置在埋管段上游位置，吊装时设置风缆拉住两头，测量定位后下放至标高后，潜水员立即用沙袋进行回填固定。
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首节埋管安装在取水头和混凝土枕梁上，安装完成后对第一节埋管管口进行精细测量，即将5mm细钢丝绳固定在预埋的中心上，由吊机牵引出水面已达到测量定位的目的。在安装第一节埋管时，通过在首节埋管端口处断面的内径方向焊接槽钢（16b）一根，并在管道圆心处开孔，孔径26mm，安装前，用M24螺栓把钢丝绳固定在埋管圆心处，由潜水员下水牵出水面，以达到测量目的。具体测量通过在岸上架立两台经纬仪观测钢丝绳，前方交会法计算出钢管的轴线位置，并通过钢丝绳的水下长度和水位计算出埋管的标高。顶管机头处的测量主要通过管道内测量，并根据测量结果确定第二节埋管管道的尺寸。示意图如下：
2.5.2 管道间连接
接头部分采用2个半圆接头，外套钢管的内径比埋管的外径大5.2cm（半径）, （接头长1.4米，其中60cm与埋管连接）。其中下半部分与直管焊接60cm,悬臂60cm后一同下放，等两节埋管安装完成。
3 总结
大直径埋管的安装工序多，水下控制精度要求高，特别是水下管槽的验收和合拢段管口的成功定位对其他工程提供了宝贵的经验。