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摘要：在工程实践中，敷设市政管线常常会涉及到横穿河床的情形，采用的方法也由于施工条件的不同而不同，常用的如随桥敷设、架设管桥和直埋敷设等。本文主要结合曾做过的工程案例，对直埋敷设过河管线的施工技术措施进行分析和总结，希望能为施工类似工程时提供一些参考。
关键词：直埋；过河；要点；分析
在河床上采用直埋敷设方式处理过河管线时，在管沟开挖、管基施工、防水等环节上比地表直埋施工有着更高的要求，要考虑的因素比较多，在施工季节的选择上也有一定的要求，工期允许时，应尽可能选择在枯水季节时施工，这时河床水位较低、围堰截流难度不大、产生的费用也小。在工程实践中施工的主要内容有：构筑围堰、降排水、沟槽开挖、管线敷设和功能性试验。现就结合曾施工过的一排水管工程案例，对其中所涉及的主要技术环节做一些探讨。
1 工程概况
本工程中施工的河道属于典型的季节型河流，雨季时河床水位常暴涨暴落且流速较大，根据所提供的水文地质资料获知，河床枯水季节时水面宽约40.6m。雨季时随着水位的升高水面逐渐变宽，双岸漫滩可达120m，常年水域水深为1-3m左右，河床断面较为顺直，坡降不太大，主要由粗细沙、砾石和粘土层组成，其中粘土层的厚度较深（2-3m）。施工管段全长为108m，入河口采用倒虹井，考虑到河床基底的承载力不足和局部抗冲涮的要求，在施工过程中采取了一些加强措施，采用松木挤密桩加22cm厚的混凝土基础。施工管道为双排Φ826x8mm的螺旋焊接钢管，采用“两底三面”的IPN8710内防腐和“三油两布”的环氧煤沥青外防腐措施，施工主要技术要点为：（1）、围堰与降排水；（2）、放坡挖槽；（3）、管基不均匀沉降；（4）、下管与管道施焊
2 施工技术要点分析
2.1 围堰与降排水
该工程施工期间水深为1.5m左右，开工前先在施工断面河段的上游修筑一道围堰，进行阻水和导流，再在下游修筑一道围堰以阻隔回水进入施工区域。围堰采用双层土袋围堰，围堰顶宽为2.3m，堰顶高出水面0.7m，土袋装土量为袋容量的1/2，上下和内外层相互错缝搭接，堆码密实、平稳。土袋中间填筑粘性土，在外层土袋与填土之间设置第一层彩条布防水层，在两层土袋之间设置第二层彩条布防水层，彩条布下部用土袋压紧，以达到防渗目的。堰外边坡为1：1.5，堰内边坡为1：0.75，坡脚距基坑顶边为3.0m。由于河床槽底有较厚的粘土层，为增强围堰的稳定性，围堰内侧还应施打两排300#槽型钢桩，桩深5米，桩净距为0.5m，采用机械静力压桩，桩入土深度为3.0m。此外，由于纵向拉槽开挖长度达到108m，开挖深度达到6.5m，且处于河道中，地下水受河床地表水流的高水头补给影响，水位高、水量大，降水深度比较深，为确保沟槽施工的顺利进行，决定采用轻型井点降水，并进行双排线状井点平面布置，井点设在地下水水流的上下游两侧。同时，为防止井点漏气，井点管距离槽壁的距离应大于1.5m。根据施工降水的要求，井点管埋深应满足下列要求：H≥H1+h+IL+0.2
H —降低后的地下水位至槽底的最小距离，应≥500mm
H1—井点管埋设面至槽底的距离（m）
I —地下水降落坡度，环状井点为1/10，线状井点为1/3～1/4
L —井点管至需要降低地下水位的水平距离，环状或双排井点时为井点管至沟槽中心底的距离，单排井点时为井点管至沟槽对侧底的距离。
2.2 放坡挖槽
管道施工前，应对施工范围内的河道地形进行校测。设置在河道两岸的管道中线控制桩及临时水准点，每侧不应少于2个，应设在稳固地段和便于观测的位置，并在施工期间采取保护措施。沟槽槽底宽度应根据管径的大小、埋深、放坡坡度、施工工艺等确定，当管径不大于500mm时，管道每边净宽不宜小于300mm；当管径大于500mm时，管道每边净宽不宜小于400mm。本工程管径为820mm，放坡坡度为1：0.75，因而管道每边净宽取500mm，槽基底宽定为2m，采用横排撑板进行开挖支护，撑板应随挖土及时支撑，由于开挖土层主要为软土，首次支设撑头档板的开挖深度的一般不得超过1.0m，支撑与开挖应交替进行，修边后应立即撑板，支撑深度一般不宜超过0.8m；管顶上的支撑与管顶净距离不小于20cm；支撑采用直径大于Φ200mm的原木，横列档板应水平放置，板缝应严密，撑头应支设在工字钢或槽钢撑柱上（见施工剖面图），撑柱的水平间距不大于3m，垂直间距不大于1.5m，头档撑柱距离地面应为0.6-0.8m；为防止地表水流入沟槽，应在上槽口两边挖截水沟或用土填筑挡水堰；为防止塌方，挖土堆放距离沟槽边不得小于2m，堆放高度不得超过1m。
2.3 管基不均匀沉降
对于浅层软粘土土质的河床基础，为防止施工后管基的不均匀沉降，常规的做法是用粗沙混合分层夯实、抛石挤淤或换填基础，但由于本工程中软粘土层很厚，最厚处达到了3m，河床床底基础承载力低，难以采用重型机械设备进行施工作业，同时也考虑到该项工程的总投入较少和工期紧，经现场试验和技术认证后决定采用打挤密木桩的施工工艺。由于在施工当地具有较丰富的松木资源，取材容易，价格低，且松木富含松脂，具有良好的防腐能力，故决定采用松木桩基础。
打挤密松木桩，首先要做好选材，选取顺直的成年松木，制作成上大下小的圆锥状，尾径8-16cm为宜，长度以桩端接近河床底部持力层为准，木桩视土层的塑性情况可采用静力压桩或捶击沉桩的方法，采用捶击沉桩时，应注意捶击的力度，以防打裂木桩。其次，在打桩前还应验算桩的承载力，其取决于桩的材料强度和土的支承能力，可采用规范经验参数法确定单桩承载力。具体计算公式如下：
式中：Up——桩身截面周长（m）；
fsi——桩侧第I层土的极限摩阻力标准值（kPa）
fp——桩端土的极限端阻力标准值，以开口桩计算（kPa） li——第i层土的厚度（m）
Ap——桩端截面积（㎡）
rs——总侧摩阻力分项系数
rp——端阻力分项系数
最后经计算求出Rd值（t），在桩施打过程中，可根据锤击力和和单锤入土深度验证以上计算，并在现场对桩的入土深度和根数作相应调整。此外，在打桩前和打桩过程中应进行降水，降水应降至槽底50cm以下，根据开挖好的沟槽及槽底情况由深至浅均匀施打木桩，木桩的间距为50-150cm，施打后用碎石或卵石填平压实木桩与木桩间的间隙，以保证基础的密实度和强度，所有木桩应高度基本一致，不应凸出上层混凝土面板。此外混凝土的铺设厚度为20cm，标号要达到200号以上，以保证混凝土基础具有足够的强度。
2.5 下管和管道焊接
成槽后应及时邀请有关方人员进行验槽，如遇槽底基础不符合设计要求，应及时与设计、监理及业主单位联系，共同研究基底处理措施。验槽合格后方可进行下管施工，下管前应对管材、管件、设备进行检查，测量管口周长、管径，并对管道应进行防腐处理，本工程采用“两底三面”的IPN8710内防腐和“三油两布”的环氧煤沥青外防腐措施（这一步一般在工厂内完成）。准备就绪后在沟槽一侧一字形间隔排开，管道距槽边缘最小距离不应小于1m，各种管件按施工平面图位置要求摆放整齐。下管时应加衬草袋或胶板保护管道表面，下管设备架设位置不得影响槽边坡的稳定，应保持一定的安全距离，管件下落时应缓慢平稳，不得与槽壁支撑及槽底管道发生碰撞。
管道落座于管基座并完成清扫后即可进行施焊，管道施焊前，应检查管材、焊接材料是否符合设计要求，采取的焊接工艺是否与现场条件一致，并制定焊接工艺指导书以指导施工，焊条要严格烘干1h，烘干温度为70～150℃，焊条装在保温筒内随用随取。正式焊接前，应在距接口中心200mm处检查管道的平直度，允许偏差不得超过1mm，保证两端管道环向焊缝处齐平，坡口两侧3cm范围无污锈。
第一道打底使用氩弧焊，单侧焊接两侧成活，第一层填肉焊缝根部必须均匀地焊透，不得烧穿，每层焊缝焊后必须清除污物及焊渣。焊缝应无气孔、夹渣、裂纹、融合性飞溅等缺陷，焊缝表面应完整，焊缝尺寸应符合设计要求，焊缝加强表面宽度应焊出坡口边缘2-3mm，焊缝外观检查不合格缺陷必须铲除重焊。施焊完成后应对所有焊缝进行100%无损探伤检验，焊接检验严格按DB13（J）53—2005《市政基础设施工程施工质量验收统一标准》、DB13（J）54—2005《市政基础设施工程质量验收通用规程》进行。
3 结语
直埋敷设过河管线施工所采取的施工工序及工艺，绝大部分与常规的并无多大区别，但其所处的地质及水文环境也决定了管线质量控制的难度与要求度上又大大超出了常规，尤其是在管线在施工过程中及施工后对基础的不均匀沉降控制的要求以及管线焊缝接口的质量控制上。
参考文献：
[1]给排水设计手册（第五册城镇排水）.中国建筑工业出版社.第2版.2004（04）.
[2]吴殷健.市政给水工程中直埋管线的应用探讨[J].2010（36）.
[3]郭小鹏.谈过河倒虹管的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2006（02）.
[4]室外排水设计规范.GB50014-2006.
[5]建筑地基处理技术规范.中国建筑工业出版社.JGJ79-2002.2002（04）.
关键词：直埋；过河；要点；分析
在河床上采用直埋敷设方式处理过河管线时，在管沟开挖、管基施工、防水等环节上比地表直埋施工有着更高的要求，要考虑的因素比较多，在施工季节的选择上也有一定的要求，工期允许时，应尽可能选择在枯水季节时施工，这时河床水位较低、围堰截流难度不大、产生的费用也小。在工程实践中施工的主要内容有：构筑围堰、降排水、沟槽开挖、管线敷设和功能性试验。现就结合曾施工过的一排水管工程案例，对其中所涉及的主要技术环节做一些探讨。
1 工程概况
本工程中施工的河道属于典型的季节型河流，雨季时河床水位常暴涨暴落且流速较大，根据所提供的水文地质资料获知，河床枯水季节时水面宽约40.6m。雨季时随着水位的升高水面逐渐变宽，双岸漫滩可达120m，常年水域水深为1-3m左右，河床断面较为顺直，坡降不太大，主要由粗细沙、砾石和粘土层组成，其中粘土层的厚度较深（2-3m）。施工管段全长为108m，入河口采用倒虹井，考虑到河床基底的承载力不足和局部抗冲涮的要求，在施工过程中采取了一些加强措施，采用松木挤密桩加22cm厚的混凝土基础。施工管道为双排Φ826x8mm的螺旋焊接钢管，采用“两底三面”的IPN8710内防腐和“三油两布”的环氧煤沥青外防腐措施，施工主要技术要点为：（1）、围堰与降排水；（2）、放坡挖槽；（3）、管基不均匀沉降；（4）、下管与管道施焊
2 施工技术要点分析
2.1 围堰与降排水
该工程施工期间水深为1.5m左右，开工前先在施工断面河段的上游修筑一道围堰，进行阻水和导流，再在下游修筑一道围堰以阻隔回水进入施工区域。围堰采用双层土袋围堰，围堰顶宽为2.3m，堰顶高出水面0.7m，土袋装土量为袋容量的1/2，上下和内外层相互错缝搭接，堆码密实、平稳。土袋中间填筑粘性土，在外层土袋与填土之间设置第一层彩条布防水层，在两层土袋之间设置第二层彩条布防水层，彩条布下部用土袋压紧，以达到防渗目的。堰外边坡为1：1.5，堰内边坡为1：0.75，坡脚距基坑顶边为3.0m。由于河床槽底有较厚的粘土层，为增强围堰的稳定性，围堰内侧还应施打两排300#槽型钢桩，桩深5米，桩净距为0.5m，采用机械静力压桩，桩入土深度为3.0m。此外，由于纵向拉槽开挖长度达到108m，开挖深度达到6.5m，且处于河道中，地下水受河床地表水流的高水头补给影响，水位高、水量大，降水深度比较深，为确保沟槽施工的顺利进行，决定采用轻型井点降水，并进行双排线状井点平面布置，井点设在地下水水流的上下游两侧。同时，为防止井点漏气，井点管距离槽壁的距离应大于1.5m。根据施工降水的要求，井点管埋深应满足下列要求：H≥H1+h+IL+0.2
H —降低后的地下水位至槽底的最小距离，应≥500mm
H1—井点管埋设面至槽底的距离（m）
I —地下水降落坡度，环状井点为1/10，线状井点为1/3～1/4
L —井点管至需要降低地下水位的水平距离，环状或双排井点时为井点管至沟槽中心底的距离，单排井点时为井点管至沟槽对侧底的距离。
2.2 放坡挖槽
管道施工前，应对施工范围内的河道地形进行校测。设置在河道两岸的管道中线控制桩及临时水准点，每侧不应少于2个，应设在稳固地段和便于观测的位置，并在施工期间采取保护措施。沟槽槽底宽度应根据管径的大小、埋深、放坡坡度、施工工艺等确定，当管径不大于500mm时，管道每边净宽不宜小于300mm；当管径大于500mm时，管道每边净宽不宜小于400mm。本工程管径为820mm，放坡坡度为1：0.75，因而管道每边净宽取500mm，槽基底宽定为2m，采用横排撑板进行开挖支护，撑板应随挖土及时支撑，由于开挖土层主要为软土，首次支设撑头档板的开挖深度的一般不得超过1.0m，支撑与开挖应交替进行，修边后应立即撑板，支撑深度一般不宜超过0.8m；管顶上的支撑与管顶净距离不小于20cm；支撑采用直径大于Φ200mm的原木，横列档板应水平放置，板缝应严密，撑头应支设在工字钢或槽钢撑柱上（见施工剖面图），撑柱的水平间距不大于3m，垂直间距不大于1.5m，头档撑柱距离地面应为0.6-0.8m；为防止地表水流入沟槽，应在上槽口两边挖截水沟或用土填筑挡水堰；为防止塌方，挖土堆放距离沟槽边不得小于2m，堆放高度不得超过1m。
2.3 管基不均匀沉降
对于浅层软粘土土质的河床基础，为防止施工后管基的不均匀沉降，常规的做法是用粗沙混合分层夯实、抛石挤淤或换填基础，但由于本工程中软粘土层很厚，最厚处达到了3m，河床床底基础承载力低，难以采用重型机械设备进行施工作业，同时也考虑到该项工程的总投入较少和工期紧，经现场试验和技术认证后决定采用打挤密木桩的施工工艺。由于在施工当地具有较丰富的松木资源，取材容易，价格低，且松木富含松脂，具有良好的防腐能力，故决定采用松木桩基础。
打挤密松木桩，首先要做好选材，选取顺直的成年松木，制作成上大下小的圆锥状，尾径8-16cm为宜，长度以桩端接近河床底部持力层为准，木桩视土层的塑性情况可采用静力压桩或捶击沉桩的方法，采用捶击沉桩时，应注意捶击的力度，以防打裂木桩。其次，在打桩前还应验算桩的承载力，其取决于桩的材料强度和土的支承能力，可采用规范经验参数法确定单桩承载力。具体计算公式如下：
式中：Up——桩身截面周长（m）；
fsi——桩侧第I层土的极限摩阻力标准值（kPa）
fp——桩端土的极限端阻力标准值，以开口桩计算（kPa） li——第i层土的厚度（m）
Ap——桩端截面积（㎡）
rs——总侧摩阻力分项系数
rp——端阻力分项系数
最后经计算求出Rd值（t），在桩施打过程中，可根据锤击力和和单锤入土深度验证以上计算，并在现场对桩的入土深度和根数作相应调整。此外，在打桩前和打桩过程中应进行降水，降水应降至槽底50cm以下，根据开挖好的沟槽及槽底情况由深至浅均匀施打木桩，木桩的间距为50-150cm，施打后用碎石或卵石填平压实木桩与木桩间的间隙，以保证基础的密实度和强度，所有木桩应高度基本一致，不应凸出上层混凝土面板。此外混凝土的铺设厚度为20cm，标号要达到200号以上，以保证混凝土基础具有足够的强度。
2.5 下管和管道焊接
成槽后应及时邀请有关方人员进行验槽，如遇槽底基础不符合设计要求，应及时与设计、监理及业主单位联系，共同研究基底处理措施。验槽合格后方可进行下管施工，下管前应对管材、管件、设备进行检查，测量管口周长、管径，并对管道应进行防腐处理，本工程采用“两底三面”的IPN8710内防腐和“三油两布”的环氧煤沥青外防腐措施（这一步一般在工厂内完成）。准备就绪后在沟槽一侧一字形间隔排开，管道距槽边缘最小距离不应小于1m，各种管件按施工平面图位置要求摆放整齐。下管时应加衬草袋或胶板保护管道表面，下管设备架设位置不得影响槽边坡的稳定，应保持一定的安全距离，管件下落时应缓慢平稳，不得与槽壁支撑及槽底管道发生碰撞。
管道落座于管基座并完成清扫后即可进行施焊，管道施焊前，应检查管材、焊接材料是否符合设计要求，采取的焊接工艺是否与现场条件一致，并制定焊接工艺指导书以指导施工，焊条要严格烘干1h，烘干温度为70～150℃，焊条装在保温筒内随用随取。正式焊接前，应在距接口中心200mm处检查管道的平直度，允许偏差不得超过1mm，保证两端管道环向焊缝处齐平，坡口两侧3cm范围无污锈。
第一道打底使用氩弧焊，单侧焊接两侧成活，第一层填肉焊缝根部必须均匀地焊透，不得烧穿，每层焊缝焊后必须清除污物及焊渣。焊缝应无气孔、夹渣、裂纹、融合性飞溅等缺陷，焊缝表面应完整，焊缝尺寸应符合设计要求，焊缝加强表面宽度应焊出坡口边缘2-3mm，焊缝外观检查不合格缺陷必须铲除重焊。施焊完成后应对所有焊缝进行100%无损探伤检验，焊接检验严格按DB13（J）53—2005《市政基础设施工程施工质量验收统一标准》、DB13（J）54—2005《市政基础设施工程质量验收通用规程》进行。
3 结语
直埋敷设过河管线施工所采取的施工工序及工艺，绝大部分与常规的并无多大区别，但其所处的地质及水文环境也决定了管线质量控制的难度与要求度上又大大超出了常规，尤其是在管线在施工过程中及施工后对基础的不均匀沉降控制的要求以及管线焊缝接口的质量控制上。
参考文献：
[1]给排水设计手册（第五册城镇排水）.中国建筑工业出版社.第2版.2004（04）.
[2]吴殷健.市政给水工程中直埋管线的应用探讨[J].2010（36）.
[3]郭小鹏.谈过河倒虹管的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2006（02）.
[4]室外排水设计规范.GB50014-2006.
[5]建筑地基处理技术规范.中国建筑工业出版社.JGJ79-2002.2002（04）.