论文部分内容阅读
摘 要浅谈管道穿越河流施工中给水排水管道可采用河底穿越与河面跨越两种形式通过河流。以倒虹管作河底穿越的施工方法可采用顶管；围堰，河底开挖填置；水下挖泥，拖运，沉管辅筑等方法。河面跨越的施工方法可采用沿公路桥附设；管桥架设等方法。管道过河方法的选择应综合考虑以下几个因素：河床断面的宽度、深度、水位、流量、质地等条件；过河管道水压、管材、管径；河岸工程地质条件；施工条件及作业机具布设的可能性等。
关键词倒虹管；顶管；围堰；拱管
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)062-0135-01
在城市的建设中，由于地理位置等客观因素所致，穿越河流施工技术十分重要，运用十分广泛。
给水排水管道可采用河底穿越与河面跨越两种形式通过河流。以倒虹管作河底穿越的施工方法可采用顶管；围堰，河底开挖填置；水下挖泥，拖运，沉管辅筑等方法。河面跨越的施工方法可采用沿公路桥附设；管桥架设等方法。
管道过河方法的选择应综合考虑以下几个因素：河床断面的宽度、深度、水位、流量、质地等条件；过河管道水压、管材、管径；河岸工程地质条件；施工条件及作业机具布设的可能性等。
1水下铺筑倒虹管
给水管道河底埋管，为保证不间断供水，过河段一般设置双线，其位置宜设在河床、河岸不受冲刷的地段；两端设置阀门井、排气阀与排水装置。为了防止河底冲刷而损坏管道，不通航河流管顶距河底高差不小于0.5m；通航河流其高差不小于0.1m。
排水管道河底埋管的设施要求与施工方法与给水管道河底埋管基本相同。倒虹管通常采用钢管、塑料类管道等。小管径、短距离的倒虹管也可采用铸铁管，但宜采用软性接口；重力管线上的倒虹管也可采用钢筋混泥土管。当采用金属管道时，应对金属管加强防腐措施。选用管壁厚度须考虑腐蚀因素。
1.1顶管施工法
将带穿越部位的河床断面尺寸与河底工程地质、水文地质资料实地勘测准确，然后采用直接顶进法将管道自河底顶过去。顶进中，管道埋深、防腐措施均应满足顶管施工要求。在河床两岸设置的顶管作业井，可作为倒虹管运行时的检修井。
1.2围堰法施工
管道埋设至河岸处，先拦截一半河宽的河流修筑围堰，再用水泵抽出堰中河水，在堰中开挖沟槽，铺筑管线，管线铺筑后，塞住管端管口，回填沟槽。再拆除第一道围堰，回填砂土，使水流在此河床上部通过。然后拦截另一半河宽的水流，建筑第二道围堰，再用水泵抽去第二道围堰中的水，开挖沟槽并接管，完工后清除第二道围堰。
在小河流中，通常采用草袋黏土或草土围堰进行施工。对于水面宽且水深流急的河流，应考虑采用木板桩围堰，但仅能在砂河床的条件下采用；若河床由岩石构成，无法打桩，则不能采用木板桩围堰。
围堰施工应估计到施工期间河水的最高水位不至淹没堰顶。修筑围堰时迎水流方向的堰体应做得平缓些，尽量减少河水冲刷。在河床埋管应考虑防止冲刷的措施，当河底土质不好时应作基础。当河底为流砂时应于管道两侧加设固定桩，避免管道在流砂运动下发生滚动。
1.3浮运沉管施工
将在河岸上备好的管道采用拖船或浮筒将管道浮运到河中预定下管位置，再向管内充水沉河底。浮沉法施工应尽量减少水下作业，通常多用钢管，以减少管道接口数量。
施工前，首先应对管子进行内壁与外壁的防腐处理。向河中下管时，于管下垫方木，且用绞车通过绳子系住管子，通过浮船牵动使管子缓缓滑向河中。
水下沟槽开挖按照测量好的管道在河底铺筑位置，于河两岸设置岸标，以此确定沟槽开挖方向。对于通航的河流，可采用挖泥船、吸泥泵开挖沟槽，挖泥船上装置抓头挖泥机，高压水枪、螺旋输泥机及泥浆泵等不同的挖泥设施。若河岸具备较宽空地，可采用索铲挖泥装置。对于松散土质的河底，则可采用水力冲射法挖泥开挖沟槽。沟槽开挖到一定长度后，须打管子定位桩。定位桩位于水流下游的沟槽一侧，与管壁紧贴。使用经纬仪于岸上对准水中测干位置。再将长为2m、直径为0.15m的木桩插入套管中，打入河底，在河底上留出桩高约1m。
浮运与沉管当河面狭窄时，可于放管对岸使用绞车或拖拉机用钢丝绳将管拖运至水面，安放绞车对面河岸使用绳索校正管子于河中的下管位置；当河岸无足够场地作垂直排列管子时，亦可沿河岸平行排管，采用浮筒法浮运管子。管子于河岸上接口之后，在两端要安装法兰堵板，一端堵板上安装附阀门的排气管，另一端安装附阀门的进水管。沉管时可先向管内充水并予排气。管子沉下接近沟槽时，潜水员可由定位桩控制下管位置。
管道接口一般采用伸缩法兰接口。潜水员于水下使用水枪进行回填。为防管道损坏，管顶以上填一层土，再填一层块石予以保护，块石上再填砂土。沉管施工应严格把好管顶回填土一关，力求恢复河床断面要求。
管道穿越河流一般选择在水流平缓、河床平直、地质稳定、两岸有一定施工场地的地点。管道穿越河流时，如果管道裸敷在水下河床上，由于水流冲击、河床冲刷、冰凌和河道变迁的影响而容易遭到破坏，在通航的河道还可能遭受船锚等机械损伤。如果管道在水下悬浮或局部悬空，水流不仅冲击管道，还会因水流绕过管道而产生交变涡流，以一定周期的脉冲压力作用在管道上，使管道在交变应力作用下产生振动和疲劳损坏。因此，管道通过河流必须防止水流引起的损害。
2河面修建架空管
跨越河道的架空管道常采用钢管，有时亦可采用铸铁管或预应力钢筋混凝土管。管距较长时，应设置伸缩节，于管线高处设自动排气阀；为了防止冰冻与震害，管道应采取保温措施，设置抗震柔口；在管道转弯等应力集中处应设置镇墩。
管道附设于桥梁上，管道跨河应尽量利用原建或拟建的桥梁铺设。可采用吊环法、托架法、桥台法或管沟法架设。
支柱式架空管，设置管道支柱时，应事前征得有关航运部门、航道管理部门及农田水利规划部门的同意，并协商确定管底标高、支柱断面、支柱跨距等。管道宜选择于河宽较窄，两岸地质条件较好的老土地段。支柱可采用钢筋混凝土桩架式，或预制支柱。连接架空管和地下管之间的桥台部位，通常采用S弯部件，弯曲曲率为45°～90°。若地质条件较差时，可于地下管道与弯头连接处安装波形伸缩节，以适应管道不均匀沉陷的需要。若处强震区地段，可在该处加设抗震柔口，以适应地震波引起管道沿轴向波动变形的需要。
桁架式架空管，可避免水下操作，但应具备良好的吊装设施。施工地段应具有良好的地质条件及稳定的地形。修筑时，可于两岸先装置桁架，再由桁架支承管道过河。
斜拉索架空管作为一种新型的过河方式，斜拉索架空管是采用高强度钢索或粗钢筋及钢管本身作为承重构件，可节省钢材。采用河两岸的塔架进行施工安装。
拱管过河是利用钢管自身供作支承结构，起到了一管两用的作用。由于拱是受力结构，钢材强度较大，加上管壁较薄，造价经济，因此用于跨度较大河流尤为适宜。
关键词倒虹管；顶管；围堰；拱管
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)062-0135-01
在城市的建设中，由于地理位置等客观因素所致，穿越河流施工技术十分重要，运用十分广泛。
给水排水管道可采用河底穿越与河面跨越两种形式通过河流。以倒虹管作河底穿越的施工方法可采用顶管；围堰，河底开挖填置；水下挖泥，拖运，沉管辅筑等方法。河面跨越的施工方法可采用沿公路桥附设；管桥架设等方法。
管道过河方法的选择应综合考虑以下几个因素：河床断面的宽度、深度、水位、流量、质地等条件；过河管道水压、管材、管径；河岸工程地质条件；施工条件及作业机具布设的可能性等。
1水下铺筑倒虹管
给水管道河底埋管，为保证不间断供水，过河段一般设置双线，其位置宜设在河床、河岸不受冲刷的地段；两端设置阀门井、排气阀与排水装置。为了防止河底冲刷而损坏管道，不通航河流管顶距河底高差不小于0.5m；通航河流其高差不小于0.1m。
排水管道河底埋管的设施要求与施工方法与给水管道河底埋管基本相同。倒虹管通常采用钢管、塑料类管道等。小管径、短距离的倒虹管也可采用铸铁管，但宜采用软性接口；重力管线上的倒虹管也可采用钢筋混泥土管。当采用金属管道时，应对金属管加强防腐措施。选用管壁厚度须考虑腐蚀因素。
1.1顶管施工法
将带穿越部位的河床断面尺寸与河底工程地质、水文地质资料实地勘测准确，然后采用直接顶进法将管道自河底顶过去。顶进中，管道埋深、防腐措施均应满足顶管施工要求。在河床两岸设置的顶管作业井，可作为倒虹管运行时的检修井。
1.2围堰法施工
管道埋设至河岸处，先拦截一半河宽的河流修筑围堰，再用水泵抽出堰中河水，在堰中开挖沟槽，铺筑管线，管线铺筑后，塞住管端管口，回填沟槽。再拆除第一道围堰，回填砂土，使水流在此河床上部通过。然后拦截另一半河宽的水流，建筑第二道围堰，再用水泵抽去第二道围堰中的水，开挖沟槽并接管，完工后清除第二道围堰。
在小河流中，通常采用草袋黏土或草土围堰进行施工。对于水面宽且水深流急的河流，应考虑采用木板桩围堰，但仅能在砂河床的条件下采用；若河床由岩石构成，无法打桩，则不能采用木板桩围堰。
围堰施工应估计到施工期间河水的最高水位不至淹没堰顶。修筑围堰时迎水流方向的堰体应做得平缓些，尽量减少河水冲刷。在河床埋管应考虑防止冲刷的措施，当河底土质不好时应作基础。当河底为流砂时应于管道两侧加设固定桩，避免管道在流砂运动下发生滚动。
1.3浮运沉管施工
将在河岸上备好的管道采用拖船或浮筒将管道浮运到河中预定下管位置，再向管内充水沉河底。浮沉法施工应尽量减少水下作业，通常多用钢管，以减少管道接口数量。
施工前，首先应对管子进行内壁与外壁的防腐处理。向河中下管时，于管下垫方木，且用绞车通过绳子系住管子，通过浮船牵动使管子缓缓滑向河中。
水下沟槽开挖按照测量好的管道在河底铺筑位置，于河两岸设置岸标，以此确定沟槽开挖方向。对于通航的河流，可采用挖泥船、吸泥泵开挖沟槽，挖泥船上装置抓头挖泥机，高压水枪、螺旋输泥机及泥浆泵等不同的挖泥设施。若河岸具备较宽空地，可采用索铲挖泥装置。对于松散土质的河底，则可采用水力冲射法挖泥开挖沟槽。沟槽开挖到一定长度后，须打管子定位桩。定位桩位于水流下游的沟槽一侧，与管壁紧贴。使用经纬仪于岸上对准水中测干位置。再将长为2m、直径为0.15m的木桩插入套管中，打入河底，在河底上留出桩高约1m。
浮运与沉管当河面狭窄时，可于放管对岸使用绞车或拖拉机用钢丝绳将管拖运至水面，安放绞车对面河岸使用绳索校正管子于河中的下管位置；当河岸无足够场地作垂直排列管子时，亦可沿河岸平行排管，采用浮筒法浮运管子。管子于河岸上接口之后，在两端要安装法兰堵板，一端堵板上安装附阀门的排气管，另一端安装附阀门的进水管。沉管时可先向管内充水并予排气。管子沉下接近沟槽时，潜水员可由定位桩控制下管位置。
管道接口一般采用伸缩法兰接口。潜水员于水下使用水枪进行回填。为防管道损坏，管顶以上填一层土，再填一层块石予以保护，块石上再填砂土。沉管施工应严格把好管顶回填土一关，力求恢复河床断面要求。
管道穿越河流一般选择在水流平缓、河床平直、地质稳定、两岸有一定施工场地的地点。管道穿越河流时，如果管道裸敷在水下河床上，由于水流冲击、河床冲刷、冰凌和河道变迁的影响而容易遭到破坏，在通航的河道还可能遭受船锚等机械损伤。如果管道在水下悬浮或局部悬空，水流不仅冲击管道，还会因水流绕过管道而产生交变涡流，以一定周期的脉冲压力作用在管道上，使管道在交变应力作用下产生振动和疲劳损坏。因此，管道通过河流必须防止水流引起的损害。
2河面修建架空管
跨越河道的架空管道常采用钢管，有时亦可采用铸铁管或预应力钢筋混凝土管。管距较长时，应设置伸缩节，于管线高处设自动排气阀；为了防止冰冻与震害，管道应采取保温措施，设置抗震柔口；在管道转弯等应力集中处应设置镇墩。
管道附设于桥梁上，管道跨河应尽量利用原建或拟建的桥梁铺设。可采用吊环法、托架法、桥台法或管沟法架设。
支柱式架空管，设置管道支柱时，应事前征得有关航运部门、航道管理部门及农田水利规划部门的同意，并协商确定管底标高、支柱断面、支柱跨距等。管道宜选择于河宽较窄，两岸地质条件较好的老土地段。支柱可采用钢筋混凝土桩架式，或预制支柱。连接架空管和地下管之间的桥台部位，通常采用S弯部件，弯曲曲率为45°～90°。若地质条件较差时，可于地下管道与弯头连接处安装波形伸缩节，以适应管道不均匀沉陷的需要。若处强震区地段，可在该处加设抗震柔口，以适应地震波引起管道沿轴向波动变形的需要。
桁架式架空管，可避免水下操作，但应具备良好的吊装设施。施工地段应具有良好的地质条件及稳定的地形。修筑时，可于两岸先装置桁架，再由桁架支承管道过河。
斜拉索架空管作为一种新型的过河方式，斜拉索架空管是采用高强度钢索或粗钢筋及钢管本身作为承重构件，可节省钢材。采用河两岸的塔架进行施工安装。
拱管过河是利用钢管自身供作支承结构，起到了一管两用的作用。由于拱是受力结构，钢材强度较大，加上管壁较薄，造价经济，因此用于跨度较大河流尤为适宜。