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【摘 要】本文着重介绍上海长兴岛青草沙水库由我部实施的光缆登陆工程。由于该水库堤坝内侧为青草沙水库,外侧则是长江入海口,大坝外侧护坡和水下基础长达到200多米,采用传统的登陆方法无法满足登陆要求,故本工程突破了以往的海缆登陆大堤常用爬坡、混凝土包封固定等传统常规的方法,而是选取创新的微控定向技术,从坝顶向下小角度钻进,完全穿越大坝基础后再从大坝外侧水域出土。此项趋利避害、因地制宜的施工技术,不仅能够最大限度的保证了水库的坝体安全,同时也保证了海光缆的登陆与维护安全。
【关键词】水库堤坝 海光缆登陆 微控定向 非开挖
一、引言
由中国人民解放军91668部队负责维护管理的长兴岛--崇明岛过江光缆,建成于1998年4月,全长10.6公里。上海市青草沙水源地原水工程于2006年9月开工建设,该工程在位于长江口南支航道的北港江心,通过建设标高8.5米、总长43公里的大堤,圈围成60平方公里的水面,从而形成我国目前最大的江心水库。因其庞大的体积,又处于扇形开阔的长江入海口,其工程本身就具有很大的建设难点,专家认为,在如此复杂的江海河口建设如此的江心水库,“难度堪比三峡(水库)”。
由于在新建青草沙水库大堤时,特别是大堤新建的防渗墙要求在吴淞标高-30米,此将影响到我部海缆的安全。为了配合全国最大的江心水库工程—青草沙原水工程的建设,经专家组研究讨论决定,我部海缆拟先采用临时铁塔架空通过水库,待青草沙水库大堤建设完工后,把架空光缆收回,然后在水库外侧的大堤上登陆。
二、概况
在地理地质上,青草沙水库位于长兴岛的西北方,是长江口的一个冲积沙洲。青草沙水库又是上海“十一五” 计划确定的重大工程,2011年6月,青草沙水源地原水工程全面建成通水,供水规模占上海全市原水供应总规模的50%以上,受水水厂16座,受益人口超过1100万人。该工程的建成和投入运行,改写了上海市饮用水主要依靠黄浦江水源的历史。
长兴岛青草沙水域作为上海重要的原水供应基地之一,因而,在此实施的任何项目都必须考虑到水库大堤的绝对安全尤为重要。我部由崇明至长兴岛的海光缆线路,将在该水库大堤上登陆,双双安全问题不容忽视。为确保海光缆安全以及新建水库大堤的绝对安全,经过多次现场勘查及论证,决定与上海海呤通信工程有限公司联手,采用微控定向技术穿越大堤登陆。
三、微控定向钻进穿越堤坝的施工方法
本工程的施工主要由上海海呤通信工程有限公司组织实施,登陆段先采用非开挖穿越大堤基础,再继续钻进至坝体外侧660米水域处出土,然后进行敷管,从管内牵引光缆登陆水库大堤,具体施工分三个步骤进行:
(一)非开挖钻进
1.首先在水库大堤上选择适合的地形位置,进行钻机的安装、调试和场地平整以及配套附属设备的就位。
2.设置微控定向钻进的深度与角度等有关数据,做出钻进的路径规划,本工程的钻进深度是-10.5 M,穿越距离660 M;
3.导向孔钻进的操控和监测;
4.泥浆的配制、灌注,使钻孔反扩成孔。
(二)回拖敷管
1.在钻机的出土口开挖一个土坑,上宽40M、下宽20M、深3M;
2.潜水员下潜至土坑,探摸出土的钻杆,递交施工船上;
3.施工船将钻杆装上扩孔钻头,钻头的另一端与Φ159×8mm的钢管联接,并拖至出土口的位置。
4.回拖钢管的安装、组焊,每根钢管长度为9M,在船上边焊接边回拖,直到钻机处。
5.钢管内预留牵引钢缆一根,以备牵引光缆。
(三)牵引光缆登陆
1.施工船上的登陆光缆与钢管内预留钢缆连接。
2.堤上開始收绞牵引钢缆。
3.船上配合放出光缆,直到光缆登上大堤并留有足够长度,以便与陆上线路连接。至此,完成基本施工任务。
四、效益的分析评估
(一)对于重要的堤坝,必须考虑并保证大堤的绝对安全,不允许对坝体结构有任何的开挖或损伤,如果按常规的海缆跨越堤坝的施工方法,将对大堤安全留下隐患,而我部选用的非开挖深埋穿越施工方法,从大坝基础下部至外侧水域,既保证了对大坝的安全,也有效的保护了海光缆的安全,做到了趋利避害、两全齐美。
(二)非开挖深埋穿越施工方法不仅可应用于穿越堤坝的施工作业,还可广泛应用于特殊地段的海光缆登陆,例如近岸、滩地为岩石的登陆点,可免除进行水下爆破或混凝土加固等费时耗材全不安全因素,同时对于浅水区的海光缆埋设,能起到有效保护海光缆和避让固定设施的功能,同时还可简化施工工艺与大大节约投资成本等优越性。
(三)微控定向海光缆深埋技术,施工方法简便、投资相对低廉,但效益明显,对登陆段海缆的保护是绝对的安全可靠,可以说是“一劳永逸”,不再需要安排专门船只或专人进行日常维护管理。
(四)本工程的施工方法尤其对于提高沿海城市岸线的利用率意义深远。目前,大陆架的围垦基线已达到-4米,大堤筑坝的水下基础通常向外海延伸150米--200米,此对新建或已建海光缆的登陆、保护难度更大,采用传统的施工方法在大堤上浅表开挖、爬坡或其它方法登陆已不可能,也不允许,唯有选用非开挖定向深埋穿越,利用堤坝有利地形位置,穿越堤坝下部基础向海域外延伸至200米以上出土,方可对海缆和大堤提供可靠的安全保障。
【关键词】水库堤坝 海光缆登陆 微控定向 非开挖
一、引言
由中国人民解放军91668部队负责维护管理的长兴岛--崇明岛过江光缆,建成于1998年4月,全长10.6公里。上海市青草沙水源地原水工程于2006年9月开工建设,该工程在位于长江口南支航道的北港江心,通过建设标高8.5米、总长43公里的大堤,圈围成60平方公里的水面,从而形成我国目前最大的江心水库。因其庞大的体积,又处于扇形开阔的长江入海口,其工程本身就具有很大的建设难点,专家认为,在如此复杂的江海河口建设如此的江心水库,“难度堪比三峡(水库)”。
由于在新建青草沙水库大堤时,特别是大堤新建的防渗墙要求在吴淞标高-30米,此将影响到我部海缆的安全。为了配合全国最大的江心水库工程—青草沙原水工程的建设,经专家组研究讨论决定,我部海缆拟先采用临时铁塔架空通过水库,待青草沙水库大堤建设完工后,把架空光缆收回,然后在水库外侧的大堤上登陆。
二、概况
在地理地质上,青草沙水库位于长兴岛的西北方,是长江口的一个冲积沙洲。青草沙水库又是上海“十一五” 计划确定的重大工程,2011年6月,青草沙水源地原水工程全面建成通水,供水规模占上海全市原水供应总规模的50%以上,受水水厂16座,受益人口超过1100万人。该工程的建成和投入运行,改写了上海市饮用水主要依靠黄浦江水源的历史。
长兴岛青草沙水域作为上海重要的原水供应基地之一,因而,在此实施的任何项目都必须考虑到水库大堤的绝对安全尤为重要。我部由崇明至长兴岛的海光缆线路,将在该水库大堤上登陆,双双安全问题不容忽视。为确保海光缆安全以及新建水库大堤的绝对安全,经过多次现场勘查及论证,决定与上海海呤通信工程有限公司联手,采用微控定向技术穿越大堤登陆。
三、微控定向钻进穿越堤坝的施工方法
本工程的施工主要由上海海呤通信工程有限公司组织实施,登陆段先采用非开挖穿越大堤基础,再继续钻进至坝体外侧660米水域处出土,然后进行敷管,从管内牵引光缆登陆水库大堤,具体施工分三个步骤进行:
(一)非开挖钻进
1.首先在水库大堤上选择适合的地形位置,进行钻机的安装、调试和场地平整以及配套附属设备的就位。
2.设置微控定向钻进的深度与角度等有关数据,做出钻进的路径规划,本工程的钻进深度是-10.5 M,穿越距离660 M;
3.导向孔钻进的操控和监测;
4.泥浆的配制、灌注,使钻孔反扩成孔。
(二)回拖敷管
1.在钻机的出土口开挖一个土坑,上宽40M、下宽20M、深3M;
2.潜水员下潜至土坑,探摸出土的钻杆,递交施工船上;
3.施工船将钻杆装上扩孔钻头,钻头的另一端与Φ159×8mm的钢管联接,并拖至出土口的位置。
4.回拖钢管的安装、组焊,每根钢管长度为9M,在船上边焊接边回拖,直到钻机处。
5.钢管内预留牵引钢缆一根,以备牵引光缆。
(三)牵引光缆登陆
1.施工船上的登陆光缆与钢管内预留钢缆连接。
2.堤上開始收绞牵引钢缆。
3.船上配合放出光缆,直到光缆登上大堤并留有足够长度,以便与陆上线路连接。至此,完成基本施工任务。
四、效益的分析评估
(一)对于重要的堤坝,必须考虑并保证大堤的绝对安全,不允许对坝体结构有任何的开挖或损伤,如果按常规的海缆跨越堤坝的施工方法,将对大堤安全留下隐患,而我部选用的非开挖深埋穿越施工方法,从大坝基础下部至外侧水域,既保证了对大坝的安全,也有效的保护了海光缆的安全,做到了趋利避害、两全齐美。
(二)非开挖深埋穿越施工方法不仅可应用于穿越堤坝的施工作业,还可广泛应用于特殊地段的海光缆登陆,例如近岸、滩地为岩石的登陆点,可免除进行水下爆破或混凝土加固等费时耗材全不安全因素,同时对于浅水区的海光缆埋设,能起到有效保护海光缆和避让固定设施的功能,同时还可简化施工工艺与大大节约投资成本等优越性。
(三)微控定向海光缆深埋技术,施工方法简便、投资相对低廉,但效益明显,对登陆段海缆的保护是绝对的安全可靠,可以说是“一劳永逸”,不再需要安排专门船只或专人进行日常维护管理。
(四)本工程的施工方法尤其对于提高沿海城市岸线的利用率意义深远。目前,大陆架的围垦基线已达到-4米,大堤筑坝的水下基础通常向外海延伸150米--200米,此对新建或已建海光缆的登陆、保护难度更大,采用传统的施工方法在大堤上浅表开挖、爬坡或其它方法登陆已不可能,也不允许,唯有选用非开挖定向深埋穿越,利用堤坝有利地形位置,穿越堤坝下部基础向海域外延伸至200米以上出土,方可对海缆和大堤提供可靠的安全保障。