水下安裝水下拆除施工單位水下建筑物施工安裝的新方法.doc

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水下安裝,水下拆除施工單位水下建筑物施工安裝的新方法 編輯人：陶曉斌 編輯聯(lián)系：I39 2I8 I4666 供水泵站水下建筑物施工安裝的新方法要主要介紹在水源供水工程中通過采用射流泵水下開挖下沉泵井、利用水上施工平臺來制作浮運安裝取水頭部以及應用水下頂管新工藝進行自流管安裝施工的成功實踐經(jīng)驗。水下安裝,水下拆除施工單位廠家公司關鍵詞射流泵 水上預制平臺 水下頂管 1 工程概述 廣西北海廉州10萬m3/d凈化廠供水泵站位于廣西合浦縣廉州鎮(zhèn)南流江段左岸防洪堤內(nèi)該供水泵站工程主要包括取水泵房、取水頭部、自流管、設備安裝等項目。取水泵房結構為一矩形鋼筋混凝土沉井形式其平面尺寸為18.5m14.6m長寬設計由原地面標高開挖下沉至13m取水頭部為鋼筋混凝土箱體結構砼體積60.05m3自重約150t自流管為兩條平行鋼質(zhì)取水管D102010mm長度為泵井至取水頭部水平距離約60m。施工現(xiàn)場位于密集的居民生活區(qū)地質(zhì)結構為細砂地下水豐富、水位較高與南流江貫通施工條件相對較差。 2 泵房沉井開挖下沉技術措施 長18.5m、寬14.6m、高13m的鋼筋混凝土結構的重力式沉井在原地面標高分兩次現(xiàn)澆制作好后經(jīng)過在井內(nèi)開挖下沉到設計高程其施工難度主要是現(xiàn)場地下水位較高地面以下約2m左右井內(nèi)開挖為粉細沙地質(zhì)沙質(zhì)含泥量小而凝聚力低和滲透性強。在初試排干水開挖下沉中頻頻出現(xiàn)大量沙質(zhì)由井外涌入井內(nèi)的“反砂”現(xiàn)象導致泵井周邊砼路面沉陷開裂當?shù)鼐用褚驌鷳n泵井開挖下沉危及附近樓房的安全而干擾造成數(shù)次停工。為確保泵井開挖下沉的順利進行避免泵井開挖下沉施工時發(fā)生“反砂”現(xiàn)象而導致沉井周邊地基下沉影響當?shù)鼐用窈蜆欠堪踩?jīng)過分析和討論決定 2 采用射流泵水下吸排開挖下沉的工藝進行施工。施工時在井內(nèi)設置一臺75千瓦射流泵口徑為254mm潛水員手持水槍在水下噴射較為固結的砂土層使之松動以配合進行水下吸排開挖同時在外江用水泵注入與射流泵大概排出等量的河水并保持井內(nèi)水位高于地下水位13m以上排除了在井內(nèi)水下吸排時因井內(nèi)負壓而出現(xiàn)“反砂”現(xiàn)象保證了井外周圍地基及樓房的安全。射流泵在水下吸排泥砂開挖的高度揚程達18m以上每小時吸排砂礫量平均達20m3效率較高。在施工中為使泵井均勻下沉要注意分層吸排每層宜5080c同時要按照先周圍后中間的順序進行作業(yè)從而保證了泵井下沉的垂直度和位移均在設計允許偏差內(nèi)。使用吸排開挖的射流泵的工作原理如圖1。 圖1 3 取水頭部的預制安裝方法 取水頭部為設計于泵房側(cè)面與南流江深水處水面以下的鋼筋混凝土建筑物其設計尺寸為15.8m4.5m4.8m長寬高壁厚0.3m的矩形箱體結構與泵房水平距為60m如圖2。 供水管供水彎頭噴槍吸管混合室壓縮管喉管擴散管排管 3 粉細砂質(zhì)土防洪堤南流江常水位線D102010自流管供水泵井砼路面隔墻 圖2 由于在泵房側(cè)面的南流江下游已修筑有一攔河閘壩大型浮吊船無法從沿海直接進入南流江因而自重約150t的鋼筋混凝土取水頭部無法在現(xiàn)場岸邊臨時預制場進行預制后用大型浮吊船直接將取水頭吊下安裝的傳統(tǒng)工藝進行施工。根據(jù)沿海大型深水碼頭用沿岸船塢預制大型鋼筋混凝沉箱并用浮運注水下沉安裝碼頭泊位的原理采用4艘疏浚工程補助用的20t小方駁用槽鋼拼裝為一整體施工平臺。在22m長度內(nèi)平均每邊安放3臺同步卷揚機卷揚機鋼絲繩穿過兩道滑輪滑輪一只固定在工作船弦另一只固定在自制浮箱側(cè)面自制浮箱用3mm鋼板焊接而成尺寸為17m5m1.25m。施工平臺用錨纜與岸上拉緊并泊于水位較深的岸邊然后開始立模預制取水頭部主體構件在澆筑砼過程中要注意保持構件和平臺的平衡。取水頭部蓋板則在岸上分塊預制待取水頭部主體澆筑完定位沉放后再予以吊放。該箱形的鋼筋混凝土取水頭部在水上施工平臺完成制作后再用3mm厚鋼板鋼板內(nèi)用角鋼做成加強骨架將取水頭部的頂面和側(cè)面預留的取水管孔和進水窗臨時封閉該箱形取水頭部即為一個浮力大于其自身重力的浮體在安裝時 4 即將該浮體取水頭部浮運至已進行清淤、拋石、夯實和整平的取頭部基床的水面上就位然后采用注水法使取水頭部箱體逐步均勻下沉至設計基床上。江蘇錦峰水下技術工程有限公司 4 水下預管安裝工藝 1由泵井底部向外江深水處的取水頭部安裝兩條約60m平行的鋼質(zhì)取水管D102010mm必須穿越防洪堤和覆蓋約11m水深約9m的粉細沙不良地質(zhì)由于這種沙質(zhì)凝聚力低滲漏大在井內(nèi)開挖因負壓出現(xiàn)嚴重的“反砂”現(xiàn)象而無法采用一般人工開挖頂管法進到施工安裝。如用明槽開挖法安裝時由于開挖邊坡塌方嚴重除開挖與回填工程量很大外防洪堤以及附近房屋和道路的安全均受到嚴重危害并且難于承擔拆遷和補償建房的高額預算外的開支此為該項目工程最大的難度與風險。 2為突破由泵井底部向外江取水頭部安裝兩條鋼質(zhì)自流取水管根據(jù)水力學中的水壓差的產(chǎn)生與壓力平衡的理論與國內(nèi)外水下頂管的高新技術我們自行設計了“沙水進出平衡法”的水下頂管裝置見圖3。其原理 觀察窗隔 板頂進方向頂 鐵泵井外壁前 倉后 倉照明燈排沙閘閥α水下砂粉質(zhì)土 圖3 “沙水進出平衡法”水下頂管裝置示意圖 為由泵井往河向頂出的鋼質(zhì)取水管前端設置一段控制砂土水混合物的進 5 出平衡裝置該裝置主要在該管段中設置一抗壓強度較高的鋼制隔板將管段分為前倉和后倉兩部份。前倉為頂進的挖掘面后倉為頂管操作人員進入作業(yè)的無水區(qū)在前倉與后倉的隔板間設置一個直徑為120mm砂水排出閘閥。項目經(jīng)理：陶曉斌 當?shù)谝粋€頂程約0.6m進行頂進后前倉即充滿砂土水混合物由于前倉與后倉存在水中壓力差的條件當打開砂水排出閘閥時前倉挖掘面的沙性土便以砂土水混合物排出后倉直至沉井集水池使前倉阻力大大減小而為管道頂進一個頂程創(chuàng)造機會與環(huán)境后倉的長度隨著管道不斷頂進面而逐步焊接頂進而加長直到完成全程頂進為止。前倉的長度L是根據(jù)管內(nèi)挖掘面沙性土的內(nèi)摩擦角的大小來計算管內(nèi)挖掘面的穩(wěn)定條件即LD/tga。式中L—前倉長度mD—頂進管道直徑ma—砂性土的內(nèi)摩擦角如無實驗參數(shù)可查表確定。 3水下頂管操作 先用抽水機充水令井內(nèi)水位與外江水位持平后由潛水員潛入井底水下將兩塊井壁取水管預留孔臨時密封鋼板法蘭拆卸除以泵房的隔墻作頂力靠背將液壓頂管機安裝于泵房隔墻側(cè)面啟動頂機將上述“砂水進出平衡法”水下頂管裝置的前倉頂出井壁外用抽水機將泵井內(nèi)的水抽干然后按如下操作程序進行頂管作業(yè)①頂管作業(yè)人員進入水下頂管裝置的后倉前倉已頂出井壁外并充滿砂土水混合物打開后倉的排砂閘閥由于水壓差的作用前倉的砂土水混合物通過排砂管排出至泵井底部的集水坑集水坑的砂泵即將之排出井外如遇前倉地質(zhì)為膠結砂礫或粘土層可用高壓水槍沖射使之松散排出操作人員通過后倉觀察前倉砂土排空情況及時關閉排砂閘閥防止前倉管端外出現(xiàn)塌方。②開動在泵井底部的液壓頂機將管道頂進一個頂程約0.6m。③在泵井底用儀器測量已頂進管段的偏位情況如發(fā) 6 現(xiàn)偏位時即在下一頂程采用偏心頂力糾偏法進到糾偏作業(yè)。④繼續(xù)焊接加長23m取水鋼管并重復上述①③頂進操作程序直至所頂管道完全穿透砂土層。 4當上述水下頂管頂進約40m時已完全穿透砂土層此時管端至吸水頭部之間20m管道的安裝則由潛水員經(jīng)過水下切割、水下焊接和鋼筋混凝土包箍等作業(yè)完成了管端至取水頭部之間的連接。至此整個自流管的水下安裝即告完成。經(jīng)壓力檢測達到設計和使用要求。 5 結束語 通過采用射流泵進行水下開挖可防止“反砂”確保安全和提高效率因地制宜地利用水上施工平臺來制作、浮運、安裝重型建筑物可達到“四兩撥千斤”的效果而水下頂管的成功實踐不僅化解了水下管道安裝的風險與難題而且避免了高額的預算外開支并為我處首次應用水下頂管新技術取得優(yōu)質(zhì)、高效、安全施工的新突破 施工方案及主要技術措施 第一節(jié) 管線工程測量 一、施工準備 1、主要測量設備： 經(jīng)緯儀、水準儀 2、輔助工具和材料 工具及材料：水準尺、鋼尺、盒尺、大錘、水泥釘、小釘、木樁、白灰、混凝土標樁、標志牌、紅漆等。 3、經(jīng)緯儀、水準儀、鋼尺等必須經(jīng)有資質(zhì)的計量檢測部門檢定合格并在有效期內(nèi)。 二、作業(yè)條件 1、給定的測量平面控制點不得少于三個，高程控制點不得少于兩個。 2、具有施工設計圖紙及與測量有關的設計變更。 3、施工測量人員應具有職業(yè)資格證書，持證上崗。 4、已核對新建管線與現(xiàn)狀管線平面位置和高程與設計相符。 三、技術準備 1、熟悉設計文件，明確設計意圖及要求。 2、進行現(xiàn)場踏勘，了解作業(yè)現(xiàn)場情況。 3、依據(jù)建設單位提交的各種平面、高程控制點資料，制定具體工程測量技術方案，并經(jīng)審批。 4、依據(jù)設計圖提供的定線條件、結合工程施工的需要，做好測量所需各項數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)搜集、計算、復核工作。 四、操作工藝 1、工藝流程 測量樁位交接→樁位復測→控制網(wǎng)測設→管線開挖測量→管線基礎測量→管線安裝測量→回填過程測量→竣工測量。 2、操作方法 1）測量樁位交接：測量樁位交接由建設單位主持，在現(xiàn)場由勘測單位向施工單位進行交樁，施工單位由測量主管人員負責接樁，依照資料在現(xiàn)場指認移交； 交接樁時，各樁位應完整穩(wěn)固，交接樁測量資料必須齊全，現(xiàn)場標樁應與書面資料相吻合；如與相鄰施工段相接時，應在相鄰施工段多交接一個平面控制點和一個高程控制點；接樁后應做好護樁工作，同時做好標識，以便于尋找。 2）樁位復測：接樁后，應立即組織測量人員進行內(nèi)業(yè)校核及外業(yè)復測，平面控制點復測采用附合導線測量方法進行，高程控制點復測采用附合水準點測量或三角高程測量方法進行，復測的技術要求不應低于原來控制樁的測量精度等級；如發(fā)現(xiàn)問題，應及時與業(yè)主及交樁單位研究解決；復測合格后，及時向監(jiān)理工程師或業(yè)主提交復測報告，以使復測成果得到確認后使用。 3）控制網(wǎng)測設 （1）控制網(wǎng)布設形式 平面控制網(wǎng)布設形式：管線工程平面控制測量方法采用附合導線方法。 高程控制網(wǎng)布設形式：高程控制測量宜采用附合水準測量方法，高程控制點每100米左右布設一點，施工期間應定期復測。 （2）控制網(wǎng)測量 選點、埋樁：加密控制點應選在距溝槽邊20-50米，點位應通視良好、便于施測和長期保存，控制點應埋設混凝土樁或現(xiàn)澆混凝土，中心預埋Φ0鋼筋作為中心點（鋼筋中設十字中心線），如控制點在現(xiàn)況瀝青混凝土路面上也可直接釘水泥釘作為點位。 外業(yè)觀測：控制網(wǎng)測設應符合國家控制測量相應等級及相關技術要求。 內(nèi)業(yè)計算：計算所用全部外業(yè)資料與起算數(shù)據(jù)，應經(jīng)兩人獨立校核，確認無誤后方可使用。 各級控制點的計算，可根據(jù)需要采用嚴密平差法或近似平差方法。 平差時，使用程序必須可靠，對輸入數(shù)據(jù)進行校對，輸出數(shù)據(jù)應滿足相應精度要求。 4）管線開挖測量 （1）開挖前測量：溝槽開挖前根據(jù)設計圖紙及施工方案進行中線定位，采用極坐標方法測放管線中線樁時，應在起點、終點、平面折點、豎向折點及直線段的控制點等位置測設中心樁。 管線中線樁每10米一點，樁頂釘中心釘，并應在溝槽上口標注開挖位置線，可用現(xiàn)場撒白灰線進行標注，然后在上口線外側(cè)對稱釘設一對高程樁，每對高程樁釘一對等高的高程釘。高程樁的縱向間距宜為10米。 （2）開挖過程測量：開挖過程中，測量人員必須對中線高程、坡度、溝槽工作面寬度等進行檢測，并在人工清底前測放高程控制樁。 （3）人工清底后測量：溝槽清底后，采用極坐標方法或依據(jù)定位控制樁采用經(jīng)緯儀投點法向槽底投測管線中線控制樁；采用水準測量或鋼尺懸吊法將地面高程引測至溝槽底。 （4）井室開挖測量：井室開挖在穩(wěn)管后進行開挖，與接口工作坑開挖同時進行，根據(jù)井室樁號坐標及控制點坐標采用極坐標方測放結構中心位置，依設計或相應圖集測放結構開挖上口線及開挖高程控制樁，同時進行定樁。 （5）管線基礎測量：根據(jù)清底后管線中線樁及設計基礎寬度測放管線基礎結構寬度，同時測放管線基礎高程控制樁。管線基礎施工后復測基礎中線偏差、寬度及高程。 （6）管道安裝測量：管道基礎施工后恢復中線，根據(jù)不同管線結構形式及附屬施分別進行安裝放線。 （7）回填過程測量：根據(jù)設計要求或規(guī)范規(guī)定測放回填土不同區(qū)域及分層高程控制樁，標出每層回填土壓實厚度。 5）竣工測量 竣工測量應由建設單位委托，由具有相應資質(zhì)等級的測繪單位進行測量?？⒐y量完成后，由承接竣工測量的單位編制“建設工程竣工測成果報告書”，由建設單位留存并報送規(guī)劃部門。 五.應注意的問題 1.必須堅持測量復核制度，測量復核后方可施工。 2.內(nèi)業(yè)計算必須由兩人獨立計算、互相復核。 3.永久施工控制點，必須埋設在施工變形區(qū)以外。 4.在陽光下測量時，儀器應在測傘下支設，防止因腳架受熱不均而使儀器偏移，造成測量不準。 第一節(jié) 管道基槽挖土施工 一．施工準備 1.機械：推土機、挖土機、裝載機、自缷汽車、機動翻斗車等 2.機具：手推車、鐵鍬、鐵鎬、鋼卷尺、梯子、坡度尺、小線等。 二．作業(yè)條件 1.土方開挖前，根據(jù)設計圖紙和施工方案的要求，將施工區(qū)域內(nèi)的地下、地上障礙物消除完畢。 2.各種現(xiàn)狀管線已改移或加固，對暫末處理的地下管線及危險地段，做好明顯標志。 3.施工區(qū)域內(nèi)供水、供電、臨時設施滿足土方開挖要求，道路平整暢通。 4.做好土方開挖機械、運輸車輛及各種輔助設備的維修檢查和進場工作。 三．技術準備 1.開挖前認真審核設計圖紙和說明，已做好圖紙會審和施工組織設計，確定 開挖斷面和堆土位置，并經(jīng)有關部門批準。 2.對有關人員做好書面技術交底工作，并已簽認。 3.對接入原有管線和平面位置和高程進行核對，并辦理手續(xù)。 4.已做好施工管線高程、中線及永久水準點的測量復核工作。 5.已測放溝槽開挖邊線、堆土界線，并用白灰標識。 四．施工工藝 1.工藝流程 溝槽開挖→邊坡修整→人工清底。 2.操作方法 1）機械開挖：挖土前先驗線并取得甲方的認可。挖土采用兩臺反鏟液壓挖掘機，開挖時，應合理確定開挖順序、開挖深度，然后分段開挖。開挖前，應向機械司機詳細交底，其內(nèi)容包括挖槽斷面、堆土位置、現(xiàn)有地下構筑物情況和施工要求等，由專人指揮，并配備一定的測量人員隨時進行測量，防止超挖或欠挖。挖土機沿挖方邊坡移動時，機械距過坡上緣的寬度一般不得小于基坑深度的1/2，土質(zhì)較差時，挖土機必須在滑動面以外移動。 開挖基坑的土方，在場地有條件堆放時，一定留足回填需要的好土，多余土方應一次運走，避免二次挖運。 2）人工開挖：基底2Ocm土采用人工清理。挖土放坡系數(shù)1:0.3，工作面每邊5Ocm。施工中據(jù)土質(zhì)情況采取邊坡支撐加固措施。 3）邊坡修整：開挖各種基坑，如不能放坡時，應先沿白灰線切出輪廓線。開挖放坡基坑時，應分層按坡度要求做出坡度線，每隔3m左右作出一條，進行修坡，機械開挖時，隨開挖隨進行人工修坡。 4）人工清底：人工清底按照設計圖紙和測量的中線、邊線進行。嚴格按標高拉線清底找平，不得破壞原狀土，確保基槽尺寸、標高符合設計要求，機械開挖配合人工進行清底。 5）過路管道采取半面施工、半面通行的方式，如必須挖通，需搭設臨時便橋，確保行車安全，具體方案和甲方協(xié)商確定。 6）挖土過程中余土運至甲方指定地點，留土也要放在槽邊1.5m以外，并要考慮下管方便，即放管一側(cè)少堆土。挖土方向由一端向前推進，隨挖隨抄平和修整邊坡。土方挖完及時做防護欄桿、夜晚設紅色指示燈。 五．注意事項 1）溝槽土方用機械開挖時，保留20厘米土應用人工清槽，不得超挖。 2）地基土壤如受擾動，其深度在15厘米以內(nèi)可用原土回填夯實；在15厘米以上可夯填石灰土、大卵石、碎石或毛石，并用小礫石填充上部空隙，表面找平。 3）如管道設時到洼地或基礎下為非原狀上層，需進行地基處理，挖去表面雜土至原狀上層，超挖部分用2：8灰土回填至基礎底，夯實度達到規(guī)范要求。 4）開槽達到設計高程后，應會同有關方面驗槽。 第一節(jié) 管道工程施工 一．施工準備 1.材料： 1）鋼筋混凝土管：管材混凝土強度等級不得低于設計要求，管道抗?jié)B性能檢驗壓力試驗合格，抗裂性能達到抗裂壓力指標要求。 2）承口和插口工作面光潔平整，局部不平整用尺量不超過2mm，不應有蜂窩、灰渣、刻痕和脫皮現(xiàn)象，鋼筋保護層厚度不得超過內(nèi)臺高度。 3）管體內(nèi)外表面應無漏筋、空鼓、裂紋、碰傷等缺陷，管體外應有標記，應有出廠合格證，注明管材型號、出廠水壓試驗的結果、制造及出廠日期、廠質(zhì)檢部門簽章。 4）接口膠圈：密封膠圈使用前必須逐個檢查，不得的割裂、破損、氣泡等缺陷，其硬度、壓縮率、抗拉力、幾何尺寸等均應符合有關規(guī)范及設計要求。 5）密封膠圈應有出廠檢驗質(zhì)量合格的檢驗報告。 6）水泥、砂等均應符合有關的規(guī)范要求。 2．機具：選擇適宜的汽車吊、振動夯、倒鏈、手動葫蘆、千斤頂?shù)取? 二．作業(yè)條件 1.地下管線和其他設施已探明，地上、地下加固措施已完成，施工期交通疏導方案經(jīng)主管部門批準。 2.現(xiàn)場三通一平已完成。 3.施工技術方案已辦理審批手續(xù)。 三．技術準備 1．施工前做好圖紙的會審，編制施工組織設計及做好技術交底。 2.施工前對現(xiàn)況管線構筑物的平面位置和高程與施工管線的關系，經(jīng)核實后，將了解和掌握的情況標注在圖紙上。 3.完成施工交接樁、復測工作，并進行護樁及加密樁點布置。 4.管節(jié)的水壓試驗、砂漿配合比、回填土的最佳密實度試驗已完成。 四．操作工藝 1.工藝流程 測量放線→開槽、驗槽→管道基礎→下管、穩(wěn)管→挖接頭工作坑→對口→閉 水試驗→回填土。 2.操作方法 1）測量放線及開槽見上節(jié)內(nèi)容。 驗槽：基底標高、坡度、寬度、軸線位置、基底土質(zhì)應符合設計要求。