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某自来水厂取水头部及自流管工程施工技术浅析

陈磊
  
安家(建筑与工程)
2021年43期
中建安装集团有限公司 江苏省 南京市 210023

摘要:本工程地处拟建水厂厂区南侧,距离河堤最近约90米,距离长江水面约450米,取水头部深入江面内约100米。进场道路主要为江滩便道,施工用电现未接入,自来水无法接入,施工用水可用长江水,网络线及电话线可以接入租住活动房,无法引入施工现场。施工用钢结构材料将从岸侧施工便道陆运至施工区岸侧水边,起重船直接从岸侧吊运至施工现场直接施工。施工用工程船将从长江上游水路自航至施工区抛锚定位,施工时通过前后八字锚进行移位固定。

关键词:施工准备,施工工艺及流程,

前言

拟建项目取水头位于南京市某自来水厂一期建设工程项目南京市某镇王家村附近,临近长江,最高洪水位为 9.31m,最低水位 0.01m。输水管道主要沿大堤内侧取水泵房沉井向长江铺设,大堤外滩地形起伏较小, 自流管道由3根DN2600㎜平行敷设,单根顶管约481m,埋管及架管段55m。

一、施工准备

1.材料准备

提前列出材料清单及进场计划,取水头部施工图评审完毕后,提前联系好货源,保证按时足量进场,在工程正式施工前配合工程监理,做好原材料的见证取样及材料复检工作,坚决杜绝不合格材料进入施工现场。

2.机械准备

提前做好各种机械检修工作,列出详细的机械进场计划表,保证进场机械无问题。需要配置的机械、设备在开工三天前配置齐全,并收集好机械使用维修记录。施工船舶燃油通过中长燃水上流动加油船进行补给,船舶生活用水在始发码头将自来水加水至船舶生活储水舱,在施工期内可以满足船员生活。

3.技术准备

3.1.熟悉图纸及规范,编好施工方案并进行技术交底, 针对工程特点,考虑采用相应的技术措施,通过编制施工交底,将水上工程技术工作规范化、程序化,保证技术方案与技术措施的贯彻实施以有效地指导施工,组织项目部管理人员及施工队班组长认真学习《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001、《建筑桩基技术规范》 JGJ94-2008、《给水排水管道工程施工及验收规范》 GB50268-2008等文件,并将技术传达到每个施工作业人员。

3.2.及时做好水上施工方案的技术交底,保证技术方案与技术措施能有效地指导施工。

3.3.上道施工工序完成、放线完成,办好放线预检,并报验监理核查。

3.4.做好钢管和原材进场复试和见证取样登记。

3.5.原始资料调查分析:通过对施工期间的天气状况、施工现场周围建筑物情况,建筑市场供应状况等项调查,为施工平面布置和施工组织设计提出依据。

3.6.编制施工图预算:根据施工图纸、计算工程量,列出各施工阶段主要工种、劳动力、主要材料需用量及主要施工机械、台班需用量表,为编制工程进度计划提供依据。

3.7.编制专项施工方案:按设计要求,根据地质资料、工程特点,结合现场环境及本单位情况,采用行之有效的施工方案,科学、合理地编制施工组织设计,做到质量优、工期短、无重伤以上安全事故。

3.8.分别作好技术和安全交底工作:实行层层交底,分部分项交底工作,并作书面交底存档。

3.9.资料准备:遵照公司及住建委的有关规定,准备好各种技术资料、质量保证资料、施工管理资料和质量评定表。按施工进度情况及时填好各种评定表,施工中随时整理装订成册。

3.10.施工前对机械操作人员进行全面的安全技术交底;机械操作前对机械底座、钢丝绳及机械运转情况进行可靠的安全检查和试验,确保施工安全。

3.11.建立各道工序的自检、交接检和专职人员检查的“三检”制度,并有完整的检验资料。每道工序完成,应经监理单位检查验收合格后方可进行下道工序的施工。

4﹑物资准备

4.1根据施工进度计划安排好各种材料的进场时间,并确定仓库及堆放的面积和地点。

4.2定货源、找厂家、看质量、组织好货源,安排好运输车辆。

4.3对所需钢材、水泥、砂、石等原材料进行采购、检查、验收、入库。钢材、水泥应有产品合格证书和性能检验报告,材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

4.4材料进场后,取样员在监理单位见证人员的见证下,按规定对材料进行抽样检验,确保原材料质量符合相应标准的规定,不合格的材料不得在本工程使用。

4.5材料按施工总平面布置图安排的地点堆放,保证堆放整齐,施工现场道路通畅。

二、施工顺序:

水上基槽挖泥→水上施打D820㎜×16㎜钢管桩8根及取水头部D1020㎜×20㎜钢管桩18根→桩头处理→钢管桩清孔→管桩内安装钢筋笼并浇筑砼→钢夹箍或桩帽及横梁水下安装取水头结构安装→引水管拼装、水上定位、取水管水下沉放→管槽回填及抛石护面。

三、施工工艺流程

1.挖泥质量控制

因水下挖管槽水深在14米左右,水上挖掘机无法固定,只能使用水上定位抓斗式挖泥船进行水下基槽开挖。开挖前应由测量人员测定平面挖泥范围,并在陆域安插测量标杆,设基槽边线标志,根据设计基槽宽度,控制好船舶移位,抓斗开挖深度应根据设立的水尺及挖泥位置的挖泥泥面标高来控制,施工中尽量做到沿基槽自河心向岸连续开挖施工,避免漏挖、超挖或偏挖。

1.2基槽挖泥验收

基槽挖泥验收,按照交通部港口工程技术规范及有关质量检验评定标准进行。验收宜采用经纬仪控制平面,测量船用测深仪测深。亦可以采用经纬仪控制平面位置或GPS定位,由工程船用测绳测砣测深。经验收发现漏挖,及时移船进行补挖,以确保水下基槽及取水头基坑的开挖质量。

2.水上沉桩

2.1基线布置

根据业主及监理工程师提供的测量控制点坐标及水下取水管桩基桩位图,于岸边布置测量基线,测量基线经业主及监理工程师验收后,办理有关基线验收手续。在施工期内对测量基线予以保护及定期复核,以保证测量控制精度符合设计要求。

根据业主及监理工程师提供的水准点将高程引至湖堤外设点,经验收后,以此作为本工程水下施工高程控制依据。

2.2沉桩测量控制

采用前方交会法进行沉桩定位控制。配备2台测量仪进行桩位控制,其中使用1台全站仪进行桩位测量控制,1台经纬仪进行转角校核,1台水准仪进行高程校核。根据已布置于测量基线上的测站坐标值及设计桩位图,进行前方交会转角计算,并经校核,确认无误后,作为实施沉桩测量控制之依据。

2.3沉桩工程量

架管沉桩D820㎜×14㎜×12m钢管桩30根,取水头部D1020㎜×14㎜×12m钢管桩18根。

3.钢管桩清孔及浇筑砼

3.1钢管桩水上施打完毕后,潜水员水下按照设计标高用水下切割设备将钢管桩头部进行水下切割处理。

3.2管桩达到设计标高后,对桩位﹑垂直度和桩距情况进行全面检查合格后,采用水下高压水枪和水下专用泥浆泵循环清孔。直至满足孔深要求孔底基本无沉渣,泥浆只排出浊水而无泥浆废渣时,方可停止清孔,下导管及漏斗准备浇筑混凝土。

3.3水下混凝土灌注

3.3.1灌注前准备:当清孔的泥浆性能指标和沉渣厚度达到要求(泥浆相对密度为1.05~1.25,孔底沉渣厚度小于5cm),并经监理工程师检查合格后,即可进行水下混凝土灌注。水下混凝土灌注采用导管法灌注。导管采用内径φ260mm的刚性导管,在第一次使用前和使用一定时间后均按规范对其进行水密和承压试验,检查,防止胶垫老化,以保证导管接头良好、不漏气。

3.3.2 灌注方法:桩基混凝土采用商品砼,灌注首方混凝土时,导管下口离孔底20~40cm,当吊斗内的混凝土满足首批灌注导管埋深1m以上后,立刻进行剪球,开始灌注。灌注过程中,设专人测量孔深并记录,准确掌握混凝土面的上升高度,严格控制导管埋深在2~6m,并应做好砼的浇注记录。混凝土灌注应连续进行,并保证首批混凝土在初凝前完成。混凝土灌注高度宜高出设计顶标高时,拆去导管,清理桩顶泥浆及沉渣,并做好桩基检测工作。

3.3.3 混凝土浇筑时首批混凝土用量须由桩长计算定,根据V≥πD2(H+ h+0.5 t)/4+πd 2(0.5L-H-h)/4计算确定。

灌注过程中,应注意导管的埋深不低于2米,同时也不宜高于6米,砼塌落度控制在18-22厘米之间。灌注将结束时,由于导管内砼柱高减小,超压力降低,而导管外泥浆及含渣土稠度增加,比重增大,出现砼顶升困难时,采用小于30cm幅度上下串动导管,但不能横向摆动,确保灌注顺利进行。

3.3.4 灌注桩施工要求

灌注桩浇注混凝土前,应孔底清孔,孔底沉渣厚度不大于50mm。桩顶混凝土应高出设计标高,为保证桩顶标高不影响水下安装及时清除桩顶浮浆和松散层混凝土。

4.钢结构安装:

根据施工图纸设计要求水上浮吊船配合潜水员按序分类进行钢结构水下安装。

4.1管道制作工艺

由于长江属于通航水域,大型起重船舶及设备能够进入施工现场,水下安装起重设备不受地理限制,取水管道1666kg/m,取水管道长约50米(约84t);计划安排起重能力为120T固定扒杆船进场进行水上打桩及起重作业。 水下架管段与岸侧顶管段和取水头部处需要用半合钢套筒(哈夫节)连接。

4.2管道及金属设备焊接完成后需进行防腐处理,施工时严格遵守《给排水管道工程施工及验收规范》,防腐由厂家直接制作。

5.取水头部及引水管安装

在进行以上工作的同时,在施工现场岸侧将取水头部构件及引水管制作加工好,后将其构件运至江边,起重工程船与潜水员相互配合,先将取水头部分片进行水下安装固定,取水管在岸侧制作好后浮运至施工水域再用起重工程船将引水管端水上起吊割除封板定位插入取水箱进行连接,引水管沉放之前在水管两端设立两个标志竿,以方便水管下沉测量定位。岸上设立经纬仪校核平面位置,各标高测量好后放入管座,即用管抱箍连接固定好。

施工船在沟槽正上方定位,将岸侧水边制按图作成Ф2600×24取水拼装成整根约60米一根焊接结束、验收合格的取水管转运到水边起重船可以垂直起吊的位置,每根钢管约92.5t距两端12 m各设置1个吊耳计4个掉点,分别用起重工程船的2个吊钩,起重船将取水管从两端吊起后,在取水管的两端中部各焊一根钢管(亦可直接把全站仪架设在管道中心轴线上观察钢丝绳是否在管道轴线上),取水管下沉前先将取水管中心定位好再进行取水管沉放,标尺钢管长度在取水管下沉到位后能够伸出水面,在钢管上部各架设一部棱镜,管道放入水后慢慢下沉,岸上的全站仪观察棱镜,水下潜水员配合,将取水管按要求沉放到位后,由全站仪通过钢丝测绳对取水管进行复测,同时潜水员在水下对取水管进行探摸,确认到位后,潜水员在水下将起吊用的钢丝绳子解开,架管段与埋管段之间由潜水员在水下用哈夫连接,取水箱上的预留管与架管段通过法兰用螺栓进行连接。

6.管周填卵石料、土方回填

上述工作结束后,液压抓扬式挖泥船进入现场,在取水沉管上游进行抛锚,由岸上的全站仪对挖泥船进行定位,使挖泥船刚好定位在取水管道的上方,用驳船将卵石料运到挖泥船边,由挖泥船上的抓斗将卵石料抓起后,放入管道沟槽,使管道之间密实后,再用开底泥驳运泥沙至取水管道上方进行抛填,由潜水员对水下回填情况进行摸测,调整回填的部位和方量,使管道沟槽恢复到原始河床标高。

结论

中国建筑行业有广泛的市场,每一施工工程因不同的地址条件以至于施工方案也不尽相同,通过这次施工组织设计,进一步了解和巩固施工工艺流程、步骤等方面的知识,通过理论和实践不断完善。

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