过河倒虹管工程施工技术
黄云生 （福建省三明市政工程公司 365000）
[提 要] 本文通过对三明市污水处理厂二期工程施工过程若
干问题的探讨，详细介绍过河倒虹管工程施工技术及经验。
[关键词] 污水处理；过河倒虹管；施工技术
Abstract: this text passes the study to the dirty water processing factory of Sanming two period engineerings start construction some problems of process，detailed introduced the river to
pour the siphon engineering construction technique and experiences.
Keyword : dirty water processing；Lead the river pours the siphon；The construction technique
1、工程简介
三明污水处理二期列西污水处理厂是三明市的重点项目，它位于列西北山新村麦陀菜地，是市政府为民办实事的又一个项目，它的施工受到了广大市民的关注。
2、倒虹管工程概况及难点 沙溪河倒虹管是三明市污水处理二期管道工程中的一个项目，位于下洋悬索桥下游三百米处，有两条直径为DN600mm的钢管组成，两管之间净距为1m，河中心
直线段钢管长度为156.65m，管底标高为116.7m。斜坡段右岸自桩号5.98m至29.04m，水平投影长度为23.06m；左岸自185.70m至214.35m，水平投影长度为28.65m。桩号0.00m至5.98m和214.35m至220.79m两段应和两端闸阀井一起施工。
2.1进水井地形复杂 倒虹管进水井位于沙溪河东岸，介于防洪堤与江滨路之间，地形狭窄，施工
难度大。进水井的平面尺寸为2.8m×4.8m,基础底面标高123.7m,而沙溪河的常水位为125.5m,垫层底在常水位以下9.29m，水下施工增加了施工难度。且进水井靠沙溪河一侧离防洪堤边为3.5m，靠江滨路一侧紧挨着高差为5.7m的土坡，侧向土压力大。
图 1 进水井立面图
2.2水下爆破。 在进行河床沟槽开挖时，发现桩号20m至180m段下有岩层，岩层级别属Ⅹ-Ⅻ级。管道标高116.7m,沟槽设计开挖断面宽度为4.2m,总长约160 m。挖沙船挖不动，需采取水下爆破。由于该区是山区，在雨季时，河闸开放，并带来了大量泥沙石，在水静止情况下，沉淀河床底，沙石对水
下钻孔影响较大，容易卡钻堵孔，增加施工难度。该区域两侧有建筑物（防洪堤、桥梁、民房、道路），道路、桥梁是三明市区主要交通要道，来往人行车辆比较频繁，影响较大。为此施工时必须采取措施，采用特种爆坡
2.3倒虹钢管的分节设计 倒虹钢管有两条，每条钢
管的长度为209.27m，水
平投影208.37m，因此防止应
力集中破坏钢管结构，是进行钢管分节设计要考虑的首要因素，也是本工程的难点之一。在充分考虑各方面因素后，设计为32m直管6节，27.27m直管2节，21.84m直管2节，32.02m折角12度2节，32.02m折角9度2节，两条钢管共分为14节。
图2 过河倒虹管大样图
2.4 工期与造价控制要求较高
本工程的合同工期为300日历天，工期要求较紧,又因为是为民办实事项目，是民众关注的焦点，同时在招标阶段，中标价较低。这些因素都对方案的制定带来了很大的约束。
3、 施工主要技术 3.1钢管的制作
钢管两端焊接法兰盘，法兰盘的材质为不锈钢，钢板厚度为20mm，与钢管焊接采用不锈钢焊条。法兰盘联接面的焊缝不得突出联接面，如有焊缝突出必须用砂轮磨平。法兰盘螺栓孔中心位置的加工误差在±1.0mm，法兰
盘联接面平整度的误差小于
1.5mm；法兰盘与钢管焊接垂直度的误差小于2.0mm，环型橡胶垫螺栓孔中心位置的
加工误差在±1.0mm，六角螺栓的丝扣长度不得小于60mm。钢吊点的材质与钢管材质相同。吊点在焊接时，其纵向中心线的位置必须与某一对螺栓孔中心线一致，即两个吊点与两个螺栓孔中心为4点一线，其误差在±1.0mm，吊点焊接的横向位置误差在±3.0mm。各节钢管在焊接加工后，均需作防腐处理。并按施工进度、安装要求（编号）制作钢管及时提供给施工方使用。
3.2、基坑开挖
采用沙溪河内现有的挖沙船进行基槽开挖，边线用
陆上的导标控制，开挖深度用水位尺控制。直线段槽底
开挖标高为116.21m。基槽开挖的砂石暂存在施工现场岸边。由于在开挖过程遇岩石，拟采用定向控制爆破，并采用钻密孔、少药量并用间隔装药，用延期导爆管引爆，才能减少地震及冲击波影响，保证建筑物不受影响。
在岸侧前沿钻一排防护孔，孔径为Φ80—Φ100，孔距为0.30米,孔深为4m(比爆破孔深度1倍)，距离为15m一头。
本工程采用QKY100型潜钻孔，孔径为Φ95-Φ100，孔距为2.5m，排距为2m，钻孔为10m×150m，爆破主孔为575只，平均深为3.0m，总长为1725m。建筑物安全距离一般最大震速不超过10cm/秒。
根据萨道夫斯基的经验公式：
Ce=K（3 C/R）Q Ce=70（3 32/12） 15=9.52cm/秒
（1）Ce=最大震动速度（不超过10cm/秒）
（2） k=土石质系数（岩为
30-70均可）
（3） C=为一次爆破最大量 （4） R=为爆破中心至保护建筑安全距离
图 3 爆破结孔示意图
电路网络：采用串、并联，起爆电压为380V。
图 4 电路网路图
爆破时要做好防护措施（如岸侧2头打防护孔），并陆上有警戒人员，河上有警
戒船，确保过路人员和船只安全。
3.3作水下砂垫墩
潜水员在基槽上作砂垫墩，制作砂垫墩主要为了稳固钢管，防止钢管移位。砂垫墩用编织袋装砂子制作，砂墩高约0.5m，每节钢管作四个墩，间距9m。用挖砂船配合施工，用拉测绳和经纬仪观测垂线控制砂垫墩中心位置，用水准仪观测水面塔尺控制砂垫墩标高。钢管沉降予留量5cm。 3.4钢管运输
在施工现场旁停一台吊车，将两端用封堵法兰盖板密封好，然后将密封的一节钢管吊放在水中，机动船将钢管托运到已驻好位置的挖砂船中间。 3.5钢管沉放
利用挖砂船上的起吊设备吊好一头，卸掉法兰盖板，将水慢慢进入管中，然后在改装的另一台起吊设备上吊
起另一端。以同样的方法卸掉法兰盖板，将两吊点一并放松。慢慢沉入水中，由潜水员在基槽处指挥钢管定位及沉放在砂垫墩上，并上好部份法兰螺栓，再次用经纬仪和水准仪校核钢管位置及高程，符合标准后，潜水员再将全部法兰螺栓拧紧。为防止管内进砂，钢管两端临时用帆布堵严。
钢管沉放顺序由直线段开始，由左岸逐节向右岸沉放；先沉放位于上游的钢管，再沉放位于下游的钢管，最后沉放靠近两岸边的斜坡钢管。
3.6压力试验
在钢管两端安装封闭的法兰盘钢板，并用高压管与封堵钢板相连，在左岸安放试压泵，接通高压管进行压力试验，符合施工规范要求后再进行下道工序。 3.7基槽回填
两条钢管安装完成后，
基槽回填工作要分为二步进行：
⑴ 首先采用中粗砂回填。
小机动船停靠在小码头处，用铲车将中粗砂装在小机动船吊斗内，机动船运砂至挖砂船前方定位，挖砂船将吊斗沉入水中，由潜水员指挥将中粗砂均匀对称地抛填在倒虹管钢管两侧。
基槽内中粗砂的回填高度为1.4m,高出倒虹钢管顶部0.3m ，回填中粗砂的表面还要由潜水员进行水下整平。
⑵中粗砂上覆盖粗砂石，回填方法与回填中粗砂方法基本相同，回填高度与原河床面一样高。 4、体会
4.1本工程利用沙溪河内现有的挖砂船进行开挖和回填，此种做法可使现有资源得到充分利用，又可降低造价。因此，在工程招标阶
段就应对工程的所处环境进行调查，在同样的条件下作出的报价就比竞争对手低，这样有利于承包到该工程，又可在承接到该工程后迅速开展工作。
4.2考虑到送水井位置水压力大，渗水严重，因此送水井的四周采用帷幕注浆，实践证明，采取此方案，有利于保证送水井的施工质量和安全。
4.3在距保护建筑物较近距离进行爆破，采用钻密孔、少药量并用间隔装药，用延期导爆管引爆，可将地震及冲击波影响减到最小。
4.4合理的工序安排，有利于保证工期。施工过程中的信息化指导是预防工程事故，判断工程安全最权威，最直接的手段，也是工程施工实施效果的检验的主要依据和方法。
倒虹管施工程序：
1、河床定位 按施工坐标在河两岸定位；按定位直线@20米左右复测河床横断面；按得到的数据制出横断面图。
2、河底土方 按设计施工河底管沟。
3、管道焊接 按设计横断面做管道整体焊接；管道两端安装带阀封头板；管道按设计间距安装拉耳。 4、整体浮运 动用拖轮卷扬机将管道拖到河面，到达预定的区域。
5、灌水下沉 从封头板阀门处往管道里灌水，管道开始翻直。
6、精确定位 用多台经纬仪交差校准定位，继续灌水，直到就位。
7、水下填埋 用驳船运砂石填埋河底管沟。 8、设置标志 警示过往船只注意并不得进行取砂和其他河床施工。
9、两岸接驳 与两端城市管道连接；设置河岸锚墩、丁坝、防护措施。
10、完工验收 不说了，按规范吧！
过河倒虹管工程施工技术
黄云生 （福建省三明市政工程公司 365000）
[提 要] 本文通过对三明市污水处理厂二期工程施工过程若
干问题的探讨，详细介绍过河倒虹管工程施工技术及经验。
[关键词] 污水处理；过河倒虹管；施工技术
Abstract: this text passes the study to the dirty water processing factory of Sanming two period engineerings start construction some problems of process，detailed introduced the river to
pour the siphon engineering construction technique and experiences.
Keyword : dirty water processing；Lead the river pours the siphon；The construction technique
1、工程简介
三明污水处理二期列西污水处理厂是三明市的重点项目，它位于列西北山新村麦陀菜地，是市政府为民办实事的又一个项目，它的施工受到了广大市民的关注。
2、倒虹管工程概况及难点 沙溪河倒虹管是三明市污水处理二期管道工程中的一个项目，位于下洋悬索桥下游三百米处，有两条直径为DN600mm的钢管组成，两管之间净距为1m，河中心
直线段钢管长度为156.65m，管底标高为116.7m。斜坡段右岸自桩号5.98m至29.04m，水平投影长度为23.06m；左岸自185.70m至214.35m，水平投影长度为28.65m。桩号0.00m至5.98m和214.35m至220.79m两段应和两端闸阀井一起施工。
2.1进水井地形复杂 倒虹管进水井位于沙溪河东岸，介于防洪堤与江滨路之间，地形狭窄，施工
难度大。进水井的平面尺寸为2.8m×4.8m,基础底面标高123.7m,而沙溪河的常水位为125.5m,垫层底在常水位以下9.29m，水下施工增加了施工难度。且进水井靠沙溪河一侧离防洪堤边为3.5m，靠江滨路一侧紧挨着高差为5.7m的土坡，侧向土压力大。
图 1 进水井立面图
2.2水下爆破。 在进行河床沟槽开挖时，发现桩号20m至180m段下有岩层，岩层级别属Ⅹ-Ⅻ级。管道标高116.7m,沟槽设计开挖断面宽度为4.2m,总长约160 m。挖沙船挖不动，需采取水下爆破。由于该区是山区，在雨季时，河闸开放，并带来了大量泥沙石，在水静止情况下，沉淀河床底，沙石对水
下钻孔影响较大，容易卡钻堵孔，增加施工难度。该区域两侧有建筑物（防洪堤、桥梁、民房、道路），道路、桥梁是三明市区主要交通要道，来往人行车辆比较频繁，影响较大。为此施工时必须采取措施，采用特种爆坡
2.3倒虹钢管的分节设计 倒虹钢管有两条，每条钢
管的长度为209.27m，水
平投影208.37m，因此防止应
力集中破坏钢管结构，是进行钢管分节设计要考虑的首要因素，也是本工程的难点之一。在充分考虑各方面因素后，设计为32m直管6节，27.27m直管2节，21.84m直管2节，32.02m折角12度2节，32.02m折角9度2节，两条钢管共分为14节。
图2 过河倒虹管大样图
2.4 工期与造价控制要求较高
本工程的合同工期为300日历天，工期要求较紧,又因为是为民办实事项目，是民众关注的焦点，同时在招标阶段，中标价较低。这些因素都对方案的制定带来了很大的约束。
3、 施工主要技术 3.1钢管的制作
钢管两端焊接法兰盘，法兰盘的材质为不锈钢，钢板厚度为20mm，与钢管焊接采用不锈钢焊条。法兰盘联接面的焊缝不得突出联接面，如有焊缝突出必须用砂轮磨平。法兰盘螺栓孔中心位置的加工误差在±1.0mm，法兰
盘联接面平整度的误差小于
1.5mm；法兰盘与钢管焊接垂直度的误差小于2.0mm，环型橡胶垫螺栓孔中心位置的
加工误差在±1.0mm，六角螺栓的丝扣长度不得小于60mm。钢吊点的材质与钢管材质相同。吊点在焊接时，其纵向中心线的位置必须与某一对螺栓孔中心线一致，即两个吊点与两个螺栓孔中心为4点一线，其误差在±1.0mm，吊点焊接的横向位置误差在±3.0mm。各节钢管在焊接加工后，均需作防腐处理。并按施工进度、安装要求（编号）制作钢管及时提供给施工方使用。
3.2、基坑开挖
采用沙溪河内现有的挖沙船进行基槽开挖，边线用
陆上的导标控制，开挖深度用水位尺控制。直线段槽底
开挖标高为116.21m。基槽开挖的砂石暂存在施工现场岸边。由于在开挖过程遇岩石，拟采用定向控制爆破，并采用钻密孔、少药量并用间隔装药，用延期导爆管引爆，才能减少地震及冲击波影响，保证建筑物不受影响。
在岸侧前沿钻一排防护孔，孔径为Φ80—Φ100，孔距为0.30米,孔深为4m(比爆破孔深度1倍)，距离为15m一头。
本工程采用QKY100型潜钻孔，孔径为Φ95-Φ100，孔距为2.5m，排距为2m，钻孔为10m×150m，爆破主孔为575只，平均深为3.0m，总长为1725m。建筑物安全距离一般最大震速不超过10cm/秒。
根据萨道夫斯基的经验公式：
Ce=K（3 C/R）Q Ce=70（3 32/12） 15=9.52cm/秒
（1）Ce=最大震动速度（不超过10cm/秒）
（2） k=土石质系数（岩为
30-70均可）
（3） C=为一次爆破最大量 （4） R=为爆破中心至保护建筑安全距离
图 3 爆破结孔示意图
电路网络：采用串、并联，起爆电压为380V。
图 4 电路网路图
爆破时要做好防护措施（如岸侧2头打防护孔），并陆上有警戒人员，河上有警
戒船，确保过路人员和船只安全。
3.3作水下砂垫墩
潜水员在基槽上作砂垫墩，制作砂垫墩主要为了稳固钢管，防止钢管移位。砂垫墩用编织袋装砂子制作，砂墩高约0.5m，每节钢管作四个墩，间距9m。用挖砂船配合施工，用拉测绳和经纬仪观测垂线控制砂垫墩中心位置，用水准仪观测水面塔尺控制砂垫墩标高。钢管沉降予留量5cm。 3.4钢管运输
在施工现场旁停一台吊车，将两端用封堵法兰盖板密封好，然后将密封的一节钢管吊放在水中，机动船将钢管托运到已驻好位置的挖砂船中间。 3.5钢管沉放
利用挖砂船上的起吊设备吊好一头，卸掉法兰盖板，将水慢慢进入管中，然后在改装的另一台起吊设备上吊
起另一端。以同样的方法卸掉法兰盖板，将两吊点一并放松。慢慢沉入水中，由潜水员在基槽处指挥钢管定位及沉放在砂垫墩上，并上好部份法兰螺栓，再次用经纬仪和水准仪校核钢管位置及高程，符合标准后，潜水员再将全部法兰螺栓拧紧。为防止管内进砂，钢管两端临时用帆布堵严。
钢管沉放顺序由直线段开始，由左岸逐节向右岸沉放；先沉放位于上游的钢管，再沉放位于下游的钢管，最后沉放靠近两岸边的斜坡钢管。
3.6压力试验
在钢管两端安装封闭的法兰盘钢板，并用高压管与封堵钢板相连，在左岸安放试压泵，接通高压管进行压力试验，符合施工规范要求后再进行下道工序。 3.7基槽回填
两条钢管安装完成后，
基槽回填工作要分为二步进行：
⑴ 首先采用中粗砂回填。
小机动船停靠在小码头处，用铲车将中粗砂装在小机动船吊斗内，机动船运砂至挖砂船前方定位，挖砂船将吊斗沉入水中，由潜水员指挥将中粗砂均匀对称地抛填在倒虹管钢管两侧。
基槽内中粗砂的回填高度为1.4m,高出倒虹钢管顶部0.3m ，回填中粗砂的表面还要由潜水员进行水下整平。
⑵中粗砂上覆盖粗砂石，回填方法与回填中粗砂方法基本相同，回填高度与原河床面一样高。 4、体会
4.1本工程利用沙溪河内现有的挖砂船进行开挖和回填，此种做法可使现有资源得到充分利用，又可降低造价。因此，在工程招标阶
段就应对工程的所处环境进行调查，在同样的条件下作出的报价就比竞争对手低，这样有利于承包到该工程，又可在承接到该工程后迅速开展工作。
4.2考虑到送水井位置水压力大，渗水严重，因此送水井的四周采用帷幕注浆，实践证明，采取此方案，有利于保证送水井的施工质量和安全。
4.3在距保护建筑物较近距离进行爆破，采用钻密孔、少药量并用间隔装药，用延期导爆管引爆，可将地震及冲击波影响减到最小。
4.4合理的工序安排，有利于保证工期。施工过程中的信息化指导是预防工程事故，判断工程安全最权威，最直接的手段，也是工程施工实施效果的检验的主要依据和方法。
倒虹管施工程序：
1、河床定位 按施工坐标在河两岸定位；按定位直线@20米左右复测河床横断面；按得到的数据制出横断面图。
2、河底土方 按设计施工河底管沟。
3、管道焊接 按设计横断面做管道整体焊接；管道两端安装带阀封头板；管道按设计间距安装拉耳。 4、整体浮运 动用拖轮卷扬机将管道拖到河面，到达预定的区域。
5、灌水下沉 从封头板阀门处往管道里灌水，管道开始翻直。
6、精确定位 用多台经纬仪交差校准定位，继续灌水，直到就位。
7、水下填埋 用驳船运砂石填埋河底管沟。 8、设置标志 警示过往船只注意并不得进行取砂和其他河床施工。
9、两岸接驳 与两端城市管道连接；设置河岸锚墩、丁坝、防护措施。
10、完工验收 不说了，按规范吧！