娄山河污水处理厂排海管道施工方法(改正)

青岛市娄山河污水处理厂排海管道施工方法

摘要：青岛市娄山河污水处理厂尾水排放工程正常管道采用预开槽埋

管法施工，管道铺设就位时采用漂浮铺设法。

关键词：排海管道、预开槽埋管法、漂浮铺设法。

引言：近年来，滨海城市在海边修建污水处理厂的市政工程项目越来

越多。污水处理厂将处理后尾水往海里排放。尾水排海管道的敷设方法要根据水文、地质、工程条件合理选择，一般可采用架管法、开槽埋管法、盾构法、顶管法和沉管法。本文结合娄山河污水处理厂尾水排放工程正常管道施工，总结一些关于预开槽埋管法和管道漂浮铺设法的施工经验。

一、工程概况

青岛娄山河污水处理厂尾水排海管道采用DN1800*20mm的钢管，长518 米。施工海域的水深受潮汐影响大，水深0.5-3.0m 。靠近海岸区域滩涂淤泥平均深度约2.2m。主要影响风向为西南风。

二、施工方法预开槽埋管法为在陆地上制作管道并连接成一定长度的管段。在管道铺设前，利用水面或海底设备, 按照设计位置在海底开挖管沟。根据开挖区域海底地质情况、工程设计要求、水文、管长、管径等条件选用合适的船机设备。对于坚硬地层，要采用水下爆破，用抓斗式挖泥船清理出符合设计要求的沟槽。常用的施工机械设备有抓斗式挖泥船、绞吸式挖泥船、链

斗式挖泥船、铲斗式挖泥船、驳船、长臂挖掘机配自航驳船等。水面机械开

挖管沟的水深一般小于20 米。本工程在远海段采用抓斗式挖泥船开挖，

近海段因水深较浅约0.5-1.5m ，采用自航驳船上配臂长21m的长臂挖掘机进行沟槽开挖作业。

开槽埋管法的管道敷设方法主要有漂浮铺设法、牵引铺设法、铺管船

铺设法。对于具体管线要结合水文、船舶等条件合理选用。本工程采用漂浮铺设法。漂浮铺设法是在陆上加工制作管道，并组装成需要的管段长度和根数，然后下水浮运铺设在指定地点。管道整体制作完成后，将整根管道牵引漂浮至设计位置并充水下沉，铺设在按设计要求开挖的沟槽内。管道下沉的方法分为支撑控制下沉、管内充水下沉、浮筒控制下沉等。本工程使用气

囊、盲板将管道封堵，用岸置卷扬机及自航驳牵引控制管道，将

管道漂浮安放至指定位置

三、施工工艺

1、海域沟槽开挖

1.1主要施工船机设备

4m3抓斗挖泥船1 艘、280 m3泥驳2 艘、600HP拖轮1艘、自航驳1 艘（配长臂挖掘机）。

1.2施工部署

远海端和近海端同时开挖。在远海段采用一艘挖泥船配合两艘泥驳、

一艘拖轮开挖，将开挖的淤泥、砂土等抛卸在指定的抛泥区。抛泥区应远离沟槽、航道、港池、锚地，并考虑环保和生态影响的要求。为防止开挖过程中淤泥回淤沟槽，根据回淤量可适当超挖。近海段因水深较浅，采用自航驳船上配长臂挖掘机进行沟槽开挖，开挖的淤泥和砂土直接抛至沟槽以外区域。

1.3海域段沟槽开挖主要施工方法开挖前要熟悉设计图纸的设计意图、水位资料、水流资料、地形及地质资料，复测水深，核实挖泥量。

为保证沟槽开挖的精度满足设计要求，开挖前要做好导标设立和挖泥

船驻位工作，沟槽开挖一般纵向设置沟槽的的中线导标和边线标，挖泥船沿基床中线驻位，采用GPS或全站仪定位。挖泥船按照设置的挖泥导标施工，并勤对标，对准标，防止因施工造成导标位置移动，以确保沟槽位置的准确，按设计要求计算放坡宽度，采用梯形分层开挖。在近海段，自航驳沿沟槽中线停泊，待潮水退至船体半搁浅状态时，挖掘机开始开挖。开

挖时拉紧缆绳，防止船体晃动，影响开挖作业。

挖泥作业时，根据土质和泥层厚度确定下斗间距和前移距。土质稀软、

泥层薄时，下斗间距宜大；土质坚硬，泥层厚时，斗距宜小。挖黏土和密实砂时，当抓斗充泥量不足时，应减少抓斗的重叠量。当挖厚层软土时，若抓斗充泥量超过最大容量时，应增加抓斗重叠量。前移距按0.6-0.7 倍抓斗张开宽度确定。

1.4沟槽开挖质量控制与验收

挖泥时采用GPS控制坐标，要勤对标，勤测水深，防止超挖或欠挖。挖泥偏差应符合规范要求，每边超宽和超长不大于2m，平均不大于1m；超深不大于0.5m，平均不大于0.3m。沟槽纵向每20m检测一个断面，沟槽开挖尺寸不应小于设计规定尺寸，底部不得出现浅点，重点控制基槽宽度和槽底标高。

沟槽开挖完后进行检测，对局部挖深不够的部位实施补挖，以保证沟

槽尺寸满足设计要求。沟槽验收合格后，应及时铺设土工布和抛填袋装砂。沉管前对回淤沉积物进行检查，超过设计要求时，进行二次清理。

2、管道漂浮铺设

2.1钢管对接和牵引漂浮场地施工

按照管道预定漂浮出海方向测量放线，修建一条长60m，宽6m，纵坡5%的坡道，作为钢管对接和牵引漂浮场地。坡道采用块石抛填，面层采用

C20 砼，厚20cm。由于钢管单节长度为12m，坡道每隔12m设置一处操作坑，宽1m, 深60cm。操作坑一是便于管道底部焊接；二是管道牵引漂浮时安放气囊，防止由于近岸管段不能完全自浮，坡道表面磨损管道防腐层。钢管

对接和牵引漂浮场地近岸端设置两处卷扬机工作平台，各设卷扬机一台。钢管对接和牵引漂浮场地远岸端设置一个锚坠，安装1 个定滑轮。坡道北侧修建临时码头，码头采用大块石抛填，墙身结构采用预制方块砌筑。码头长60m，宽14m，高程不低于最高水位0.5m。

管道排放端用盲板封堵，并设置DN400的碟阀1 个，用于充水排水。钢管防腐处理验收合格后，用履带吊将钢管吊运至对接场地。按钢管出厂时的切割顺序进行对接，有利于保证对接偏差在允许范围之内。管道平直度、错边量、坡口形式、尺寸等要符合要求。根据场地尺寸，每次对接4 节钢

管。钢管焊接完成后，对焊缝外观质量进行自检和无损探伤检测。检测合格后对钢管接头处作防腐处理，然后牵引漂浮管道将其安放在预定位置。管段漂浮沉放完毕，再重复进行后续四节钢管的对接漂浮施工。

2.3 钢管漂浮

2.3.1在管道排放端安装一个铁环。钢管漂浮出海时，用自航驳上的卷扬机牵引铁环，控制管道的出海方向。在近岸段钢管两侧各焊接一个吊环，靠近码头侧吊环用钢丝绳通过锚坠处的定滑轮与1#卷扬机相连。通过1#卷扬机收紧钢丝绳牵引管道漂浮出海。管道另一侧的吊环，用钢丝绳与2#卷扬机相连，用来控制管道漂浮出海的速度和管道定位。低潮时，将管道排放端阀门关闭，并用DN1800气囊将管道近岸端封堵，此时管道内水量较少。随水位上涨，管道在自身浮力作用下，漂浮于水面。管道较短时，排放端容易陷入淤泥，为保证管道顺利浮起，在排放端设置助浮气囊。管道近岸段仅靠浮力不能浮起时，可采用履带吊助浮。当潮水涨至一定水位，可以通过启闭排放端阀门，调节管道内水量，增加管道吃水深度，保证牵引漂浮过程中管道稳定，降低风浪对管道的影响。

2.3.2管道浮起后，用50T履带吊起预先焊接于钢管近岸端顶点的铁环，保证管道扩散段上升管的垂直度。管道在1#卷扬机的牵引下漂浮出海。牵引过程中，必须有专业人员负责指挥，根据钢管漂移速度、风浪及水流影响，及时收紧或放松卷扬机的钢丝绳。履带吊随着管道漂移及时调整位置，保证管道的垂直度。漂移过程中，受风浪及暗流的影响，管道易偏离预定方向，可使用自航驳上的卷扬机用缆绳牵引管道，控制管道漂移方向。

2.3.3钢管漂移至预定位置后，潜水员打开排放端阀门和设于封堵气

管道牵引漂浮示意图

囊中间的排气阀门（该阀门用来排放管道内空气，不排放封堵气囊内空气）让管道充水下沉。在管道下沉过程中，随着管道内水量增加，空气体积压缩，压力变大，致使封堵气囊弹出。气囊弹出后，管道两端进水，管道弯曲导致拱顶空气无法排出。随着管道下沉长度加大，管道弯曲增大，对管道安全有较大影响。施工中可在管道顶部预留几处排气孔。

3、钢管下沉安装为防止管道下沉过程中偏离轴线，选用柴油锤打桩船在管道设计外缘线（下游一侧）施打5 根直径400mm钢管桩，间距100 米。基槽验收合格后，进行打桩，自由端用于海上漂浮管横向固定，并在沉管中起定位作用。管桩长度要保证桩顶露出水面，并有足够的入土深度。在管道安装完成并有效固定后，拨出钢管桩。

管道下沉完成，潜水员对管道进行水下检查，检查整条管道的贴泥情况，对局部架空处用袋装砂铺填，高点采用高压水枪配合吸泥泵进行清理，保证管段连续贴泥、平整。水下检查合格后，预留排气孔由潜水员在水下用盲板封堵。

钢管沉入沟槽后，两条装满砂的自航驳分别驻位至离管道端部排污口10 米处和管道中间，船舷与管道轴线平行，船舷与管道外缘要有足够的安全距离，用长臂挖掘机抛砂对管道进行固定。岸部用50T 履带吊在钢管爬坡段两侧安放砌石方块10 块，以保证管道的稳定。

四、施工工艺流程

见施工工艺流程图。

海域段钢管施工工艺流程图

总结：本工程采用预开槽埋管法和漂浮铺设法施工，沟槽开挖、钢管的除锈防腐、管道对接及漂浮出海同步进行，加快了施工进度，取得了较好的经济效益。