砂地质水网地区管道施工方法

苏海刚

一、背景技术

水网地区泛指河湖港汊密集入网的地区，主要包括沼泽地带、水田地带、湖泊江河等土地含水量较高的地带。

国内水网地区管道施工因地域地质特点不同，施工做法并不相同，目前可参考的水网地区单体类型施工做法主要有：1、在地段有条件情况下修筑施工伴行道路，但是对于含水量较高的水网地区，如沼泽、水田地带很难修筑伴行道路；2、在通航条件允许情况下，使用船只运输作业，但水网地带很多都是浅水区域，船只很难通行，即缺乏船只通航条件；3、淤泥质水网地段(如沼泽和部分水田地带)漂管法开挖穿越和钢板桩护沟开挖施工，这种方式的管沟开挖很难控制管沟成型；5、局部地段定向钻穿越，但针对较厚砂层或长距离砂层(大于800m以上)，传统的定向钻穿越很难实现。

上述以上几类水网地区单体施工做法都是建立在特定地域性施工条件基础上的局部施工做法，既缺乏对水网地区管道施工的全面系统性研究，也无法适应砂地质水网地区的交通运输困难、伴行道路修筑代价高昂、管沟开挖难以成型、普通管道施工中“三穿”面临地质地貌特点不同而形成的变化因素较多难以适应砂地质水网地形条件。

二、技术方案

为克服砂地质水网密布地区中各地形带条件存在的管道施工困难，提供一种砂地质水网地区管道施工方法，以解决上述难题。采用的技术方案为：

一种砂地质水网地区管道施工方法，其特征在于：

当施工地段处于在水网地区的沼泽地带时，其施工方法包括如下步骤：

A1、施工准备：确定好施工带，再按施工带长度准备好所需的施工设备并运输到指定位置；

A2、清淤作业：以人机协作模式，按挖机臂长在施工带双侧布置排桩和挡水板，并按次序进行布桩一段、刮淤一段的间断型作业方法进行施工带清淤作业，其中，清淤时采用挖机的挖斗进行横向刮淤，且清淤时仅将表层淤泥质沙土刮除而不挠动底层沉积砂；

A3、排水作业：在每段施工带清淤完成后，即在该段施工带的两侧排桩内沿开挖两条降水沟槽排水，降水沟槽深度低于清淤后施工带高度0.5-1m，降水沟槽内沿长度方向埋设有表面均匀密集布孔的积水沉管，使周围沉积砂内的水分汇聚到积水沉管内；降水沟槽按50m-60m间距挖设有积水坑，积水坑内放置隔砂筒，隔砂筒内置有潜水泵将隔砂筒内的积水不断抽排出去，排水目标以施工带内沉积砂的稳定性能保证履带挖机行走为准；

A4、管沟开挖：在每段施工带排水完成后，即按多层削方法进行管沟开挖，每层开挖深度不大于1m，在进行管沟开挖作业时，若施工带削低引起沉积砂水分增多导致不稳的情况时，采取二次加设降水沟槽排水，做法同步骤A3；

A5、管段铺设：在前一段施工带内进行管段预制，预制好后的管段通过滚轮架滑行到下一段的管沟上方，再将管段铺设在管沟内，然后在管段上间距2m-4m加设混凝土配重块，最覆土(砂)填埋。

当施工地段处于在水网地区的水田地带时，其施工方法包括如下步骤：

B1、施工准备：确定好施工带，再按施工带长度准备好所需的施工设备并运输到指定位置；

B2、排水作业：分段在施工带两侧临时筑坝围堰，在坝体内侧开设降水沟槽排水，降水沟槽内的积沙显著地段加设表面均匀密集布孔的积水沉管；降水沟槽按50m-60m间距设置积水坑，积水坑内放置隔砂筒，隔砂筒内置有潜水泵将隔砂筒内的积水不断抽排出去；排水完成后的施工带按气候条件实施分段晾晒，直至施工带内地基的承载力能保证履带挖机行走为准；如因地质及气候条件晾晒难以达到地基承载力要求的地段，铺设辅助管排或钢板；

B3、管沟开挖及管段铺设：先在地面进行管段预制，管段预制完成后即进行管沟开挖，管沟开挖完成后即进行管段的铺设；若管沟出现塌方风险，则采用三挖机进行作业，一号挖机在前开挖管沟后，二号挖机在后跟进清沟，三号挖机与二号挖机辅助管段置入并铺设在管沟内，管段铺设完成后，三号挖机跟进回填；其中，开挖与回填作业的间距不大于200m；回填与清沟作业的间距为80-100m；

三、有益效果

针对砂地质水网地区管道施工的不同地段情况，因地制宜地提出解决其各类施工技术难题的方案，主要体现在：1、以低成本和高进展率实现沼泽地段的管段开挖穿越，解决该地区砂地层极易沉陷，在砂地层高含水、地层渗水严重情况下管道施工极为困难的难题；2、以低成本和高进展率实现水田地带管段连续施工，解决了管沟开挖回填的难点；3、以较经济、极短工期的施工技术方法实现砂地质水网地区的公路/铁路穿越单体施工；4、以较经济、低风险的施工技术方法实现长距离厚砂地层定向钻穿越单体施工；5、解决了砂地质水网地区的浅水域交通运输困难，对比水网地区修筑便道施工节约成本150万-300万/Km。