围堰施工与河面架空施工

围堰施工与河面架空施工围堰施工与河面架空施工 管道可采用河底穿越与河面跨越两种形式通过河流 以倒虹管进行河底穿越的施工方法可采用顶管 围堰 河 底开挖埋置 水下挖泥 拖运 沉管铺筑等方法 河面跨越的 施工方法可采用沿公路桥附设 管桥架设等方法 1 管道过河方法的选择 管道过河方法的选择 管道过河方法的选择应综合考虑以下几个因素 河床断面 的宽度 深度 水位 流量 地质等条件 过河管道水压 管 材 管径 河岸工程地质条件 施工条件及作业机具布设的可 能性等 对上述因素经过技术经济比较 可参考表 7 9 予以选择 表表 7 9 管道穿越河流施工方法比较管道穿越河流施工方法比较 过河方法优 点缺 点适 用 条 件 倒顶 管施工方便 节省人力 物力 安全度尚差 易由顶管 孔中 河底较高 河底土质 较好 过河管 过河 法 流水 管径较 小 围 堰 过河 法 施工要求条件较高 钢管 铸铁 管 预 自 应 力钢筋混凝土管过 河均可 需要考虑转堰被洪水冲 击问 题 工作 量大 河面不甚至宽 水流 不急且不通航的 条件下 虹 管 过 河 沉浮法 过 河 适用面较宽 一般河流均可采 用 不会影响通 航与河水正常 流动 水下挖沟与装管难度较 大 应 有一定机 械施工技术 河床不受水流影响的 任何条件下 均可 沿公路 桥过 河 简单易行 节省人力 物力 露天敷管需要考虑防冻 问题 具有永久性公路桥跨 越河流的 条件 管 道 架 空 过 河 管 桥 过河 法 施工难度不在 能在无公路桥 的条件下架设过 河 与沿公路桥过河法比较 要费人 力 物力 河流不太宽 两岸土 质较好的条 件下 2 围堰施工 围堰施工 围堰是一种临时施工设施 围堰的作用是将水中施工部位 围护起来以便在其中进行正常施工 管道埋设至河岸处 先拦截一半河宽的河流修筑围堰 再 用水泵抽出堰中河水 在堰内开挖沟槽 铺筑管线 管线铺筑 后 塞住管端管口 回填沟槽 再拆除第一道围堰 回填砂土 使水流在此河床上部通过 然后拦截另一半河宽的水流 建造 第二道围堰 再用水泵抽去第二道围堰中的水 开挖沟槽并接 管 完工后清除第二道围堰 在小河流中 通常采用草袋黏土或草土围堰进行施工 对 于水面宽且水深流急的河流 应考虑采用木板桩围堰 但仅能 在河床为泥沙构成的条件下采用 若河床为岩石构成 无法打 桩 则不能采用木板桩围堰 围堰施工 应估计到施工期间河水的最高水位不致淹没堰 顶 修筑围堰时 迎水流方向的堰体应做的平缓些 尽量减少 河水的冲刷 在河床埋管应考虑防止冲刷的措施 当河底土质不好时 应做管基础 如图 7 23 所示 当河底为流沙时 应于管道两侧 加设固定桩 避免管道在流沙运动下发生滚动 如图 7 24 所示 图图 7 23 河岸埋管时基础做法河岸埋管时基础做法 1 回填土 2 大块石 3 小块石 4 回填土 5 砂 6 块石 图图 7 247 24 加设固定桩的基础做法加设固定桩的基础做法 5 砂 6 块石 7 固定桩 2 1 固堰的种类及使用范围固堰的种类及使用范围 1 土堰 土堰是围堰最简单的结构形式 凡水深在 1 5m 以下 流 速缓慢 无冲刷作用 均可采用 土堰堰顶宽度可取 1 0m 堰高较水深大 0 5m 迎水坡为 1 2 背水边坡为 1 1 5 填筑土堰前应先将修堰河坡及河床处的各种树根乱石清除 并 沿堰的纵轴挖土 挖出直至硬土层的槽道或沿堰坡脚打入短桩 然后分层填筑 填筑土堰宜采用砂质黏土 2 草袋装土填筑围堰 采用草袋装土围堰适用于水深度低于 3m 作为施工临时的 防水措施 草袋装土围堰可与土堰混合应用 用草袋装土做护 坡 边坡可以较陡 一般可 1 0 5 1 5 3 土石围堰 这种围堰适用于河床石方爆破工程 可就地取材 其结构 为迎水坡填筑砂壤土 堰主体用石块 这种围堰可在河流流速 较小的情况下填筑 但拆除比较困难 4 板桩围堰 适用于水较深 河床上土壤容许打桩的情况 板桩围堰是 用垂直木板桩来代替土堰背水坡的一种结构 这种围堰不但减 小土堰的断面尺寸 同时还可减小水流的渗透 各种河底围堰见图 7 25 图图 7 25 各种河底围堰示意各种河底围堰示意 1 石块竹笼 2 黏土草包防冲层 3 黏土草包保护层 4 砂质黏土 5 一石块护脚 6 钢板 7 槽钢桩 8 土质堰体 9 满布铜丝绳 10 管道 11 草 麻 包黏土 2 2 围堰形式的选择围堰形式的选择 在选择围堰形式和施工时应考虑的因素及要求 河流断面内的地形条件和坑的水文地质情况 如围堰作为 导流坝或在狭窄河床施工时 应考虑水流对围堰的冲刷并应注 意水流对河底的冲刷 根据施工期限和季节 施工期间流量的宜泄和洪水期间泄 洪条件来确定围堰断面尺寸 一般围堰高出最高水位 0 5m 以 上 考虑围堰的施工条件和拆除条件 应保证围堰最大不透水 性 水压渗透过程中围堰的基础与围堰本身的土壤不发生管涌 现象 考虑沟槽或地基坑的深浅和面积大小 围堰和沟槽边界之 间应有足够距离 以满足围堰的排水和施工的需要 考虑当地建筑材料和其他建筑的具体情况 可就地取材 合理应用 各种围堰构筑的要求见表 7 10 可供参考 表表 7 10 各种围堰构筑的要求各种围堰构筑的要求 边 坡 分 类填 料顶 宽 迎水面背水面 土围堰松散黏土 砂黏土2 4 1 2 1 3 2 3 1 2 草土混合围堰黏性土及草1 2 1 2 1 3 2 3 1 2 草 麻 袋围堰草 麻 袋 黏性土2 2 5 1 1 1 0 5 1 0 5 1 0 2 钢 木 桩围堰黏性土0 8 1 5 1 01 0 2 3 围堰施工注意事项围堰施工注意事项 围堰的背水面坡底与沟槽边的安全距离 应根据坝 堰体 高度和迎水面水深 沟槽深度 水下地质情况及施工时的运输 堆土 排水设施等因素确定 围堰填筑前 应清除基底淤泥 石块及杂物等 当遇有透 水性较强地基时 应做好防渗处理 管道竣工后 应将围堰拆除干净 不得影响航运和污染邻 近取水水源 3 河面修建架空管 河面修建架空管 跨越河道的架空管通常采用钢管 有时亦可采用铸铁管或 预应力钢筋混凝土管 管距较长时 应设置伸缩节 于管线高 处设自动排气阀 为了防止冰冻与震害 管道应采取保温措施 设置抗震柔口 在管道转弯等应力集中处应设置镇墩 3 1 管道附设于桥梁上管道附设于桥梁上 管道跨河应尽量利用原建或拟建的桥梁铺设 可采用吊环 法 托架法 桥台法或管沟法架设 图图 7 26 吊环法安装示意吊环法安装示意 1 吊环 2 水管 3 隔热层 1 吊环法 安装要点 过河管管材宜采用钢管或铸铁管 铅接口 宜安 装在现有公路桥一侧 采用吊环将管道固定于桥旁 仅在桥旁 有吊装位置或公路桥设计已预留敷管位置 条件下方可使用 管子外围设置隔热材料 予以保温 吊环法安装如图 7 26 所示 2 托架法 安装要点 过河管管材可采用钢管或铸铁管 铅接口 将过 河管架设在原建桥旁焊出的钢支架上通过 钢管过河管托架设 置间距参见表 7 11 表表 7 117 11 钢管过河管托架设置间距钢管过河管托架设置间距 管道直径 mm 1520253240507080100125150200250300 保温 1 52 02 02 53 03 04 04 04 55 06 07 08 07 5 间距 m 不保温 2 53 03 54 04 55 06 06 06 57 08 09 5 11 0 11 5 3 桥台法 安装要点 过河管管材采用钢管 将过河管架设在现有桥 旁的桥墩端部 桥墩间距不得大于钢管管道托架要求改道的间 距 4 管沟法 安装要点 过河管管材可采用钢管 铸铁管或钢筋混凝土 管 将过河管铺筑于人行道下的管沟中 管沟应在设计中预留 3 2 支柱式架空管支柱式架空管 设置管道支柱时 应事先征得航运部门 航道管理部门及 农田水利规划部门的同意 并协商确定管底标高 支柱断面 支柱跨度等 管道宜选择于河宽较窄 两岸地质条件较好的老土地段 支柱可采用钢筋混凝土桩架式或预制支柱 图 7 27 所示 为预制支柱 图图 7 27 预制支柱预制支柱 连接架空管和地下管之间的桥台部位 通常采用 s 弯部件 弯曲曲率为 45 90 若地质条件较差时 可于地下管道与弯 头连接处安装波形伸缩节 以适应管道不均匀沉陷的需要 如 图 7 28 所示 若处强震区地段 可在该处加设抗震柔口 以适 应地震波引起管道沿轴向波动变形的需要 图图 7 28 波形伸缩节波形伸缩节 4 桁架式架空管 桁架式架空管 桁架式架空管道可避免水下操作 但应具备良好的吊装设 施 施工地段应具有良好的地质条件及稳定的地形 修筑时 可于两岸先装置桁架 再由桁架支撑管道过河 桁架形式有双 曲拱桁架 悬索桁架 斜拉索等 过河管采用橡胶圈柔性接口 凡金属外露构件 钢索等均应作防腐处理 图 7 29 为斜拉索架 空管形式 作为一种新型的过河方式 斜拉索架空管是采用高 强度钢索或粗钢筋及钢管本身作为承重结构 可节省钢材 悬索在使用过程下垂会增大 因此 安装时须将悬索按设 计下垂度先预提高 1 300 跨长 图图 7 29 斜拉索架空管斜拉索架空管 5 拱管 拱管 拱管过河 见图 7 30 是利用钢管自身拱作支撑结构 起 到了一管两用的作用 由于拱是受力结构 钢材强度较大 加 上管壁较薄 造价经济 因此用于跨度较大河流尤为适宜 图图 7 307 30 拱管过河拱管过河 5 1 拱管的弯制方法拱管的弯制方法 1 先弯后接法 先按拱管设计尺寸将管线分成适宜的几段 通常为单数 拱 顶部分为一段 左右两个半跨对应分段 然后按分段的弧度与尺 寸选择钢管 便可弯管焊制 弯管可采用冷弯或热弯 采用冷 弯时 管子尚有一定回弹量 因此在顶弯管于时 应使管于的 矢高较实际的矢高偏大一些 偏大多少应视不同管径与不同跨 度通过试验决定 拱管的弧形管段弯成之后 应按设计要求在平整场地上先 行预装 经测量合格后方许焊接 焊毕应再行测量 以保证管 段中心的轴线在一个平面上 不能出现扭曲现象 2 先接后弯法 先将长度大于拱管总长的几根钢管焊接起来 而后在现场 操作平台上采用卷扬机予以弯管 弯管所用模具与弯管的弧度正确与否有着极大关系 弯管 作业时一定要做到牢靠准确 弯管的管子向模具靠近速度要均 匀 不宜过快 为防止放松卷扬机钢丝绳之后管子回弹量过大 可在拉紧 钢丝绳时 在拱管内侧用氧气烘烤到管壁发红后即可放松钢丝 绳 由于拱管内侧由高温降至低温开始收缩 收缩方向与回弹 方向相反 待管壁温度降至常温时 回弹量得以减少 采用先弯后接法或先接后弯法弯制拱管 在管道焊接之后 均须进行充氧试验或油渗试验 以检查管道渗漏情况 5 2 拱管的安装拱管的安装 拱管安装通常采用立杆法 当管径较小 水面较窄时 立杆安装采用两根扒杆 河岸 每边一根 其中一根为独脚扒杆 另一根是摇头扒杆 起吊前 先将拱管摆置在两个管架 或镇墩 的中间 吊装时两根扒杆同时 起吊 当管径较大 跨度较大时 可在河岸一边竖一台扒杆 主 杆与悬臂长均根据实际需要丽定 扒杆立杆铁由四根中型角钢 构成 利用悬臂将拱管吊起 并向河中心方向平移至两个管架 之间 扒杆或悬臂将拱臂提起后 即迭至两个管架上就位 由于 管架上水平托架已经焊死 因此拱管左右位置不致出现偏差 而前后位置以两端托架为准 以扒杆或悬臂予以调整 而拱管 之垂直度 则可用经纬仪在两端观测 以风绳予以校正 自拱管两个托架安装并校正后 随即进行焊接