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沧州南排河过河管的施工

论文类型 技术与工程 发表日期 2001-04-01
来源 《中国给水排水》2001年第4期
作者 张自力,孙连堆
关键词 供水工程 过河管 施工
摘要 张自力,孙连堆 (沧州市供水总公司,河北沧州061000)   摘 要:介绍了沧州“改水降氟工程”中供水管道途经南排河(河床为流沙土壤)时带水作业的施工措施,可供类似工程借鉴。   关键词:供水工程;过河管;施工   中图分类号:TU992.05   文献标识码:C ...

标题:

沧州南排河过河管的施工

可见全文

作者:

张自力;孙连堆;

发布时间:

2001-4-17

出自:

《中国给水排水》 2001年 第4期

关键字:

供水工程;过河管;施工

摘 要:

    

简介:

张自力,孙连堆
(沧州市供水总公司,河北沧州061000)

  摘 要:介绍了沧州“改水降氟工程”中供水管道途经南排河(河床为流沙土壤)时带水作业的施工措施,可供类似工程借鉴。
  关键词:供水工程;过河管;施工
  中图分类号:TU992.05
  文献标识码:C
  文章编号:1000-4602(2001)04-0062-02

  “改水降氟工程”是沧州市重点工程,由东水厂、输水管线和市区管网改造工程组成。输水管线工程南起大浪淀水库,北至东水厂,管线全长19.7 km,管径为DN1 200,管材选用预应力混凝土管(管线途经八条河流、穿越两条国道及京沪铁路处采用钢管)。

  1 工程中遇到的问题

  南排河位于沧州市南约8 km处,河道宽140 m,南侧河堤宽60 m,北河堤宽110 m,河堤高出地面4.2 m,为沙性土壤。南排河是重要的排灌河道,也是本项工程的必经之路,而且是工程中施工难度较大的环节。原设计过河管道为倒虹吸管,设计DN1 200,钢管长360 m,河道两侧各设DN820排水管一根。由于1996年为丰水年,降雨较多,为此沧县水利局在南排河存储了约2 000×104m3水,用于来年的农业生产。施工地段南排河河道水位5.5 m,河底高程1.2 m,水深4.3 m,据地质资料记载:该地段河床为流沙土壤,带水作业难度较大,很难达到理想的施工效果。

  2 施工方案的比较

  鉴于河道现状及工期的紧迫性,工程技术人员及有关专家经多方论证,提出如下施工方案:
  ①两侧打堰方案
  从上、下游各100 m处填筑土堰,堰高超出水面1.0 m,堰顶高程约6.5 m,顶宽4.5 m,需土方约3×104m3,施工时坝体的密实性要求较为严格,待围堰完成后排除明水,按正常施工程序施工。但考虑到水的渗透压较大,很难通过打井降水达到施工条件,并且工期较长,土方量过大且取土较难,投资较大,该方案很难实现。
  ②打桩架空方案
  该方案在河内打800 mm钢筋混凝土桩18根,每根桩高约10 m,管道架于桩上,并做好保温防腐工作,施工时需建浮桥一座。由于河底为流沙底槽,带水施工难度较大,且工期难以保证,造价也过大,不易实现。
  ③大铲刮底方案
  该方案适于流动性河流,且河床要为非沙性土壤。而南排河水面静止,刮出淤泥不能被冲往下游,河床坡角不易刮到,并且河底为沙性土壤,难以达到设计高程,因此该方案难以实现。
  ④顶管过河方案
  该方案采用顶管穿越河底,出大堤后管道上翻,该方案难点在于:
  a.顶管工作坑深达8 m,排水较难,且河堤为沙性土壤,随时有塌方的危险。
  b.管道需穿出大堤,长度达310 m,距离过长,造价大增,且施工难度过大。
  c.河内水渗漏严重,难以达到安全施工。
  鉴于上述原因,该方案也被否认。基于上述分析,我们认为上述四种施工方法无论从工期、投资及施工难度等方面都是不允许的。

  3 设置临时管道方案的提出

  ①柔性连接管方案
  采用两端有法兰接口的橡胶软管,因橡胶软管使用灵活接口方便。由于管径过大而生产厂家较少,管线过长而运输不便,且一般橡胶软管的承压较低,因此该方案很快被否决了。
  ②临时管道方案
  先做好临时管沉于河底(河底不开挖),为防止管道应力过大,管道两侧加大支墩面积,河中心填石子支撑,两侧打桩固定。临时管道位于正式管道西侧,与河底斜交叉沉于河底,与两侧管道斜向连接。待来年5、6月份河道干涸后,围堰打井降水,再施工正式管道。由于临时管道与正式管道之间距离较近,造成施工不便,并且需停水2~3 d。
  ③DN800临时管道方案
  结合南排河过河管原有设计:两岸各设有一根DN800放空钢管,将临时管道的管径缩为DN800,并且将临时管道位置东移至距正式管道20m处,并暂时与两侧放空管连接,沉于河底,作为临时输水管道。这样不仅造价会降低,且施工难度大大减少,为此即对该方案做了详细的水力计算:临时管道总长240m,正式管道长200 m,不同流量时其对应水力坡度与水头损失见表1。

表1 不同管径的水力计算表
流量(m3/h)水力坡度(i=1/1 000)水头损失(kPa)
DN1200DN800DN1200DN800
28500.4473.530.8728.33
43500.9818.271.9619.40
50001.2911.12.5526.0

  通过以上计算可知,采用DN800钢管在正常运行时,供水泵站开两台泵,流量在10.44×104 m3/d时,水头损失增加17.64kPa,不影响正常供水。专家组成员一致认为,该方案无论从工期、投资、施工难度及可行性上都是最佳方案。

  4 临时过河管的设计与施工

  为了不影响来年枯水季节正常管道的施工,临时管线位于正常管线以东20 m处,两岸各设DN1 200阀门一个,这样待来年正式管道施工时,不停水即可完成正式管道的安装工作。为避免来年枯水期因管道重力而产生的应力,采用以下技术措施:
  ①下管前,应在河底每隔10 m采用纤维袋装碎石填至管底进行支撑。
  ②管线两侧下翻弯头采用混凝土支墩固定,支墩尺寸按中间段管线带水应力进行设计。
  ③因沉降可能产生应力处,尤其上弯、下翻弯头处,采用?25 mm钢筋加强强度。
  临时输水管线于两个月后全线贯通,经消毒冲洗后正式投入使用,一次试送水成功。南排河地表水经农业生产利用,在5月末基本用尽,正式管线按原过河管设计施工完成后,拆除露于河床上的临时管道,剩余部分留做管线检修放空、排水用。
  南排河管线变换前后,供水泵站设计供水量与出口压力见表2。

表2 两种管线的运行情况比较
运行方式流量(m3/h)泵站出口压力(MPa)
临时管线正式管线
开一台泵28500.120.11
开两台泵43500.320.3

  通过上述分析可知:管线运行情况与设计时所进行的水力计算基本上一致。

  5 结语

  输水管线投入使用后,结束了沧州市人民长期饮用高氟水的历史。为此,该项工程被授予“市长特别奖”,尤其对南排河过河管的设计施工给以了高度评价,并为类似工程的施工提供了有益的经验。


电话:(0317)2050034
收稿日期:2000-09-07

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