观音阁输水工程北台段穿越桥梁施工浅析

徐世亮

(本溪泓源供水有限责任公司，辽宁 本溪 117000)

观音阁水库输水管线工程北台段输水工程管线连续穿越北台互通的三座匝道桥，由于管道沿桥下道路铺设，不具备垂直穿越桥孔条件，线路最小夹角发生在匝道桥约43°，匝道桥跨距20.0 m，穿越段最窄工作面发生在匝道桥，最窄处宽10.7 m。穿越桥梁施工难度大、危险系数高，工程施工需要根据实际状况确定实施方案。

1 工程概况

辽宁省观音阁水库输水工程位于本溪市，主要是保障本溪市城市供水安全，解决本钢和北台钢厂等企业用水问题，解决北台地区的生活用水水质问题，为本溪新城的发展提供水源保障，涉及本溪县、明山区、平山区、南芬区及本溪高新技术产业开发区，为大（2）型Ⅱ等工程。工程由取水头部、输水隧洞、消能电站、输水管线、调度中心、配水站等部分构成，线路总长91.3 km，其中管线长度49.8 km，隧洞长度41.5 km。工程最大输水设计规模为125万m3/d，年供水量4.08亿m3[1]。

2 穿越段条件

2.1 工程条件

该分支管线全线双管布置，管材选用2根DN1200 mm的PCCP管，在穿越段管材改为2根DN1200 mm的钢管，同槽埋设。输水管线穿越北台互通匝道桥段，受场地限制穿越桥孔段输水管为直埋钢管2根DN1200 mm，管材材料Q345B，壁厚12 mm，两管中心距2.02 m，管顶净埋深1.5 m，采用同槽方式埋设，最窄处通过匝道桥D的通道宽10.7 m。管沟回填砂砾料，压实相对密度不小于0.7。

穿越段管道位于细河右岸高速桥下的河堤路内，本段密实度为稍密状段，长1254 m，开挖岩性依次为回填土，层底埋深为4.2 m～5.5 m，局部夹有粉质粘土透镜体，圆砾。管基岩性为回填土，承载力建议值为180 kPa～200 kPa。输水工程穿越沈丹高速桥位置在北台分支管线处，该分支管线全线双管布置，管材选用2根DN1200 mm的PCCP管，在穿越段管材改为2根DN1200 mm的钢管，并采用分槽埋设。沈丹高速桥桥面板斜向跨距20.0 m，桥墩间垂直中心跨距18.1 m。

2.2 地质条件

穿越段管道位于细河右岸沈丹高速桥下的河堤内，第四系覆盖层较厚，上覆薄层杂填土，下部为卵石层，其中卵石层物质组成单一，主要为砂卵砾石，混有漂石，级配不均，分选性较好，粒径较大，卵砾石成分主要为灰白色硅质石英砂岩及页岩，局部混有铁矿石。根据钻探取芯判断，漂石径一般为20 cm～40 cm，亚圆状，浅表部为稍密状，深部为中密～密实状。杂填土主要由卵石、粉土、生活垃圾及少量圆砾组成。根据设计管道高程。卵砾石层地基承载力特征值为350 kPa～450 kPa，建议2.0 m以上取300 kPa，2.0 m以下取350 kPa。排水条件下覆盖层临时开挖边坡坡比建议1∶1，含水层渗透系数建议120 m/d～150 m/d[2]。

3 穿越工程施工

3.1 施工准备

测量放点由专业测量人员按图测放桩位点，经监理复核认可后施工。为防止在埋设护筒时桩位偏移，以Ф14钢筋将白灰插入护筒埋置深度以下。场地平整及通水、通电等三通一平问题应提前解决。泥浆排放场地及渣土堆放场地准备就绪。

3.2 穿越段管沟

采用明挖直埋钢管通过，管道沟槽开挖前先施工排桩支护工程，排桩为桩径0.6 m、间距1.8 m的钻孔灌注桩，桩体混凝土强度等级C30，排桩施工完毕后管沟分2层开挖至建基面，并对管沟边坡及时施作锚喷钢筋网支护，采用Φ6间距80 mm钢丝网，用Φ12拉筋与桩体连接，设Φ12钢筋钉，长度1.2 m，C30喷混凝土，厚80 mm。排桩支护桩顶距路面0.6 m，以上部分土体挖除，待管道施工完毕恢复路面。输水管线穿越沈丹高速桥段，为保证管线施工时不对桥梁正常运行造成影响，穿桥段输水管外套DN1800 mm的砼套管，套管布设范围为桥墩两侧每侧外延10.0 m，套管单根长按3.0 m计算，2根输水管外套套管长为45.0 m,采用分槽方式埋设，通过桥孔位置分别为2#～3#墩，3#～4#墩之间，套管管顶埋深1.2 m，并在套管顶增设0.5 m厚的格栅石笼以增加抗冲刷能力[3]。

穿越段管沟采用明挖直埋套管方式通过，管道沟槽开挖边坡1∶0.75，沟槽开挖深 3.51 m，上开口 10.58 m，沟槽开口坡顶距两侧桥墩基础边3.05 m。桥墩基础底面埋深3.5 m，管道建基面基本与桥基底面处于同一高程。该段管基承载力350 kPa，承载力较高满足管基受力要求，只在管底铺设150 mm厚砂垫层，以方便铺管。套管安装完毕即进行沟槽回填作业，回填土采用沟槽开挖土料，管区范围回填料剔除粒径大于50 mm的颗粒以满足管道施工安装规范要求，沟槽回填土压实度不小于90%，穿越段回填后恢复桥下及周边地形地貌。

3.3 基坑支护

3.3.1 桩基成孔施工

成孔采用正循环、刮刀钻头、回转钻进、泥浆护壁的施工方法。成孔质量控制标准，桩径允许偏差±50 mm，垂直度偏差小于1.5%，桩位允许偏差±50 mm。钢筋笼允许偏差见表1。

表1 钢筋笼制作允许误差表

加强筋与主筋点焊连接，焊接应牢固。螺旋筋与主筋的连接，应采用铁丝绑扎，并间隔点焊固定。钢筋笼制作前将主筋调直、除锈，并准确控制下料长度。制作时应加保护层垫块或耳环，钢筋笼保护层厚度偏差为±20 mm。成型的钢筋笼平卧堆放在干静的地面上，经验收合格后方可安装。钢筋笼分段制作，孔口焊接，每段长度不宜大于8 m，焊接应符合设计及有关规范要求。钢筋笼安装入孔时，应保持垂直，对准孔位徐徐下放，避免碰撞孔壁，下笼时遇阻不得强行下放，应查明原因，处理后再继续下放。钢筋笼安装深度应符合设计要求，顶面标高与底面标高误差不得大于100 mm。钢筋笼安装完毕后，应检查安装位置，确认符合要求后，将钢筋笼用吊筋固定，避免灌注过程中出现上浮或下落现象[4]。

3.3.2 水下混凝土灌注

灌注前应进行沉渣测量，沉渣符合要求后，安装隔水塞，边灌注边起拔拆卸导管。开始灌注时，先配置0.1 m3～0.2 m3流动性好的水泥砂浆，倒入导管内隔水塞以上空间，后将首批混凝土倒入漏斗内；首批混凝土量应保证导管底部管外埋深1.0 m～1.2 m以上；每隔一段时间测一次混凝土面的高度，导管最小埋深不得小于2 m；混凝土实际灌注高度应大于设计桩顶标高0.5 m以上，经测定符合要求后，方可停止灌注。

3.3.3 槽内支撑施工

灌注桩施工完毕后浇筑桩顶盖梁(C30)，盖梁尺寸宽×高(900 mm×500 mm),待桩体及盖梁砼强度达到设计强度方可施工内支撑。内支撑采用钢制结构，内撑反力不小于80 kN/m。基坑分层开挖，每层开挖完毕，坑壁衬16号钢丝网，网孔20 mm，采用膨胀螺栓和25b槽钢固定在桩基上，必要时钢丝网与槽钢焊接。管线安装并验收合格后，穿越段管周回填C20砼至管顶0.5 m高。沟槽其余部份回填开挖料。管周砼养护28 d后方可拆除盖梁处的的内支撑。施工过程中，必须遵守地方有关对施工现场交通和施工噪音或其它污染的管理规定，并保证施工现场整洁、文明、卫生，按相关安全操作规程进行施工。

4 结语

观音阁水库输水管线工程北台段经过严谨的施工现状及条件分析，不断地完善施工组织措施，加强安全防护，按照计划工期要求顺利完成了沈丹高速三座桥梁的穿越工程，且质量评定达到优良标准，通过实践证明该方案具有一定的可行性。