淺談湄洲島跨海供水工程海灘段玻璃鋼管鋪設施工技術
1.概述
福建省莆田市湄洲島跨海供水工程是解決島上年降雨量少,水資源嚴重不足.遠不能滿足海上保護神媽祖故鄉、旅游度假區建設日益發展的需要。為解決這一問題,經福建省計委批準,湄洲島跨海供水工程于1999年5月20日動工興建,也是島上管道鋪設開工之日。水源取自東圳水庫引水的湄洲灣北岸供水工程,島上鋪設¢600mm輸水管道長3.20km ,設計流量0.23m3/s,其中離心澆鑄玻璃鋼管長1.40km.預應力鋼筋砼管長1.60km,檢修閥井3個,排泥閥井2個,排氣閥井2個,砼鎮墩l6個。該項目是湄洲島跨海供水工程關鍵的施工項目之一,它的順利完成為2000年湄洲島媽祖國際旅游節試通水的成功.具有很大的政治意義。
2.管材性能和特點
島上鋪設的管道.根據島上管線所經過的不同地段,選用具有不同性能和特點的管材。在丘陵和地下水庫地段選用預應力鋼筋砼管;而海灘段則選用具有耐腐蝕、不生銹、使用壽命長、重量輕、易切割、剛度大、造價低等性能和特點的離心澆鑄玻璃鋼管,它是海灘段長期受海水浸泡地區較為理想的管材。
3.海灘段地質和潮位情況
根據湄洲島跨海供水工程地質鉆探資料,海灘段地質情況,上部為粗中砂,厚2m-5m,下部為殘積沙質粘土,玻璃鋼管鋪設在砂層下部或砂質粘土層上部;該海灘段地處湄洲灣出???,潮汐為半日潮型,高潮位(黃零)3.38m,低潮位-3.34m,大潮差6.72m。
4.施工技術
受潮汐和海灘地質條件影響,溝槽開挖時,經常發生流沙、塌方現象:玻璃鋼管安裝時.發生浮管、變位、直至脫節;壓水試驗堵頭砌體砌、拆工程量大、施工困難,設備、人員受場地及潮汐限制;排泥閥井施工條件差、難度大等問題。為了解決這些問題,在施工過程中采取了以下幾個工程措施:
4.1放緩坡度,集中排水 為了加快島上灘地玻璃鋼管安裝進度,充分利用潮水漲、落時間,當海水退潮至溝槽設計底高程時,就得開始溝槽的開挖。在溝槽的開挖過程中,由于海灘中的海水無法在幾小時的短時間內排出,溝槽周邊沙體含水量大,容易發生流沙、塌方現象。
為了保證開挖邊坡的穩定,除了變緩開挖坡度,從1:1增至1:1.5,利用寬履帶PC-200挖掘機由底往高處開挖溝槽以加快開挖速度外,在‘安裝每根玻璃鋼管時。需在管外側,即靠外海側,人工挖集水坑2-3個,坑深以能淹沒潛水泵為宜,然后放好攔污柵,進行多處集中排水,保證溝槽約10米長范圍內邊坡不至于發生流沙及塌方現象的發生。
4.2改進安裝技術,及時回填沙土 當溝槽開挖斷面和高程驗收合格后,即可進行玻璃鋼管的安裝,由于玻璃鋼管的連接采用FWC接頭,與預應力鋼筋砼承插式接頭不同,若完全采用預應力鋼筋砼管的安裝方法,只能是事倍功半,為此,針對該接頭密封性好,管頭插入阻力大、重量輕的特點,采用潤滑和輕擺相結合的方法,大大加快玻璃鋼管的安裝速度。其施工工序如下:安裝前,將FWC接頭沖洗干凈、擦干,并在FWC接頭內側止水橡膠涂上潤滑劑;安裝時,人工抬玻璃鋼管對位,待手拉葫蘆拉緊后,安裝工人將管另一端抬起,并左右輕輕擺動玻璃鋼管,做到緩慢拉緊和輕輕擺動同時協調進行,直至到達設計位置。在檢查管的安裝高程、軸線及就位符合設計要求后,即可用對稱均勻進行管兩側的沙回填,回填至管頂以上60cm厚即可,其余的回填沙可不必回填,待漲潮時,利用潮水沖刷,會將灘地恢復至原地貌,可節省回填時間。這樣,既達到加快安裝速度,節省了回填時間,有利于溝槽的順利開挖,又通過管頂回填砂壓載,解決了玻璃鋼管浮管、變位、脫節的問題。4-3封堵管口.立穩標桿由于開挖的溝槽在漲潮時,會被海浪沖填恢復原貌,若玻璃鋼管、尾兩端管口沒有及時封堵好,海水和沙將灌人已安裝好的管內,造成管內大量淤沙,只能拆管取沙、重新開挖、安裝等工序,這樣不僅影響了工期而且影響了工程質量,造成了經濟損失:若沒有立穩標桿,原來安裝的后一根管口需重新測量控制定位。所以,在每天撤場前,一定要將管口用可靠的盲板封堵好,填足沙,以免盲板變位,并立桿做好標志,不致于盲目開挖,挖壞管子。
4.4改變堵頭型式,簡化鎮墩結構 島上管道設計壓力為0.6Mpa.試驗壓力0.9Mpa,試驗時堵頭大推力249KN,經計算需砌筑58m 的條石砌體。但受潮汐影響,不僅壓水試驗的機械設備布置在灘地上操作困難,而且推力墩砌體的砌筑、拆除需筑圍堰難度大,費用高。為了解決這些困難,利用連通管傳遞水壓力,并改變堵頭型式,將部分水壓力轉變為內力,抵消大部分左、右壓水試驗段的推力,使推力墩的體積大大減小,達到直接利用拐點砼鎮墩的效果,同時為方便壓水試驗工作,通過連通管把壓水試驗設備布設在不受潮水影響的地段上.就能達到充水、加壓的目的。在具體實施時,先,應制作好連通盲管。如附圖,取一節長2米~600mm的鋼管,在管中間焊盲板,盲板兩側管頂分別焊接帶球閥的15mm鍍鋅管1根,用于安裝壓力表;1根25ram管作排氣:1根50nml管作注水及傳遞水壓力;在管底部預留~50mm底孔,以便放空水。其次,選好壓水試驗段的分界位,選擇在輸水管道的轉彎處,利用轉角處的砼鎮墩作為鎮墩兩側壓水試驗段的推力墩.這樣可節省推力墩砌體的砌、拆,圍堰填筑等費用,減少工程投資。

4.5閥井施工、措施得當 排泥閥井位于海灘段低處,地質條件差.上部為細砂,下部為粉質粘土,基坑開挖時容易發生流沙、塌方,而且閥井基礎的開挖是越挖越爛,若圍堰外的水位高了那就更加嚴重。所以.為了爭取在短時間里,保質完成閥井的施工任務,經精心組織制定了切實可行的施工方案。
(1)在時間選擇方面,選擇低潮位,風浪較平靜時段,可降低一半的圍堰高度,節省圍堰造價,減少滲水量、流沙及塌方的發生,更主要保證基坑內施工人員的安全;
(2)基坑開挖時,選擇PC一200挖掘機開挖基坑,在漲潮之前完成基坑開挖和邊坡支護任務,保證基坑邊坡穩定;
(3)粉質粘土地基處理,由于海水滲透,粉質粘土受開挖擾動成稀泥,為加快進度,保證工程質量,采用泥漿泵將表層稀泥抽排干凈,然后鋪墊800mm厚塊石,采用挖掘機強夯塊石的辦法,加固閥井基礎,效果非常理想,并將濕井和排泥井的底板相連形成整體,增加其穩定性;
(4)閥井結構方面,為了保證閥井能在短時間內發揮其作用,將常規砌磚排泥閥井更改為鋼筋砼結構,施工時,外側模板采用鋼模,內側用木模,木模待28天后拆除,這樣保證了鋼筋砼閥井在強度未達到設計要求時,受外力作用,不產生變形、防止閥井漏水或破壞。
5.結束語
湄洲島跨海供水海灘段經過精心組織施工,并施工中對發現的問題,不斷改進措施,及時解決實際問題,確保了工程項目的順利完成。本工程實現一次性試通水成功,并經近幾年的運行,其社會和經濟效益顯著。
福建省莆田市湄洲島跨海供水工程是解決島上年降雨量少,水資源嚴重不足.遠不能滿足海上保護神媽祖故鄉、旅游度假區建設日益發展的需要。為解決這一問題,經福建省計委批準,湄洲島跨海供水工程于1999年5月20日動工興建,也是島上管道鋪設開工之日。水源取自東圳水庫引水的湄洲灣北岸供水工程,島上鋪設¢600mm輸水管道長3.20km ,設計流量0.23m3/s,其中離心澆鑄玻璃鋼管長1.40km.預應力鋼筋砼管長1.60km,檢修閥井3個,排泥閥井2個,排氣閥井2個,砼鎮墩l6個。該項目是湄洲島跨海供水工程關鍵的施工項目之一,它的順利完成為2000年湄洲島媽祖國際旅游節試通水的成功.具有很大的政治意義。
2.管材性能和特點
島上鋪設的管道.根據島上管線所經過的不同地段,選用具有不同性能和特點的管材。在丘陵和地下水庫地段選用預應力鋼筋砼管;而海灘段則選用具有耐腐蝕、不生銹、使用壽命長、重量輕、易切割、剛度大、造價低等性能和特點的離心澆鑄玻璃鋼管,它是海灘段長期受海水浸泡地區較為理想的管材。
3.海灘段地質和潮位情況
根據湄洲島跨海供水工程地質鉆探資料,海灘段地質情況,上部為粗中砂,厚2m-5m,下部為殘積沙質粘土,玻璃鋼管鋪設在砂層下部或砂質粘土層上部;該海灘段地處湄洲灣出???,潮汐為半日潮型,高潮位(黃零)3.38m,低潮位-3.34m,大潮差6.72m。
4.施工技術
受潮汐和海灘地質條件影響,溝槽開挖時,經常發生流沙、塌方現象:玻璃鋼管安裝時.發生浮管、變位、直至脫節;壓水試驗堵頭砌體砌、拆工程量大、施工困難,設備、人員受場地及潮汐限制;排泥閥井施工條件差、難度大等問題。為了解決這些問題,在施工過程中采取了以下幾個工程措施:
4.1放緩坡度,集中排水 為了加快島上灘地玻璃鋼管安裝進度,充分利用潮水漲、落時間,當海水退潮至溝槽設計底高程時,就得開始溝槽的開挖。在溝槽的開挖過程中,由于海灘中的海水無法在幾小時的短時間內排出,溝槽周邊沙體含水量大,容易發生流沙、塌方現象。
為了保證開挖邊坡的穩定,除了變緩開挖坡度,從1:1增至1:1.5,利用寬履帶PC-200挖掘機由底往高處開挖溝槽以加快開挖速度外,在‘安裝每根玻璃鋼管時。需在管外側,即靠外海側,人工挖集水坑2-3個,坑深以能淹沒潛水泵為宜,然后放好攔污柵,進行多處集中排水,保證溝槽約10米長范圍內邊坡不至于發生流沙及塌方現象的發生。
4.2改進安裝技術,及時回填沙土 當溝槽開挖斷面和高程驗收合格后,即可進行玻璃鋼管的安裝,由于玻璃鋼管的連接采用FWC接頭,與預應力鋼筋砼承插式接頭不同,若完全采用預應力鋼筋砼管的安裝方法,只能是事倍功半,為此,針對該接頭密封性好,管頭插入阻力大、重量輕的特點,采用潤滑和輕擺相結合的方法,大大加快玻璃鋼管的安裝速度。其施工工序如下:安裝前,將FWC接頭沖洗干凈、擦干,并在FWC接頭內側止水橡膠涂上潤滑劑;安裝時,人工抬玻璃鋼管對位,待手拉葫蘆拉緊后,安裝工人將管另一端抬起,并左右輕輕擺動玻璃鋼管,做到緩慢拉緊和輕輕擺動同時協調進行,直至到達設計位置。在檢查管的安裝高程、軸線及就位符合設計要求后,即可用對稱均勻進行管兩側的沙回填,回填至管頂以上60cm厚即可,其余的回填沙可不必回填,待漲潮時,利用潮水沖刷,會將灘地恢復至原地貌,可節省回填時間。這樣,既達到加快安裝速度,節省了回填時間,有利于溝槽的順利開挖,又通過管頂回填砂壓載,解決了玻璃鋼管浮管、變位、脫節的問題。4-3封堵管口.立穩標桿由于開挖的溝槽在漲潮時,會被海浪沖填恢復原貌,若玻璃鋼管、尾兩端管口沒有及時封堵好,海水和沙將灌人已安裝好的管內,造成管內大量淤沙,只能拆管取沙、重新開挖、安裝等工序,這樣不僅影響了工期而且影響了工程質量,造成了經濟損失:若沒有立穩標桿,原來安裝的后一根管口需重新測量控制定位。所以,在每天撤場前,一定要將管口用可靠的盲板封堵好,填足沙,以免盲板變位,并立桿做好標志,不致于盲目開挖,挖壞管子。
4.4改變堵頭型式,簡化鎮墩結構 島上管道設計壓力為0.6Mpa.試驗壓力0.9Mpa,試驗時堵頭大推力249KN,經計算需砌筑58m 的條石砌體。但受潮汐影響,不僅壓水試驗的機械設備布置在灘地上操作困難,而且推力墩砌體的砌筑、拆除需筑圍堰難度大,費用高。為了解決這些困難,利用連通管傳遞水壓力,并改變堵頭型式,將部分水壓力轉變為內力,抵消大部分左、右壓水試驗段的推力,使推力墩的體積大大減小,達到直接利用拐點砼鎮墩的效果,同時為方便壓水試驗工作,通過連通管把壓水試驗設備布設在不受潮水影響的地段上.就能達到充水、加壓的目的。在具體實施時,先,應制作好連通盲管。如附圖,取一節長2米~600mm的鋼管,在管中間焊盲板,盲板兩側管頂分別焊接帶球閥的15mm鍍鋅管1根,用于安裝壓力表;1根25ram管作排氣:1根50nml管作注水及傳遞水壓力;在管底部預留~50mm底孔,以便放空水。其次,選好壓水試驗段的分界位,選擇在輸水管道的轉彎處,利用轉角處的砼鎮墩作為鎮墩兩側壓水試驗段的推力墩.這樣可節省推力墩砌體的砌、拆,圍堰填筑等費用,減少工程投資。

4.5閥井施工、措施得當 排泥閥井位于海灘段低處,地質條件差.上部為細砂,下部為粉質粘土,基坑開挖時容易發生流沙、塌方,而且閥井基礎的開挖是越挖越爛,若圍堰外的水位高了那就更加嚴重。所以.為了爭取在短時間里,保質完成閥井的施工任務,經精心組織制定了切實可行的施工方案。
(1)在時間選擇方面,選擇低潮位,風浪較平靜時段,可降低一半的圍堰高度,節省圍堰造價,減少滲水量、流沙及塌方的發生,更主要保證基坑內施工人員的安全;
(2)基坑開挖時,選擇PC一200挖掘機開挖基坑,在漲潮之前完成基坑開挖和邊坡支護任務,保證基坑邊坡穩定;
(3)粉質粘土地基處理,由于海水滲透,粉質粘土受開挖擾動成稀泥,為加快進度,保證工程質量,采用泥漿泵將表層稀泥抽排干凈,然后鋪墊800mm厚塊石,采用挖掘機強夯塊石的辦法,加固閥井基礎,效果非常理想,并將濕井和排泥井的底板相連形成整體,增加其穩定性;
(4)閥井結構方面,為了保證閥井能在短時間內發揮其作用,將常規砌磚排泥閥井更改為鋼筋砼結構,施工時,外側模板采用鋼模,內側用木模,木模待28天后拆除,這樣保證了鋼筋砼閥井在強度未達到設計要求時,受外力作用,不產生變形、防止閥井漏水或破壞。
5.結束語
湄洲島跨海供水海灘段經過精心組織施工,并施工中對發現的問題,不斷改進措施,及時解決實際問題,確保了工程項目的順利完成。本工程實現一次性試通水成功,并經近幾年的運行,其社會和經濟效益顯著。










































