三明市污水处理厂(列西)

1，工程简介
三明污水处理二期列西污水处理厂是三明市的重点项目，它位于列西北山新村麦陀菜地，是市政府为民办实事的又一个项目，它的施工受到了广大市民的关注.
2，倒虹管工程概况及难点
    沙溪河倒虹管是三明市污水处理二期管道工程中的一个项目，位于下洋悬索桥下游三百米处，有两条直径为DN600mm的钢管组成，两管之间净距为1m，河中心直线段钢管长度为156.65m，管底标高为116.7m.斜坡段右岸自桩号5.98m至29.04m，水平投影长度为23.06m;左岸自185.70m至214.35m，水平投影长度为28.65m.桩号0.00m至5.98m和214.35m至220.79m两段应和两端闸阀井一起施工.
2.1进水井地形复杂
    倒虹管进水井位于沙溪河东岸，介于防洪堤与江滨路之间，地形狭窄，施工难度大.进水井的平面尺寸为2.8m×4.8m，基础底面标高123.7m，而沙溪河的常水位为125.5m，垫层底在常水位以下9.29m，水下施工增加了施工难度.且进水井靠沙溪河一侧离防洪堤边为3.5m，靠江滨路一侧紧挨着高差为5.7m的土坡，侧向土压力大.
图 1 进水井立面图
2.2水下爆破.
    在进行河床沟槽开挖时，发现桩号20m至180m段下有岩层，岩层级别属Ⅹ-Ⅻ级.管道标高116.7m，沟槽设计开挖断面宽度为4.2m，总长约160 m.挖沙船挖不动，需采取水下爆破.由于该区是山区，在雨季时，河闸开放，并带来了大量泥沙石，在水静止情况下，沉淀河床底，沙石对水下钻孔影响较大，容易卡钻堵孔，增加施工难度.该区域两侧有建筑物(防洪堤，桥梁，民房，道路)，道路，桥梁是三明市区主要交通要道，来往人行车辆比较频繁，影响较大.为此施工时必须采取措施，采用特种爆坡
2.3倒虹钢管的分节设计
    倒虹钢管有两条，每条钢管的长度为209.27m，水平投影208.37m，因此防止应力集中破坏钢管结构，是进行钢管分节设计要考虑的首要因素，也是本工程的难点之一.在充分考虑各方面因素后，设计为32m直管6节，27.27m直管2节，21.84m直管2节，32.02m折角12度2节，32.02m折角9度2节，两条钢管共分为14节. 图2 过河倒虹管大样图
2.4 工期与造价控制要求较高
本工程的合同工期为300日历天，工期要求较紧，又因为是为民办实事项目，是民众关注的焦点，同时在招标阶段，中标价较低.这些因素都对方案的制定带来了很大的约束.
3， 施工主要技术
3.1钢管的制作
    钢管两端焊接法兰盘，法兰盘的材质为不锈钢，钢板厚度为20mm，与钢管焊接采用不锈钢焊条.法兰盘联接面的焊缝不得突出联接面，如有焊缝突出必须用砂轮磨平.法兰盘螺栓孔中心位置的加工误差在±1.0mm，法兰盘联接面平整度的误差小于1.5mm;法兰盘与钢管焊接垂直度的误差小于2.0mm，环型橡胶垫螺栓孔中心位置的加工误差在±1.0mm，六角螺栓的丝扣长度不得小于60mm.钢吊点的材质与钢管材质相同.吊点在焊接时，其纵向中心线的位置必须与某一对螺栓孔中心线一致，即两个吊点与两个螺栓孔中心为4点一线，其误差在±1.0mm，吊点焊接的横向位置误差在±3.0mm.各节钢管在焊接加工后，均需作防腐处理.并按施工进度，安装要求(编号)制作钢管及时提供给施工方使用.
3.2，基坑开挖
    采用沙溪河内现有的挖沙船进行基槽开挖，边线用陆上的导标控制，开挖深度用水位尺控制.直线段槽底开挖标高为116.21m.基槽开挖的砂石暂存在施工现场岸边.由于在开挖过程遇岩石，拟采用定向控制爆破，并采用钻密孔，少药量并用间隔装药，用延期导爆管引爆，才能减少地震及冲击波影响，保证建筑物不受影响.
在岸侧前沿钻一排防护孔，孔径为Φ80—Φ100，孔距为0.30米，孔深为4m(比爆破孔深度1倍)，距离为15m一头. 
本工程采用QKY100型潜钻孔，孔径为Φ95-Φ100，孔距为2.5m，排距为2m，钻孔为10m×150m，爆破主孔为575只，平均深为3.0m，总长为1725m.建筑物安全距离一般最大震速不超过10cm/秒.
根据萨道夫斯基的经验公式:
Ce=K(3 C/R)Q
Ce=70(3 32/12) 15=9.52cm/秒
(1)Ce=最大震动速度(不超过10cm/秒)
k=土石质系数(岩为30-70均可)
(3) C=为一次爆破最大量
(4) R=为爆破中心至保护建筑安全距离
图 3 爆破结孔示意图
电路网络:采用串，并联，起爆电压为380V.

图 4 电路网路图
爆破时要做好防护措施(如岸侧2头打防护孔)，并陆上有警戒人员，河上有警戒船，确保过路人员和船只安全.
3.3作水下砂垫墩
潜水员在基槽上作砂垫墩，制作砂垫墩主要为了稳固钢管，防止钢管移位.砂垫墩用编织袋装砂子制作，砂墩高约0.5m，每节钢管作四个墩，间距9m.用挖砂船配合施工，用拉测绳和经纬仪观测垂线控制砂垫墩中心位置，用水准仪观测水面塔尺控制砂垫墩标高.钢管沉降予留量5cm.
3.4钢管运输
在施工现场旁停一台吊车，将两端用封堵法兰盖板密封好，然后将密封的一节钢管吊放在水中，机动船将钢管托运到已驻好位置的挖砂船中间.
3.5钢管沉放
利用挖砂船上的起吊设备吊好一头，卸掉法兰盖板，将水慢慢进入管中，然后在改装的另一台起吊设备上吊起另一端.以同样的方法卸掉法兰盖板，将两吊点一并放松.慢慢沉入水中，由潜水员在基槽处指挥钢管定位及沉放在砂垫墩上，并上好部份法兰螺栓，再次用经纬仪和水准仪校核钢管位置及高程，符合标准后，潜水员再将全部法兰螺栓拧紧.为防止管内进砂，钢管两端临时用帆布堵严.
钢管沉放顺序由直线段开始，由左岸逐节向右岸沉放;先沉放位于上游的钢管，再沉放位于下游的钢管，最后沉放靠近两岸边的斜坡钢管.
3.6压力试验
在钢管两端安装封闭的法兰盘钢板，并用高压管与封堵钢板相连，在左岸安放试压泵，接通高压管进行压力试验，符合施工规范要求后再进行下道工序.
3.7基槽回填
两条钢管安装完成后，基槽回填工作要分为二步进行:
首先采用中粗砂回填.
小机动船停靠在小码头处，用铲车将中粗砂装在小机动船吊斗内，机动船运砂至挖砂船前方定位，挖砂船将吊斗沉入水中，由潜水员指挥将中粗砂均匀对称地抛填在倒虹管钢管两侧.
基槽内中粗砂的回填高度为1.4m，高出倒虹钢管顶部0.3m ，回填中粗砂的表面还要由潜水员进行水下整平.
⑵中粗砂上覆盖粗砂石，回填方法与回填中粗砂方法基本相同，回填高度与原河床面一样高.
4，体会
4.1本工程利用沙溪河内现有的挖砂船进行开挖和回填，此种做法可使现有资源得到充分利用，又可降低造价.因此，在工程招标阶段就应对工程的所处环境进行调查，在同样的条件下作出的报价就比竞争对手低，这样有利于承包到该工程，又可在承接到该工程后迅速开展工作.
4.2考虑到送水井位置水压力大，渗水严重，因此送水井的四周采用帷幕注浆，实践证明，采取此方案，有利于保证送水井的施工质量和安全.
4.3在距保护建筑物较近距离进行爆破，采用钻密孔，少药量并用间隔装药，用延期导爆管引爆，可将地震及冲击波影响减到最小.
4.4合理的工序安排，有利于保证工期.施工过程中的信息化指导是预防工程事故，判断工程安全最权威，最直接的手段，也是工程施工实施效果的检验的主要依据和方法.