浅谈湄洲岛跨海供水工程海滩段玻璃钢管铺设施工技术
1.概述
福建省莆田市湄洲岛跨海供水工程是解决岛上年降雨量少,水资源严重不足.远不能满足海上保护神妈祖故乡、旅游度假区建设日益发展的需要。为解决这一问题,经福建省计委批准,湄洲岛跨海供水工程于1999年5月20日动工兴建,也是岛上管道铺设开工之日。水源取自东圳水库引水的湄洲湾北岸供水工程,岛上铺设¢600mm输水管道长3.20km ,设计流量0.23m3/s,其中离心浇铸玻璃钢管长1.40km.预应力钢筋砼管长1.60km,检修阀井3个,排泥阀井2个,排气阀井2个,砼镇墩l6个。该项目是湄洲岛跨海供水工程关键的施工项目之一,它的顺利完成为2000年湄洲岛妈祖国际旅游节试通水的成功.具有很大的政治意义。
2.管材性能和特点
岛上铺设的管道.根据岛上管线所经过的不同地段,选用具有不同性能和特点的管材。在丘陵和地下水库地段选用预应力钢筋砼管;而海滩段则选用具有耐腐蚀、不生锈、使用寿命长、重量轻、易切割、刚度大、造价低等性能和特点的离心浇铸玻璃钢管,它是海滩段长期受海水浸泡地区较为理想的管材。
3.海滩段地质和潮位情况
根据湄洲岛跨海供水工程地质钻探资料,海滩段地质情况,上部为粗中砂,厚2m-5m,下部为残积沙质粘土,玻璃钢管铺设在砂层下部或砂质粘土层上部;该海滩段地处湄洲湾出海口,潮汐为半日潮型,高潮位(黄零)3.38m,低潮位-3.34m,大潮差6.72m。
4.施工技术
受潮汐和海滩地质条件影响,沟槽开挖时,经常发生流沙、塌方现象:玻璃钢管安装时.发生浮管、变位、直至脱节;压水试验堵头砌体砌、拆工程量大、施工困难,设备、人员受场地及潮汐限制;排泥阀井施工条件差、难度大等问题。为了解决这些问题,在施工过程中采取了以下几个工程措施:
4.1放缓坡度,集中排水 为了加快岛上滩地玻璃钢管安装进度,充分利用潮水涨、落时间,当海水退潮至沟槽设计底高程时,就得开始沟槽的开挖。在沟槽的开挖过程中,由于海滩中的海水无法在几小时的短时间内排出,沟槽周边沙体含水量大,容易发生流沙、塌方现象。
为了保证开挖边坡的稳定,除了变缓开挖坡度,从1:1增至1:1.5,利用宽履带PC-200挖掘机由底往高处开挖沟槽以加快开挖速度外,在‘安装每根玻璃钢管时。需在管外侧,即靠外海侧,人工挖集水坑2-3个,坑深以能淹没潜水泵为宜,然后放好拦污栅,进行多处集中排水,保证沟槽约10米长范围内边坡不至于发生流沙及塌方现象的发生。
4.2改进安装技术,及时回填沙土 当沟槽开挖断面和高程验收合格后,即可进行玻璃钢管的安装,由于玻璃钢管的连接采用FWC接头,与预应力钢筋砼承插式接头不同,若完全采用预应力钢筋砼管的安装方法,只能是事倍功半,为此,针对该接头密封性好,管头插入阻力大、重量轻的特点,采用润滑和轻摆相结合的方法,大大加快玻璃钢管的安装速度。其施工工序如下:安装前,将FWC接头冲洗干净、擦干,并在FWC接头内侧止水橡胶涂上润滑剂;安装时,人工抬玻璃钢管对位,待手拉葫芦拉紧后,安装工人将管另一端抬起,并左右轻轻摆动玻璃钢管,做到缓慢拉紧和轻轻摆动同时协调进行,直至到达设计位置。在检查管的安装高程、轴线及就位符合设计要求后,即可用对称均匀进行管两侧的沙回填,回填至管顶以上60cm厚即可,其余的回填沙可不必回填,待涨潮时,利用潮水冲刷,会将滩地恢复至原地貌,可节省回填时间。这样,既达到加快安装速度,节省了回填时间,有利于沟槽的顺利开挖,又通过管顶回填砂压载,解决了玻璃钢管浮管、变位、脱节的问题。4-3封堵管口.立稳标杆由于开挖的沟槽在涨潮时,会被海浪冲填恢复原貌,若玻璃钢管、尾两端管口没有及时封堵好,海水和沙将灌人已安装好的管内,造成管内大量淤沙,只能拆管取沙、重新开挖、安装等工序,这样不仅影响了工期而且影响了工程质量,造成了经济损失:若没有立稳标杆,原来安装的后一根管口需重新测量控制定位。所以,在每天撤场前,一定要将管口用可靠的盲板封堵好,填足沙,以免盲板变位,并立杆做好标志,不致于盲目开挖,挖坏管子。
4.4改变堵头型式,简化镇墩结构 岛上管道设计压力为0.6Mpa.试验压力0.9Mpa,试验时堵头大推力249KN,经计算需砌筑58m 的条石砌体。但受潮汐影响,不仅压水试验的机械设备布置在滩地上操作困难,而且推力墩砌体的砌筑、拆除需筑围堰难度大,费用高。为了解决这些困难,利用连通管传递水压力,并改变堵头型式,将部分水压力转变为内力,抵消大部分左、右压水试验段的推力,使推力墩的体积大大减小,达到直接利用拐点砼镇墩的效果,同时为方便压水试验工作,通过连通管把压水试验设备布设在不受潮水影响的地段上.就能达到充水、加压的目的。在具体实施时,先,应制作好连通盲管。如附图,取一节长2米~600mm的钢管,在管中间焊盲板,盲板两侧管顶分别焊接带球阀的15mm镀锌管1根,用于安装压力表;1根25ram管作排气:1根50nml管作注水及传递水压力;在管底部预留~50mm底孔,以便放空水。其次,选好压水试验段的分界位,选择在输水管道的转弯处,利用转角处的砼镇墩作为镇墩两侧压水试验段的推力墩.这样可节省推力墩砌体的砌、拆,围堰填筑等费用,减少工程投资。

4.5阀井施工、措施得当 排泥阀井位于海滩段低处,地质条件差.上部为细砂,下部为粉质粘土,基坑开挖时容易发生流沙、塌方,而且阀井基础的开挖是越挖越烂,若围堰外的水位高了那就更加严重。所以.为了争取在短时间里,保质完成阀井的施工任务,经精心组织制定了切实可行的施工方案。
(1)在时间选择方面,选择低潮位,风浪较平静时段,可降低一半的围堰高度,节省围堰造价,减少渗水量、流沙及塌方的发生,更主要保证基坑内施工人员的安全;
(2)基坑开挖时,选择PC一200挖掘机开挖基坑,在涨潮之前完成基坑开挖和边坡支护任务,保证基坑边坡稳定;
(3)粉质粘土地基处理,由于海水渗透,粉质粘土受开挖扰动成稀泥,为加快进度,保证工程质量,采用泥浆泵将表层稀泥抽排干净,然后铺垫800mm厚块石,采用挖掘机强夯块石的办法,加固阀井基础,效果非常理想,并将湿井和排泥井的底板相连形成整体,增加其稳定性;
(4)阀井结构方面,为了保证阀井能在短时间内发挥其作用,将常规砌砖排泥阀井更改为钢筋砼结构,施工时,外侧模板采用钢模,内侧用木模,木模待28天后拆除,这样保证了钢筋砼阀井在强度未达到设计要求时,受外力作用,不产生变形、防止阀井漏水或破坏。
5.结束语
湄洲岛跨海供水海滩段经过精心组织施工,并施工中对发现的问题,不断改进措施,及时解决实际问题,确保了工程项目的顺利完成。本工程实现一次性试通水成功,并经近几年的运行,其社会和经济效益显著。
福建省莆田市湄洲岛跨海供水工程是解决岛上年降雨量少,水资源严重不足.远不能满足海上保护神妈祖故乡、旅游度假区建设日益发展的需要。为解决这一问题,经福建省计委批准,湄洲岛跨海供水工程于1999年5月20日动工兴建,也是岛上管道铺设开工之日。水源取自东圳水库引水的湄洲湾北岸供水工程,岛上铺设¢600mm输水管道长3.20km ,设计流量0.23m3/s,其中离心浇铸玻璃钢管长1.40km.预应力钢筋砼管长1.60km,检修阀井3个,排泥阀井2个,排气阀井2个,砼镇墩l6个。该项目是湄洲岛跨海供水工程关键的施工项目之一,它的顺利完成为2000年湄洲岛妈祖国际旅游节试通水的成功.具有很大的政治意义。
2.管材性能和特点
岛上铺设的管道.根据岛上管线所经过的不同地段,选用具有不同性能和特点的管材。在丘陵和地下水库地段选用预应力钢筋砼管;而海滩段则选用具有耐腐蚀、不生锈、使用寿命长、重量轻、易切割、刚度大、造价低等性能和特点的离心浇铸玻璃钢管,它是海滩段长期受海水浸泡地区较为理想的管材。
3.海滩段地质和潮位情况
根据湄洲岛跨海供水工程地质钻探资料,海滩段地质情况,上部为粗中砂,厚2m-5m,下部为残积沙质粘土,玻璃钢管铺设在砂层下部或砂质粘土层上部;该海滩段地处湄洲湾出海口,潮汐为半日潮型,高潮位(黄零)3.38m,低潮位-3.34m,大潮差6.72m。
4.施工技术
受潮汐和海滩地质条件影响,沟槽开挖时,经常发生流沙、塌方现象:玻璃钢管安装时.发生浮管、变位、直至脱节;压水试验堵头砌体砌、拆工程量大、施工困难,设备、人员受场地及潮汐限制;排泥阀井施工条件差、难度大等问题。为了解决这些问题,在施工过程中采取了以下几个工程措施:
4.1放缓坡度,集中排水 为了加快岛上滩地玻璃钢管安装进度,充分利用潮水涨、落时间,当海水退潮至沟槽设计底高程时,就得开始沟槽的开挖。在沟槽的开挖过程中,由于海滩中的海水无法在几小时的短时间内排出,沟槽周边沙体含水量大,容易发生流沙、塌方现象。
为了保证开挖边坡的稳定,除了变缓开挖坡度,从1:1增至1:1.5,利用宽履带PC-200挖掘机由底往高处开挖沟槽以加快开挖速度外,在‘安装每根玻璃钢管时。需在管外侧,即靠外海侧,人工挖集水坑2-3个,坑深以能淹没潜水泵为宜,然后放好拦污栅,进行多处集中排水,保证沟槽约10米长范围内边坡不至于发生流沙及塌方现象的发生。
4.2改进安装技术,及时回填沙土 当沟槽开挖断面和高程验收合格后,即可进行玻璃钢管的安装,由于玻璃钢管的连接采用FWC接头,与预应力钢筋砼承插式接头不同,若完全采用预应力钢筋砼管的安装方法,只能是事倍功半,为此,针对该接头密封性好,管头插入阻力大、重量轻的特点,采用润滑和轻摆相结合的方法,大大加快玻璃钢管的安装速度。其施工工序如下:安装前,将FWC接头冲洗干净、擦干,并在FWC接头内侧止水橡胶涂上润滑剂;安装时,人工抬玻璃钢管对位,待手拉葫芦拉紧后,安装工人将管另一端抬起,并左右轻轻摆动玻璃钢管,做到缓慢拉紧和轻轻摆动同时协调进行,直至到达设计位置。在检查管的安装高程、轴线及就位符合设计要求后,即可用对称均匀进行管两侧的沙回填,回填至管顶以上60cm厚即可,其余的回填沙可不必回填,待涨潮时,利用潮水冲刷,会将滩地恢复至原地貌,可节省回填时间。这样,既达到加快安装速度,节省了回填时间,有利于沟槽的顺利开挖,又通过管顶回填砂压载,解决了玻璃钢管浮管、变位、脱节的问题。4-3封堵管口.立稳标杆由于开挖的沟槽在涨潮时,会被海浪冲填恢复原貌,若玻璃钢管、尾两端管口没有及时封堵好,海水和沙将灌人已安装好的管内,造成管内大量淤沙,只能拆管取沙、重新开挖、安装等工序,这样不仅影响了工期而且影响了工程质量,造成了经济损失:若没有立稳标杆,原来安装的后一根管口需重新测量控制定位。所以,在每天撤场前,一定要将管口用可靠的盲板封堵好,填足沙,以免盲板变位,并立杆做好标志,不致于盲目开挖,挖坏管子。
4.4改变堵头型式,简化镇墩结构 岛上管道设计压力为0.6Mpa.试验压力0.9Mpa,试验时堵头大推力249KN,经计算需砌筑58m 的条石砌体。但受潮汐影响,不仅压水试验的机械设备布置在滩地上操作困难,而且推力墩砌体的砌筑、拆除需筑围堰难度大,费用高。为了解决这些困难,利用连通管传递水压力,并改变堵头型式,将部分水压力转变为内力,抵消大部分左、右压水试验段的推力,使推力墩的体积大大减小,达到直接利用拐点砼镇墩的效果,同时为方便压水试验工作,通过连通管把压水试验设备布设在不受潮水影响的地段上.就能达到充水、加压的目的。在具体实施时,先,应制作好连通盲管。如附图,取一节长2米~600mm的钢管,在管中间焊盲板,盲板两侧管顶分别焊接带球阀的15mm镀锌管1根,用于安装压力表;1根25ram管作排气:1根50nml管作注水及传递水压力;在管底部预留~50mm底孔,以便放空水。其次,选好压水试验段的分界位,选择在输水管道的转弯处,利用转角处的砼镇墩作为镇墩两侧压水试验段的推力墩.这样可节省推力墩砌体的砌、拆,围堰填筑等费用,减少工程投资。

4.5阀井施工、措施得当 排泥阀井位于海滩段低处,地质条件差.上部为细砂,下部为粉质粘土,基坑开挖时容易发生流沙、塌方,而且阀井基础的开挖是越挖越烂,若围堰外的水位高了那就更加严重。所以.为了争取在短时间里,保质完成阀井的施工任务,经精心组织制定了切实可行的施工方案。
(1)在时间选择方面,选择低潮位,风浪较平静时段,可降低一半的围堰高度,节省围堰造价,减少渗水量、流沙及塌方的发生,更主要保证基坑内施工人员的安全;
(2)基坑开挖时,选择PC一200挖掘机开挖基坑,在涨潮之前完成基坑开挖和边坡支护任务,保证基坑边坡稳定;
(3)粉质粘土地基处理,由于海水渗透,粉质粘土受开挖扰动成稀泥,为加快进度,保证工程质量,采用泥浆泵将表层稀泥抽排干净,然后铺垫800mm厚块石,采用挖掘机强夯块石的办法,加固阀井基础,效果非常理想,并将湿井和排泥井的底板相连形成整体,增加其稳定性;
(4)阀井结构方面,为了保证阀井能在短时间内发挥其作用,将常规砌砖排泥阀井更改为钢筋砼结构,施工时,外侧模板采用钢模,内侧用木模,木模待28天后拆除,这样保证了钢筋砼阀井在强度未达到设计要求时,受外力作用,不产生变形、防止阀井漏水或破坏。
5.结束语
湄洲岛跨海供水海滩段经过精心组织施工,并施工中对发现的问题,不断改进措施,及时解决实际问题,确保了工程项目的顺利完成。本工程实现一次性试通水成功,并经近几年的运行,其社会和经济效益显著。








































