[发明专利]一种砂地质水网地区管道施工方法

权利要求书

1.一种砂地质水网地区管道施工方法，其特征在于：

当施工地段处于在水网地区的沼泽地带时，其施工方法包括如下步骤：

A1、施工准备：确定好施工带，再按施工带长度准备好所需的施工设备并运输到指定位置；

A2、清淤作业：以人机协作模式，按挖机臂长在施工带双侧布置排桩和挡水板，并按次序进行布桩一段、刮淤一段的间断型作业方法进行施工带清淤作业，其中，清淤时采用挖机的挖斗进行横向刮淤，且清淤时仅将表层淤泥质沙土刮除而不挠动底层沉积砂；

A3、排水作业：在每段施工带清淤完成后，即在该段施工带的两侧排桩内沿开挖两条降水沟槽排水，降水沟槽深度低于清淤后施工带高度0.5-1m，降水沟槽内沿长度方向埋设有表面均匀密集布孔的积水沉管，使周围沉积砂内的水分汇聚到积水沉管内；降水沟槽按50m-60m间距挖设有积水坑，积水坑内放置隔砂筒，隔砂筒内置有潜水泵将隔砂筒内的积水不断抽排出去，排水目标以施工带内沉积砂的稳定性能保证履带挖机行走为准；

A4、管沟开挖：在每段施工带排水完成后，即按多层削方法进行管沟开挖，每层开挖深度不大于1m，在进行管沟开挖作业时，若施工带削低引起沉积砂水分增多导致不稳的情况时，采取二次加设降水沟槽排水，做法同步骤A3；

A5、管段铺设：在前一段施工带内进行管段预制，预制好后的管段通过滚轮架滑行到下一段的管沟上方，再将管段铺设在管沟内，然后在管段上间距2m-4m加设混凝土配重块，最覆土(砂)填埋；

当施工地段处于在水网地区的水田地带时，其施工方法包括如下步骤：

B1、施工准备：确定好施工带，再按施工带长度准备好所需的施工设备并运输到指定位置；

B2、排水作业：分段在施工带两侧临时筑坝围堰，在坝体内侧开设降水沟槽排水，降水沟槽内的积沙显著地段加设表面均匀密集布孔的积水沉管；降水沟槽按50m-60m间距设置积水坑，积水坑内放置隔砂筒，隔砂筒内置有潜水泵将隔砂筒内的积水不断抽排出去；排水完成后的施工带按气候条件实施分段晾晒，直至施工带内地基的承载力能保证履带挖机行走为准；如因地质及气候条件晾晒难以达到地基承载力要求的地段，铺设辅助管排或钢板；

B3、管沟开挖及管段铺设：先在地面进行管段预制，管段预制完成后即进行管沟开挖，管沟开挖完成后即进行管段的铺设；若管沟出现塌方风险，则采用三挖机进行作业，一号挖机在前开挖管沟后，二号挖机在后跟进清沟，三号挖机与二号挖机辅助管段置入并铺设在管沟内，管段铺设完成后，三号挖机跟进回填；其中，开挖与回填作业的间距不大于200m；回填与清沟作业的间距为80-100m；

当施工地段需穿越水网地区的公路或铁路时，其施工方法包括如下步骤：

C1、施工准备：确定施工带，准备好所需的施工设备并运输到指定位置；

C2、基坑开挖：在公路或铁路的两侧分别挖设一号基坑和二号基坑，一号和二号基坑均采用阶梯式扩大开挖法向地底一层一层分层开挖，第一层基础层扩大开挖完成后沿周向均匀挖设降水深井，降水深井的井深大于一号/二号基坑深度的3-5m；接着向下继续开挖，在开挖一号/二号基坑的最底层坑之前，沿着最底层坑的边沿周向紧密打入钢板桩，钢板桩打入深度为最底层坑深度的5m以上，再进行最底层坑的开挖作业，直至最底层坑开挖完成；

C3、轨道铺设：一号基坑的最底层坑开挖完成后，在最底层坑表面铺满碎石层和干水泥的混合体用于初步固化砂层，碎石层和干水泥的混合体厚度为20-30Cm，并在混合体表面铺设一层管排，用于稳定地基；接着在管排上水平铺设轨道并测量校准，轨道长度方向上的水平延长线穿过公路/铁路下方的地底直至延伸到二号基坑的最底层坑；

C4、套管穿越夯设：在一号基坑最底层坑的轨道铺设完成后，沿轨道长度方向朝公路/铁路下方的地底逐根水平夯入钢套管，每根钢套管夯入后留尾端0.5m与后续钢套管焊接，循环作业直至全部钢套管完全穿越过公路/铁路下方的地底并伸入到二号基坑的最底层坑，在每根钢套管穿越完成后，均通过人工对钢套管内的砂土进行挖除，使钢套管内保持中空状态；

C5、管段穿设：将管段穿设进钢套管内，第一根管段穿入前，其前端加设封头，每根管段穿入时留尾端1m与后续管段焊接，循环作业直至所有管段穿入，最后一根管段留出2-3m露出钢套管外；对管段试压合格后实施钢套管内注浆封堵，同时在钢套管的两端设置油麻封堵和混凝土浇筑固化，仅露出两端的管段管头；

当施工地段处于在水网地区的长距离厚砂层地带时，其施工方法包括如下步骤：

D1、确定方案：进行地质勘察和测量放线，选择合适的穿越出、入土端位置以及穿越层位方案；当穿越长度小于800米，穿越层位则选择在沉积砂层全程穿越的穿越方式；当穿越长度超过800米时，穿越层位则选择从出、入土两端穿过砾砂层后进入砾砂层下的稳定地层的穿越方式，且穿越时入土端的入土角度增加至10-12度，出土端的出土角度增加至9-13度，同时减小穿越曲率半径以减小在砾砂层的穿越长度；

D2、施工准备：根据施工方案，准备好施工设备并运输到指定位置；

D3、钻孔工序：通过钻具按方案的钻孔曲线进行导向孔钻孔，并在钻具后方2-3根钻杆位置增设组合型多节稳定器保证钻杆在砂层中的控向稳定；导向孔完成后，对入、出土端的导向孔孔径进行扩孔，扩孔后的孔径与导向孔孔径的差值小于200mm；

D4、回拖工序：用钻具带领管段从出土端进入沿导向孔穿越并从入土端拖出，另外，钻具与管段之间加设桶式扩孔器及多级扩孔器用于清孔。