输水工程兴油路过路钢管施工方法
2014-04-02高英峰
高英峰
(辽宁润中供水有限责任公司，沈阳 110006)
输水工程兴油路过路钢管施工方法
高英峰
(辽宁润中供水有限责任公司，沈阳 110006)
大伙房水库输水工程(二期)8标兴油路过路钢管施工存在一定的困难，为此特别研究一套专门的施工方法，对相关的施工场地布置、施工降排水、砂浆包角施工、硅芯管敷设、卷扬机的选用与安装、钢丝绳及滑轮组安装、滑道安装、顶管内钢管安装等12个方面内容进行了阐述，并且对施工质量控制和施工安全管理进行了阐述。希望对同领域其他工作者提供借鉴和参考。
输水工程；过路钢管；施工；质量控制；安全管理
1 工程概况
输水工程兴油路过路钢管施工桩号为： PGG0+103.58～PGG0+333.665，钢管长度为230.085m，其中兴油路上游明埋段钢管的长度为39.821m，兴油路下游明埋段钢管的长度为88.264m，穿越过路顶管的钢管长度为102m。
2 施工方法
施工方法主要有12个方面：
2.1 施工场地布置
因兴油路过路钢管的安装分为明埋和在顶管内穿越施工两种作业方式。
对于穿越段钢管施工，需在钢管进入顶管前完成。将顶管工作井作为穿越段钢管的安装作业区，将上游侧顶管接收井作为拖拽钢管的卷扬机牵引作业区。
对于明埋段钢管施工，将施工路一侧(管线顺水流方向左侧)作为施工作业区及材料堆放区，右侧作为开挖料堆放区。
2.2 施工降排水
因兴油路过路钢管的施工区域位于水田区，宜在冬季施工。
进入夏季，水田区已通水泡田，导致地下水位上升。在施工时必须采取有效的降、排水措施。对顶管工作井及接收井内的渗水采取明排作业，对明埋段钢管采取井点降水。明排及井点降水排出的地下水经排水管汇入附近渠道内。
2.3 砂浆包角施工
钢管安装前先进行顶管内120°砂浆包角施工。砂浆包角施工前先将套管内的杂物及灰尘清除干净，并适当洒水润湿。砂浆采用混凝土拌合机在现场拌制。
将拌制好的砂浆采用溜槽滑入套管前端的储料槽内，用人工将砂浆倒入混凝土套管内，砂浆要注意调好稠度，采用人工对砂浆包角进行抹面找平。
2.4 硅芯管敷设
在套管的两侧距套管底面1m的部位设置膨胀螺栓作为硅芯管支撑杆，支撑杆间距为1.5m，支撑杆布置完后开始敷设硅芯管，敷设完的硅芯管用塑料绳绑扎固定[1]。
2.5 卷扬机的选用及安装
主要包括以下2个方面：
2.5.1 卷扬机选用
顶管内的钢管位移采用卷扬机进行拖拽，卷扬机的最大负荷按安装钢管最长节时的最大动力选用。
按钢管与轨道摩擦系数0.8取用，再辅以滑轮组配合用以节省拉力，西四处需用卷扬机的拉力为3t。
为保证钢管在卷扬机的拉力作用下匀速、稳定前行，并考虑到卷扬机拉力与钢管自重及所受摩擦力的影响因素，卷扬机对钢管的拉力采用滑轮组传递。
2.5.2 卷扬机安放
卷扬机安放在钢管里，底座与钢管采用焊接的方式进行固定，滑轮组固定点设置在下游顶管内侧的钢制支架上，该钢制支架的三个固定点焊接在顶管内侧的方形预埋铁上，卷扬机工作时，通过滑轮的转换和传递，将钢管徐徐拉进[2]。
2.6 钢丝绳及滑轮组安装
为保证钢管在卷扬机的拉力作用下匀速、稳定前行，并考虑到卷扬机拉力与钢管自重及所受摩擦力的影响因素，卷扬机对钢管的拉力采用3组动静滑轮传递。
为节约钢丝绳，在施工中采用如下方法进行：前24m(两根管)钢管拉力由卷扬机拉两根钢丝绳，一组动静滑轮提供；从24m(两根管)～48m(四根管)采用2组动静滑轮，4根钢丝绳提供；从48m以后采用3组动静滑轮，6根钢丝绳提供。
2.7 滑道安装
钢管在顶管内移动时为减小钢管与砂浆包角面的摩擦及防止钢管外防腐遭到破坏，采取在钢管端部焊接滑道的措施。顶管内所安装的钢管单根长度为6m，滑道采用14a槽钢，长度为50cm，分两排布置，对称焊接在钢管的两端。混凝土套管外部采用2个钢制马蹬作为托架支撑钢管，钢制马蹬托架采用140槽钢及角钢焊制而成。
2.8 钢管拉环的设置
钢板的拉环设置在钢管前端下部的两侧，为防止钢管拖拽时发生变形，在钢管两端的底部内侧焊接φ40钢管进行支撑固定。
2.9 顶管内钢管安装
钢管滑道、马蹬托架、卷扬机安装结束后，进行钢管的安装。钢管安装前先将与钢管滑道接触的砂浆表面涂抹一层黄甘油，用来减少滑道与砂浆表面的摩擦力，方便拖拽。
钢管安装时，由25t吊车将钢管吊放在混凝土套管外的马蹬托架上，并将钢丝绳穿入钢管前端的两个拉环内(钢丝绳从套管内串入)，由卷扬机提供拉力向套管内拉拽，当第一根管进入5.5m后(每根管为6m)外露0.5m时，卷扬机停止作业，将下一根钢管(6m长)吊放在马镫上与该根钢管焊接，焊接完成并对焊缝进行防腐后，卷扬机再次提供动力，拉入6m，停止作业，再与下一根钢管焊接，重复以上作业程序，直至顶管内的钢管安装完毕。
2.10 明埋段钢管的沟槽开挖及输气管线保护
开挖前先进行测量放线，确定开挖位置后再进行开挖施工，采用斗容为1.2m3的反铲进行开挖，开挖自上而下进行，开挖后的土料堆放在管道顺水流方向的右侧。
2.11 明埋段钢管安装
主要包括钢管吊装和钢管回填2个方面：
2.11.1 钢管吊装
钢管吊装包括以下6个步骤：
1)按施工图纸所示敷设管道和安装管节、配件。
2)下管采用 QY25汽车吊进行吊装。下管操作时，应使用对钢管防腐层无损伤的加皮套的钢绳或软吊带。
钢管吊起时绳索要保持一定的角度确保钢管变形力最小。为保护钢管外防腐，入沟槽前钢管要放在适当的砂袋拖架上，或沿沟槽堆砂或堆草。
3)在充分完成下管前准备工作基础上，下管时严格控制基准管即在一个管段中首先入槽的第一节管的安装，施工时将这节管的高程、中心线等技术条件都控制在十分准确的范围内。一般用管沟中心控制桩吊线找正，用水准仪控制标高。此管稳好后方可开始全管段的组焊安装。
4)下管时要采取措施防止杂质进入钢管或管件内，管内不能存有残渣、布条、器具或其它杂物。
5)铺管找正时可先测好尺寸立标志杆，按标准调整标高和坡度，标志杆要垂直在管线上方，每段有变坡度的管线至少要立3处标志杆。
在基准管稳好之后，其它管可从基准管的一端或两端同时开始安装，其方法是将钢管的一端中心与基准管中心对准，另一端与沟底中心桩找正，然后用水平仪核对高程，最后用调正卡具将钢管口对正，调整至设计要求为止。
6)每安装完一根钢管后应及时将可回填的部分回填，避免在地下水侵入的情况下将管道上浮。
2.11.2 钢管回填
遵守分区控制原则，回填由下到上分为：主管区回填(包含垫层)和开挖料回填。主管区回填料为中粗砂，主管区以上回填开挖料。
2.11.2.1 垫层区回填
是对管道受力影响最大的区域，根据招标图纸要求在管道安装前先在沟槽基底铺设中粗砂及碎石垫层，垫层厚度误差<20mm，采用4kW电动夯机进行压实。
2.11.2.2 主管区中粗砂回填
盘锦段管区回填范围为管底以上1m范围内。回填根据碾压试验的层厚要求分层夯实，相对密度满足设计要求。
2.11.2.3 开挖料回填
管区部位以上的回填为开挖料回填，压实度符合设计要求。
2.12 钢管内防腐施工
钢管内防腐施工包括4个方面：
2.12.1 施工准备
施工前，做好技术交底及安全作业交底，保证风、水、电等设施配备齐全及施工材料的充足，施工人员均做到持证上岗。
2.12.2 管内清理及除锈
分以下4个步骤进行：
1)首先要对管道内的杂物、积水进行清理，清除要彻底、干净。
2)之后进行手工清除浮锈、毛刺、氧化皮、油污和其它尘垢。
3)除锈后采用压缩空气清理灰尘，衬砌前如发现钢板表面污染或返锈，应重新处理。
4)内表面清理后，进行冲洗润湿。
注意事项：
1)水泥砂浆用水不得含有降低水泥砂浆强度、寿命和质量要求的有害杂质，其水质符合饮用水标准。
2)冲洗后的表面不得有灰尘，也不能有积水。
2.12.3 铺网
钢丝网与钢管内壁利用支撑点点焊固定，钢丝网纵筋环向间距为100mm，环向钢筋的水平间距为50mm。绑扎丝长度为180～240mm，且直径≥4mm。
2.12.4 铺筑砂浆
水泥砂浆在焊接、耐压试验、严密性试验及钢丝网铺设后进行，人工抹压方式进行衬砌。
给水钢管管道水泥砂浆衬里所形成隔水隔气的致密保护层，依赖于水泥砂浆与钢管道内壁的紧密结合程度。
水泥砂浆内防腐施工完后2h内将管道封堵。终凝后进行潮湿养护，时间≥8d，通水前应继续封堵，保持湿润，养护温度≥10℃且≤35℃。
3 施工质量控制
为保证工程质量，达到优质工程质量目标，项目部将配备各项专业管理人员，使项目部质量体系在该工程施工中得到有效的运行。按照标准工作程序覆盖各施工班组的管理工作和施工全过程，强化管理。
要建立健全各项规章制度，强化技术质量交底制，质量三检制，质量否决权与质量奖罚制，用严格的规章制度规范施工全过程。认真执行监理工程师制度，未经监理工程师检查同意，不进入下道工序施工。
4 施工安全管理
施工安全管理主要有以下6点：
1)施工之前与有管部门协调好，施工时通知村民，避免因施工引起纠纷。
2)施工期间安排专职安全员负责此段施工的安全。
3)在施工期间，施工现场周围设安全标识牌，在深度大的沟槽两侧架设护栏，并派专人监护边坡稳定情况，以便发现问题时及时通知沟槽内作业人员迅速撤离。
4)密切关注天气变化情况，及时做好防雨雪，防冻措施。
5)保护施工连续性，施工时保证连续作业，尽快回填。
6)钢管吊装时设专人进行监护和指挥。
[1]谢桂之.浅谈过路套管内穿管施工方法[J].科技资讯，2011(24)：132.
[2]刘本福，顾斌，卷扬机安全使用规则探讨[J].汽车工艺与材料，2012(06)：63-65.
1007-7596(2014)01-0069-03
2013-07-09
高英峰(1975-)，男，辽宁丹东人，工程师。
TU996
B
