淺談城市水源地輸配水管道工程施工工藝

陳 軍 （中鐵四局集團(tuán)市政工程有限公司，安徽 合肥 230000）

1 工程概況

鹽城市新水源地及引水工程射陽(yáng)支線一標(biāo)段工程位于江蘇省鹽城市，工程起點(diǎn)鹽龍湖增壓泵站，終點(diǎn)射陽(yáng)增壓泵站，管線跨越兩區(qū)兩縣，總長(zhǎng)度39km。

施工方法以開(kāi)槽埋管施工為主，過(guò)路、河流及成片魚(yú)塘采用頂管法施工，過(guò)河溝采用倒虹或橋管工藝。其中管道明挖敷設(shè)共27km，頂管管道8km，橋管23座共1.4km，46處倒虹管共2.6km。管道規(guī)格型號(hào)為D1420鋼管、D1520鋼管、D1820鋼管及DN1400球墨鑄鐵管，鋼管材質(zhì)為Q235B。

2 施工工藝

2.1 臨時(shí)道路及管材運(yùn)輸

因城市水源地輸水管道距離長(zhǎng)，穿越大片農(nóng)田。為減小農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)環(huán)境破壞，臨時(shí)便道采用鋪設(shè)鋼板便道，減小環(huán)境污染，同時(shí)可以靈活周轉(zhuǎn)，可大幅降低施工成本。

單節(jié)管道尺寸長(zhǎng)度有6m、8.15m及12m，鄉(xiāng)村道路及便道狹窄等級(jí)低，無(wú)法滿(mǎn)足大型運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)出，通過(guò)自行設(shè)計(jì)，制作一種長(zhǎng)管道框架式運(yùn)輸載具工裝，配合輪式拖拉機(jī)牽引設(shè)備，并輔以液壓提升和卸載功能，使之提高農(nóng)田地貌運(yùn)輸能力以及可獨(dú)立完成管材自出庫(kù)到現(xiàn)場(chǎng)卸管工作，保證了管材的及時(shí)供應(yīng)。

2.2 管道安裝

2.2.1 焊縫對(duì)口拼接

采用液壓鋼環(huán)式對(duì)口器代替?zhèn)鹘y(tǒng)焊接鋼板塊進(jìn)行管口對(duì)接，能夠大幅提高焊縫對(duì)口精度及對(duì)口定位效率。根據(jù)管徑大小定制匹配的液壓鋼環(huán)式管道外對(duì)口器，管道就位后調(diào)整坡口間隙在2～4mm范圍，安裝液壓千斤頂及夾緊箍。搖動(dòng)把手收緊抱箍，條形卡扣密貼鋼管外壁，同時(shí)擠壓兩側(cè)管口，并逐漸將兩側(cè)管口校正齊平，消除錯(cuò)臺(tái)，提高管道焊接對(duì)口的精度及效率。

2.2.2 管道焊接

為提高生產(chǎn)效率，引進(jìn)全位置管道自動(dòng)焊機(jī)進(jìn)行管道焊接，對(duì)全位置自動(dòng)焊接小車(chē)工作原理及實(shí)施條件，通過(guò)對(duì)設(shè)備的不斷調(diào)試，確定一套滿(mǎn)足自動(dòng)焊接要求、符合焊接質(zhì)量的功能參數(shù)，同時(shí)輔以焊機(jī)爬行軌跡的穩(wěn)固措施，實(shí)現(xiàn)管道接口的自動(dòng)焊接作業(yè)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工焊接作業(yè)。采用全位置管道自動(dòng)焊機(jī)，管道焊縫質(zhì)量高，無(wú)損檢測(cè)合格率可達(dá)98%，焊縫外觀整齊平整。同時(shí)自動(dòng)焊機(jī)焊接速度為手工焊的3倍。

2.2.3 鋼管焊接安全擋風(fēng)門(mén)架

特殊砂質(zhì)粉土地段管道焊接采用自行設(shè)計(jì)制作的鋼管焊接安全擋風(fēng)門(mén)架，能夠有效保證焊接作業(yè)安全及焊縫質(zhì)量。鋼管焊接安全防風(fēng)門(mén)架主體框架由槽鋼及薄鋼板經(jīng)加工焊接制作成“n”字形門(mén)架。在門(mén)架兩側(cè)增加可拆卸CO2氣保焊擋風(fēng)板，在門(mén)架頂部設(shè)置護(hù)欄及儲(chǔ)柜。鋼管焊接作業(yè)時(shí)，將門(mén)架吊至接口位置，焊工在門(mén)架內(nèi)或門(mén)架旁邊實(shí)施焊接，當(dāng)環(huán)境風(fēng)速超限值時(shí)，安放擋風(fēng)板實(shí)施焊接，消除風(fēng)速對(duì)CO2氣體保護(hù)焊接質(zhì)量的影響。

2.3 管道水壓試驗(yàn)

因水壓試驗(yàn)管段較多，制作了一種集堵板、注排水、排氣、測(cè)壓于一體的裝置，僅需與主管道端頭焊接即可進(jìn)行注水試壓，避免了在主管道上開(kāi)孔，提高了管道試壓效率。

2.4 管道除銹

采用除銹小車(chē)進(jìn)行管道內(nèi)壁機(jī)械除銹[1]。管道除銹小車(chē)行走裝置采用框架結(jié)構(gòu)，底部設(shè)置四個(gè)滾輪。除銹裝置采用集成鋼絲刷板，設(shè)置在除銹車(chē)前。在旋轉(zhuǎn)桿件上設(shè)置一根收緊彈簧保持鋼絲刷與管道內(nèi)壁保持緊密接觸，實(shí)現(xiàn)管道除銹功能。行走和旋轉(zhuǎn)除銹均采用電機(jī)提供動(dòng)力。除銹過(guò)程中啟動(dòng)排風(fēng)扇將管道內(nèi)揚(yáng)塵排至后方，保證作業(yè)面環(huán)境質(zhì)量及管道內(nèi)通風(fēng)。本工程管道除銹小車(chē)，每臺(tái)設(shè)備除銹工作可達(dá)到400m/臺(tái)班，除銹效果符合機(jī)械St3除銹等級(jí)要求，節(jié)約了勞動(dòng)力成本，提高了管道除銹效率。

3 小結(jié)與展望

充分發(fā)揮創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)小改小革能夠有效解決實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題。鹽城市水源地輸配水管道工程農(nóng)田地貌大口徑鋼管施工總結(jié)出的五項(xiàng)工藝（運(yùn)輸、對(duì)口、除銹、焊接、防風(fēng)），取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。實(shí)現(xiàn)管道工程機(jī)械集成一體化施工將是管道現(xiàn)代化施工發(fā)展趨勢(shì)。