大直徑管道頂管內(nèi)穿管過路施工技術(shù)

陸小玲 韋鴻梅 駱 婧 洪昌標(biāo) 韋錦前

廣西建工集團(tuán)第二安裝建設(shè)有限公司 廣西 柳州 545006

1 工程概況

廣西來賓市廣投能源有限公司投資建設(shè)的來賓市河南工業(yè)園區(qū)（東區(qū)）集中供熱管網(wǎng)工程，位于廣西來賓市河南工業(yè)區(qū)內(nèi)，全長(zhǎng)13 km，是來賓市重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。本工程供熱管道為蒸汽管道，由2條通徑DN800 mm＋DN700 mm管道組成，屬于GC2級(jí)壓力管道。管道多處穿越高速公路、鐵路；多處跨越市政主干道；多處途經(jīng)村落、耕地、市政輔助道路等，管線最大穿越長(zhǎng)度達(dá)200 m。

針對(duì)以上難點(diǎn)，本工程過路段采用附著式牽引一體化大直徑管道頂管內(nèi)穿管過路施工技術(shù)進(jìn)行施工，該技術(shù)具有施工快捷、成本低、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。

2 施工工藝及操作要點(diǎn)

2.1 工藝原理

在頂管套管內(nèi)安裝滾動(dòng)支架作為傳動(dòng)系統(tǒng)，利用原頂管工作坑，在管道上焊接掛鉤連接鋼絲繩，在頂管外進(jìn)行管道接長(zhǎng)焊接、焊口檢測(cè)、防腐等施工后，通過動(dòng)力系統(tǒng)，即手動(dòng)葫蘆和電動(dòng)葫蘆牽引管道運(yùn)入頂管內(nèi)，在套管與管道之間安裝導(dǎo)向輪的定位軸作為管道定位，且保護(hù)了管道，形成了附著式牽引一體化的體系[1-5]。本工藝工序包含搭建作業(yè)平臺(tái)，安裝頂管內(nèi)部施工平面，制作滾軸給進(jìn)組件，制作內(nèi)管定位組件，給進(jìn)牽引施工等，完成一節(jié)管道拉動(dòng)施工后進(jìn)行后續(xù)管道焊接推進(jìn)等。

2.2 施工工藝流程

施工測(cè)量→搭建施工作業(yè)平臺(tái)→安裝支架→管道就位→制作定位組件→安裝牽引掛鉤→安裝滑輪組→連接牽引裝置→牽引施工→管道焊接→管道連續(xù)施焊、牽引→管道安裝就位→驗(yàn)收回填

2.3 操作要點(diǎn)

2.3.1 施工測(cè)量

1）熟悉設(shè)計(jì)圖紙資料，清楚管線布置、工藝設(shè)計(jì)和施工安裝要求。

2）熟悉現(xiàn)場(chǎng)情況，了解設(shè)計(jì)管線走向以及管線附近已有平面和高程控制點(diǎn)分布情況。

3）根據(jù)管道平面圖和已有控制點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際地形，做好實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算整理，并繪制測(cè)量圖。

4）管道中線定位及高程控制測(cè)量。管道的起點(diǎn)、終點(diǎn)為管道的主點(diǎn)，其位置在施工圖中確定，管線中線定位做法為將主點(diǎn)位置測(cè)設(shè)到地面及套管上，并用油漆標(biāo)定。管線是在現(xiàn)場(chǎng)直接選定或在大比例尺地形圖上設(shè)計(jì)，根據(jù)地物的關(guān)系來確定主點(diǎn)的位置，于此按照設(shè)計(jì)提供的關(guān)系數(shù)據(jù)，進(jìn)行管線定位。如現(xiàn)場(chǎng)無適當(dāng)控制點(diǎn)可資利用，可沿管線近處布設(shè)控制導(dǎo)線。管線定位時(shí)，最常采用極坐標(biāo)法與角度交會(huì)法。

2.3.2 搭建施工作業(yè)平臺(tái)

利用原有的頂管施工工程坑，使用槽鋼焊接，磚頭砌筑相互結(jié)合的方法，在頂管的工作坑位置，搭建一個(gè)內(nèi)穿管的焊接施工平臺(tái)，平臺(tái)搭建成功后上平面標(biāo)高稍微小于內(nèi)穿管的低平面標(biāo)高，在施工平臺(tái)上采用制作簡(jiǎn)易操作架和滑動(dòng)支架的方法建立一個(gè)滑動(dòng)組件，便于管道的對(duì)接和后期牽引。

2.3.3 安裝支架

由于內(nèi)管質(zhì)量大，給進(jìn)很困難，故采用滾動(dòng)支架給進(jìn)的方法，在管道中軸線正下方每隔5 m穩(wěn)固安裝1個(gè)滾動(dòng)支架，管道安裝完畢后滾動(dòng)支架不可取出，因此需做好防腐工作（圖1）。

圖1 管道套管內(nèi)貫穿過路剖面示意

2.3.4 管道就位

汽車起重機(jī)將管道吊至作業(yè)平臺(tái)上。吊裝前，必須做好全面、仔細(xì)的檢查核實(shí)工作。檢查設(shè)備安裝基準(zhǔn)標(biāo)記、方位線標(biāo)記是否正確；檢查材料碼放是否符合吊裝要求；吊裝索具的系接必須牢固，試吊前檢查確認(rèn)；吊裝總指揮進(jìn)行吊裝操作交底；布置各監(jiān)察崗位進(jìn)行監(jiān)察的要點(diǎn)及主要內(nèi)容；起吊放下進(jìn)行多次試驗(yàn)，使各部分具有協(xié)調(diào)性和安全性；復(fù)查各部位的變化情況等。

檢查各崗位到崗待命情況，并檢查各指揮信號(hào)系統(tǒng)是否正常；了解各崗位匯報(bào)準(zhǔn)備情況，并用信號(hào)及時(shí)通知指揮臺(tái)；正式起吊，使吊物離開地面500～800 mm時(shí)停止，并作進(jìn)一步檢查，各崗位應(yīng)匯報(bào)情況是否正常，正常則繼續(xù)起吊。構(gòu)件、材料或設(shè)備下落及就位時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照信號(hào)工指示慢放慢落，必要時(shí)應(yīng)有操作工人配合吊裝。

2.3.5 制作內(nèi)管定位組件

在第1節(jié)管道穿進(jìn)處的前方邊沿兩側(cè)，分別使用鋼板焊接1個(gè)凸出點(diǎn)，每個(gè)凸出結(jié)構(gòu)上安裝1個(gè)軸承，安裝好以后，使軸承的外沿盡量接近頂管內(nèi)壁，有效控制內(nèi)穿管在穿進(jìn)過程中左右偏離軸線，起到成品保護(hù)及導(dǎo)向的作用。

2.3.6 安裝牽引掛鉤

在管道最前端焊接固定牽引掛鉤，用于與前端牽引裝置連接，掛鉤上應(yīng)安裝萬向牽引環(huán)。

2.3.7 安裝滑輪組

在管道前工作坑安裝2組滑輪組，一組用于電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，另外一組用于手動(dòng)葫蘆。在管道給進(jìn)過程中，先用電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)推進(jìn)，控制速度并大致就位后，再用手動(dòng)葫蘆微調(diào)管道位置。

2.3.8 連接牽引裝置

利用已安裝好的牽引掛鉤與滑輪組進(jìn)行安全、有效的連接，使用的鋼絲繩必須滿足方案要求并經(jīng)過受力計(jì)算。

2.3.9 牽引施工

采用鋼絲繩加滑輪組件牽引作為內(nèi)管的給進(jìn)動(dòng)力，在頂管外部安裝定位導(dǎo)向滑輪，上穿鋼繩，內(nèi)管一端焊接牽引掛鉤，掛鉤上連接一個(gè)滑輪，鋼繩穿入，利用前后的2個(gè)滑輪減少穿進(jìn)拉力，用卷揚(yáng)機(jī)和手動(dòng)葫蘆作為動(dòng)力源，對(duì)內(nèi)管進(jìn)行牽引給進(jìn)（圖2）。

圖2 管道過路施工示意

2.3.10 管道焊接

吊下第2根管，進(jìn)行組對(duì)焊接，為了加快焊接速度，由2名電焊工在管道兩側(cè)分別同時(shí)施焊，焊接完畢探傷合格后防腐，再托入第2根管。反復(fù)操作直至管道全部托入。

2.3.11 管道連續(xù)施焊、牽引

管道繼續(xù)向前牽引，牽引過程中時(shí)刻確保管道在軸線范圍內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)用吊車配合管道組裝。

2.3.12 管道安裝就位

管道推動(dòng)到位后，要及時(shí)做好保護(hù)措施，防止雨水及雜物進(jìn)入管道，并及時(shí)連接出地管直至地埋管安裝完畢。

2.3.13 驗(yàn)收回填

施工班組對(duì)各自作業(yè)的每個(gè)焊口先做好自檢，填寫并整理好安裝記錄；自檢合格后向項(xiàng)目部提出申請(qǐng)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，并填寫申請(qǐng)表，復(fù)檢完成后通知監(jiān)理、業(yè)主單位進(jìn)行驗(yàn)收。施工記錄應(yīng)準(zhǔn)確、清晰、整潔、完整，按表格說明填寫，對(duì)表格中的缺項(xiàng)應(yīng)用斜線表示無此內(nèi)容，嚴(yán)禁涂改和弄虛作假。待管道按要求完成施工后，及時(shí)回填。

3 技術(shù)特點(diǎn)

本技術(shù)適用各類大型、中型管道的過路、過洞頂管內(nèi)穿管的施工，其具有以下特點(diǎn)：

1）由于普遍采用的大型鋼管焊接后自重較大，與套管之間的間距往往較小，以至于在穿越過程中困難較大。本技術(shù)采用在頂管套管內(nèi)底部安裝滾動(dòng)支架，再在前端工作坑采用葫蘆牽引同步滑動(dòng)的方式前進(jìn)，有效減小了摩擦阻力，克服了鋼管自重大、施工難的問題，使得管道水平穿越順暢。

2）本技術(shù)利用在管道外側(cè)選擇合適的位置焊接導(dǎo)向輪及對(duì)支架平臺(tái)高度的控制來保證鋼管穿越時(shí)軸線和高程的準(zhǔn)確性，操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)可靠。

3）本技術(shù)大大減少了內(nèi)管在頂管穿進(jìn)過程中的阻力，便于穿進(jìn)，有效保護(hù)了內(nèi)管外壁在穿進(jìn)中不會(huì)磨損，施工質(zhì)量有保證，節(jié)約了不必要的損耗，施工過程安全可靠，與傳統(tǒng)的施工方法相比施工更快捷。

4 結(jié)語

采用本技術(shù)可以大大減少內(nèi)管在頂管穿進(jìn)過程中的阻力，便于穿進(jìn)，有效地保護(hù)了內(nèi)管外壁不受磨損，具有施工快捷、成本低、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，可有效縮短管道過路施工周期，解決管道施工中由于管道過路安裝施工精度不足等問題，適用于各類大型、中型管道的過路、過洞頂管內(nèi)穿管的施工，可在類似管道工程施工項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。