淺析熱力管線工程施工技術經驗探討

劉陽

摘 ?要：A熱力管線工程由海淀區西翠路與玉淵潭南街交叉口到海淀區復興路，管線全長 766.1 米，管徑為 DN200-DN500。本文通過對該熱力管線工程施工所積累的一些主要技術經驗進行了探討，重點包括隧道穿越地鐵技術經驗、隧道暗折、漸變段支護體系經驗、長距離開挖洞內測量精度不足控制經驗、豎井、隧道二襯混凝土施工質量控制等經驗進行闡述。

關鍵詞：西翠路;熱路管線;經驗

緒論

A熱力管線工程-五棵松段，本工程敷設方式為暗挖通行地溝。本工程共新設固定 6 處、導向支架及滑動支墩若干。A熱力管線工程-復興路段的敷設方式：暗挖通行地溝。干線管徑DN500，1-1 斷面凈尺寸：2.6m×2.3m;管線全長 129.5 米。本文通過對該熱力管線工程施工所積累的一些主要技術經驗進行了探討，重點包括隧道穿越地鐵技術經驗、隧道暗折、漸變段支護體系經驗、長距離開挖洞內測量精度不足控制經驗、豎井、隧道二襯混凝土施工質量控制等經驗進行闡述。

一、工程概況

A熱力管線工程由海淀區西翠路與玉淵潭南街交叉口到海淀區復興路，管線全長 766.1 米，管徑為 DN200-DN500。其中：（1）A熱力管線工程-五棵松段：干線管徑 DN500，長 613.6 米;分支管徑 DN200，至西翠路道路西紅線，長 23 米;總長 636.6 米。（2）A熱力管線工程-復興路段：管徑 DN500，全長 129.5 米。整個工程的設計參數為熱水供/回：150/90°C，設計壓力為1.57MPa;安裝溫度-10℃。敷設方式為暗挖敷設。補償方式采用自然補償和波紋管補償器補償。保溫及防腐方式為暗挖隧道和檢查室內的管道和軸向波紋管補償器采用膨脹珍珠巖瓦保溫。橫向波紋管補償器采用高溫玻璃棉保溫，管道均采用無機富鋅底漆和聚氨脂面漆防腐。

二、熱力管道施工安裝的步驟

1、準備工作

（1）預制滑動支架管托及鋼筋混凝土支墩、固定支架構件及卡板、導向支架立柱及導向板。

（2）清理小室、隧道及地溝，達到平整暢通。

（3）在小室、隧道及地溝地面上放出結構中線和管道中心線。

（4）確定固定、導向支架的位置后，必須按設計間距和規范要求穩放滑動支墩，并按管道的坡度要求逐個復測預埋鋼板表面的高程，其偏差控制在-10～0mm。

2、下管

管道進場后先對管道外觀進行檢查，確定無重皮、裂紋、砂眼等缺陷后方可使用。

（1）本工程采用機械吊裝下管，吊裝時繩索必須綁扎牢固可靠，緩慢下放，不得急速下降，以避免與小室墻壁、固定支架等碰撞。隧道內管道于豎井處下管，在隧道內用特制的小車運送，不得沿隧道縱向拖拽。

（2）管道吊裝過程中要保護好管口及防腐層，到場的熱機材料、半成品、成品均應按照設計及規范要求進行成品保護。

3、滑動支墩安裝

（1）熱機管道應從固定支架向兩側排放，并根據每根管道的實際長度在地溝內標出管道對口環形焊道位置，根據焊道位置、相關要求及設計要求的滑動支墩跨距標出滑動支墩的縱向位置。

（2）根據管道中心線確定支墩橫向位置，再將此處底板進行鑿毛，用水泥砂漿穩墩，達到充實飽滿，并確保支墩表面預埋鐵高程無誤。支墩底抹 100mm 高 100mm 寬的八字角。

（3）滑動支架的滑動支座應按設計及規范要求進行偏心安裝，偏移方向為管道熱膨脹的反方向。滑動支架的縱向中心線與管道中心線應在同一垂直線上。

4、鋼管就位

（1）鋼管就位前須先將內腔粘附的雜物清除，并復查管口外形及坡口質量，不合格的管口必須修整。

（2）用專用起重機具將管子吊起，按管道中心線和坡度對好管口。

（3）對口處應墊置牢固，避免焊接時產生錯位和變形，對正后沿管周以間距 400mm 左右交錯進行定位點焊，每處長度 80～100mm，根部必須焊透。

（4）對口時，兩管的螺旋焊縫必須錯開 300mm 以上，且焊縫端部不得進行定位焊接。

（5）不得采用焊縫兩側加熱延伸管道長度及夾焊金屬填充物等方法對接管口。

（6）管道標高允許在支架支承焊設金屬墊片來調整，墊板必須焊接牢固。

5、管道焊接

（1）主要程序：檢查管口尺寸→清掃管膛→配管→確定縱向焊縫的錯開位置→第一次管道找直→對口間隙尺寸→對口錯口找平→第二次管道找直→定位點焊→焊接→檢驗→驗收。

（2）管道對口：管子及管件對口前，應檢查坡口的外形尺寸及坡口質量，坡口表面應整齊、光潔，不得有裂紋、銹皮、熔渣和其他影響焊接質量的雜物，不合格的管口應進行修整。

（3）管道上焊縫的位置應合理選擇，使焊縫避開滑動支架、固定支架。焊接時，兩管的螺旋焊縫必須錯開100mm以上。

6、管道焊接

1）管道組對定位焊接焊條規格、型號符合規定（J502），焊接前將焊口兩側 10 厘米范圍內的鐵銹、污垢、油脂等清除干凈，使鋼管潔凈。檢查焊接設備性能是否穩定可靠;管子對口處應墊置牢固，避免在焊接過程中產生錯位和變形。采用與正式焊接相同焊條，進行定位焊接，焊接時根部必須焊透;注意在管道縱向焊縫的端部不得進行定位焊，定位焊接完后，應清除渣皮進行檢查，對發現的缺陷應去除后方可進行正式焊接。

2）每層焊接完成以后均應用角向磨光機清根，以確保焊接質量。焊接時應保證起弧和收弧處的質量，收弧時應將弧坑填滿，嚴禁在坡口之外的母材表面引弧和試驗電流，并應防止電弧擦傷母材。

7、管道清洗

（1）管道的清洗工作于水壓試驗合格后進行。

（2）根據本工程工藝結構特征，采用密閉循環水力清洗的方式。

（3）清洗步驟：打開排污短管上的截止閥，關閉排水閥門——啟動清洗水泵進行循環清洗，清洗時間60分鐘——檢查清洗水質、換水繼續啟泵清洗——清洗結束前，各處排氣、排水閥門應打開清洗——清洗合格后，拆除清洗設備及各處連接管，清除小室、地溝內積水，填寫“供熱管網清洗記錄”。

8、管道試運行

1）試運行具備的必要條件

土建、熱機已按照設計圖紙及施工規范完成施工任務。工程施工質量與驗收符合《城市供熱管網工程施工驗收規范》的技術要求。

管道及設備的安裝、保溫及外露鐵件防腐均滿足規范要求。管道系統經強度試驗及整體試壓合格，管道清洗并驗收合格。

2）試運行要求

管道系統的蝶閥、球閥、柱塞閥開關靈活，波紋管滿足運行要求。管道、管件及設備無滲漏。固定支架無變形和位移，管道設備工作正常。在工作壓力和工作溫度條件下，連續 72 小時正常運行。

三、熱力管線工程施工技術經驗探討

1、隧道穿越地鐵隧道技術經驗

主線 DN500 隧道下穿地鐵 1 號線隧道，凈距 7 米，2 座豎井開挖不對地鐵隧道造成影響。

圖1-1 復興路段 4#、5#豎井與地鐵 1 號線的位置關系圖

其主要的應對措施如下：

1）進場后，需核實位置關系并征得產權單位同意，根據專業檢測單位對地鐵隧道檢測結果及咨詢評估結果，制定專項穿越風險點的施工方案和應急預案，并在獲得專家許可后方可施工。

2）隧道施工時，考慮隧道暗挖施工對地鐵隧道的影響，隧道施工時擬對穿越區域采取全斷面深孔注漿加固。

3）在現場建立完善的監測系統，加強對地鐵隧道均勻和差異沉降的觀測，并編制相應的應急預案，若出現沉降預警時，立即封閉掌子面，停止施工，會同地鐵施工專家進行協商，采取有效措施后方可繼續施工。

4）DN500 隧道穿越地鐵隧道前，采用大管棚進行超前土體棚護。

5）穿越地鐵隧道前后，加密隧道格柵間距，加密縱向連接筋，加強支護措施。

6）初支施工過程中及時進行初砌背后注漿，隧道開挖時應多次補注漿，嚴格控制注漿壓力和注漿量，保證注漿效果。

2、隧道暗折、漸變段支護體系經驗

隧道涉及 4 處 90°暗折施工，以及暗做檢查室由正常隧道斷面逐步加寬、加深擴大至檢查室大斷面隧道。涉及多處隧道受力體系的轉換，是隧道施工支護結構的薄弱點，容易產生地面沉降，洞內變形，支護強度不足造成隧道轉角處坍塌。擬采取如下措施：

（1）漸變段連段隧道格柵三榀連做，增加支撐強度。

（2）隧道開馬頭門后，采用 2[20a 抱扣槽鋼設一道臨時豎向支撐。

隧道初襯施工在超前注漿結束后進行。隧道初襯施工采用超短臺階法，遵循“短開挖、早支護”的施工原則，由于本標段地層復雜故土方開挖時宜采用上下臺階法。并在上臺階中部保留一部分核心土，以支擋開挖面，增強穩定性。暗挖隧道土方開挖斷面情況具體詳見如下圖（暗挖隧道土方開挖斷面示意圖）

開挖時在上臺階保留寬 2.0m，高 1.0m，縱向長 2.0m 左右的核心土。上下臺階間距控制

為 2.5～3.0m，以保證下臺階土體留有足夠的支護力，維持掌子面土體的穩定。作業時由人

工用鐵鍬挖土，用小推車推至下臺階，下臺階的土再用小推車運至豎井底，用吊車提升至卸土場。隧道開挖輪廓應保證平直、圓順，尺寸應大于隧道斷面外輪廓 5cm，以便初期支護鋼拱架的安裝。

格柵鋼構上拱要及時支撐，直墻部分落底時，要及時進行初期支護，每一榀拱架的底腳均應支墊牢固，不得座在虛土上，連接板螺栓必須全部上牢，使隧道結構封閉成環，初期支護形成整體。

3、長距離開挖洞內測量精度不足控制經驗

本工程全線暗挖隧道施工，且豎井均位于隧道主線路由兩側，豎井、隧道開挖段面小，隧道單掌子面開挖距離長。洞內測量“以短邊控制長邊”隨隧道開挖長度的延伸，測量誤差成倍放大，容易造成隧道開挖線位偏位，對向開挖隧道貫通處“錯臺”。其應對措施如下：

（1）隧道每開挖 100 米，自路面向下打設測量孔（兼做通風孔）。測量孔直徑 0.2 米，使用開孔機械自路面向下打孔至道路結構以下原土層，再使用洛陽鏟豎向開挖至隧道拱頂與隧道連通。

（2）作業完成后，測量孔不對道路通行造成任何影響。可用于隧道復核量測，矯正測量誤差。并且在隧道內測量孔處安裝一臺抽風機，可快速排除洞內焊煙。施工完成后灌注水泥砂漿封堵。

暗挖隧道施工總原則為“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、設旁站、細觀察、快封閉、勤量測”。隧道施工時首先采用超前小導管預注漿加固拱頂土體，然后分上下臺階開挖土方，挖土后進行鋼筋格柵+鋼筋網+聯結鋼筋+噴混凝土+模筑鋼筋混凝土內襯聯合支護，在兩層襯砌間設防水夾層，本標段暗挖隧道 3 個斷面，具體初襯結構參數及施工工藝流程詳見以下表所示：

4、豎井、隧道二襯混凝土施工質量控制經驗

根據施工招標圖紙和招標文件，豎井、隧道二襯混凝土量較大，工期較緊，且二襯混凝土施工又易發生質量通病的薄弱環節，因此豎井、隧道內二襯混凝土的施工質量是本工程的控制重點。其應對措施如下：

1）模板：豎井二襯模板除人孔、固定支架處配用少量木模板外，均采用“SZ”系列鋼鋼模、碗扣式支架。隧道二襯模板均采用定型加工鋼模板及鋼支架。

2）混凝土澆筑：二襯澆筑時，能否有效的克服混凝土對定型鋼模板的上浮力，直接影響到二襯混凝土的質量，澆筑混凝土過程中，測量人員監測模板位置，每半小時測一次，將模板的偏移和上浮數據記錄，并畫出曲線圖。澆筑混凝土振搗密實。

3）養護：隧道每倉混凝土澆筑完成拆模后，養護人員必須及時對混凝土進行噴水養護處理，保證混凝土面在出倉 14 天內都處于潮濕狀態，采用噴霧器噴水養護，養護人員負責將每倉的養護次數、時間做好記錄，保證混凝土養護得當。

結論

A熱力管線工程由海淀區西翠路與玉淵潭南街交叉口到海淀區復興路，管線全長 766.1 米，管徑為 DN200-DN500。本文通過對該熱力管線工程施工所積累的一些主要技術經驗進行了探討，重點包括隧道穿越地鐵技術經驗、隧道暗折、漸變段支護體系經驗、長距離開挖洞內測量精度不足控制經驗、豎井、隧道二襯混凝土施工質量控制等經驗進行闡述。

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