长距离输水管道施工技术探析.pdf

2023.7陈建锋，徐欣，杨帅（山东省调水工程运行维护中心，山东 济南 250100）揖摘要铱 长距离输水管道施工质量决定工程能否安全运行。本文依据管道施工中沟槽开挖、管道安装、焊接、水压试验、沟槽回填等施工工序技术要求，以实际工程项目为例，提出了输水管道施工质量控制措施，为今后同类大型长距离输水管道施工提供有益参考。揖关键词铱 长距离；输水管道；施工技术揖中图分类号铱 TV672.2揖文献标志码铱 A揖文章编号铱 1009-6159渊2023冤-07-0005-03山东省胶东地区引黄调水工程输水管道全长 103 km，管道直径 1 6002 200 mm，设计流量4.812.6 m3/s，管材类型含螺旋钢管、预应力钢筒混凝土管、玻璃钢管 3 种，均为地埋敷设。工程位于胶东半岛烟台、威海市境内，沿线地势起伏大、地质情况复杂，工程穿越丘陵、河道，施工难度大。该项目施工严格执行规范标准要求，施工质量及过程验收严格把关，自 2015 年通水至今运行状况良好。本文以该工程项目为例，探讨长距离输水管道施工质量控制措施。1管槽开挖根据不同地质条件和管道埋深要求，设计不同开挖断面。开挖前按设计坐标和开挖断面确定沟槽开挖中线及边线，完成测量定线和成果核验。沟槽开挖前，项目部技术负责人应在现场向负责开挖的工长、技术员、机械操作手及辅助工进行技术交底，内容包括开挖的设计深度、设计边坡、开挖底宽、地下水位高程及降水措施；开挖土层的土质；此段开挖的起始设计桩号及终点桩号；设计方量；此段所属单元工程；开挖的步骤及工艺；堆土区域及高度；征地边线及地下管线埋置情况；安全注意事项及其它注意事项等。技术交底应形成书面材料。土石方爆破施工须按国家有关部门规定，在爆破施工所在地公安部门办理相关手续，由有相应资质的单位进行施工。验收时应观测基础面是否受到扰动，并对开挖基础面及开挖边线进行实测实量。如发现岩、土质与勘察报告不符或其他异常情况时，应研究提出处理措施。当排水不畅造成地基土扰动，深度在 10 cm 以内，宜回填砂石或砾石；深度在30 cm 以内，但是下部基础坚硬，宜回填卵石或块石，再用砾石填充空隙并找平。处理措施不得影响设计基础垫层厚度，重大处理措施须履行审批手续。2基础垫层回填在基槽开挖验收通过后方可进行基础垫层回填。碎石回填前应沿设计回填边线间隔 3 m 左右钉入木桩，木桩顶高程同碎石顶面高程一致，依据木桩顶高程人工找平碎石垫层（如碎石垫层上设计有砂垫层，木桩顶高程需同砂垫层顶高程保持一致）。砂垫层回填虚铺厚度应稍大于设计厚度，整平后用平面振捣器拖振不少于 3 遍，拖振时下一道拖振轨迹应压上一道轨迹的 1/3，振实后用环收稿日期：2023-06-19作者简介：陈建锋（1983），男，副主任山东水利5窑窑2023.7刀取样检验。3管道安装管道安装时宜自下游开始，承口应朝向施工前进的方向。管节下入沟槽时，不得与槽壁支撑及槽下的管道相互碰撞；沟槽内运输管道应采取相应措施，避免扰动原状地基。应随时清除管道内的杂物。管道暂时停止安装时，两端应临时封堵。管节中心高程应符合设计要求，施工时应逐节调整，完成安装的管节应进行复测，验收合格后方可进行下一工序施工。当柔性接口管道安装纵坡大于 18%或刚性接口管道安装纵坡大于 36%时，应采取措施防止管道下滑。地面坡度大于 18%，且采用机械法施工时，应采取措施防止施工设备倾覆。起重机下管时，起重机架设的位置不得影响沟槽边坡的稳定；起重机在架空高压输电线路附近作业时，与线路间的安全距离应符合电业管理部门有关规定。钢管内、外防腐层遭受损伤或局部未做防腐层的部位，管道安装前应进行修补，修补后的质量应符合设计防腐要求。1）安装准备。管道安装前，应逐根测量管节各部尺寸并编号，以使施工井然有序；下管前应预先检查管节的内外防腐层，质量合格后方可下管；吊装时应合理确定吊距，以使管节的纵向弯曲变形最小，吊距应根据管径、壁厚、外防腐层材料的种类及下管方法确定。2）钢管的组装和对接。钢管焊接时应修口、清根，端面坡口角度、钝边、间隙应满足安装要求；对口时应保持内壁齐平，错口的允许偏差不得大于壁厚的 20%，最大不超过 2 mm；环向焊缝距支架的净距离不应小于 100 mm，直管管段两相邻环向焊缝的间距应不小于管节外径；不同壁厚的管节对口时，管壁厚度相差不宜大于3 mm。不同管径的管节相连时，当两管径相差大于较小管径的 15%时，可用变径管连接，变径管的长度不小于两管管径差值的 2 倍，且不应小于 200 mm。钢管对口检查合格后，方可进行接口定位焊接。采用点焊时，应采用焊接接口相同的焊条；管径大于 800 mm 时，应采用双面焊。冬季施工时，应首先清除管道上冰、雪、霜等杂物；工作环境的风力大于 5 级、雪天或相对湿度大于 90%时，应采取保护措施；焊接时，应保证焊缝可自由伸缩，并使焊口缓慢降温。3）焊缝检测。焊缝无损检测前应首先进行外观质量检查，焊缝检查前应清除渣皮、飞溅物。无损探伤检验率应保证 100%；不合格的焊缝应返修，且返修次数不得超过 3 次。1）管道检查及就位。安装前应逐根检查管道和承、插口有无损坏现象。如有损坏，应对损坏部位修补合格后方可使用。应清理管内杂物，对承、插口进行清洁，保证胶圈工作面平整、光滑，无异物附着。安装时应按工作面记录管道编号、安装位置。管道起吊入槽前，应检查起重设备、边坡的稳定性、安全性，管道安装影响区域内人员应当全部撤离。起吊后应保证吊装的管道不与其他物品发生碰撞。应使管道一次性基本就位（保证用于单口水压试验的进水口置于管道顶部），避免管道在沟槽内多次搬运、移动，避免任何机械设备撞击。2）管道接口清理。管道接口对接前应用干净抹布清理承插口工作面上的灰尘、泥土及异物；在承、插口工作面上涂刷润滑剂，作业时确保润滑剂及涂刷过程不受污染。3）橡胶圈安装。橡胶圈安装前应整圈检查有无缺陷、破损，安装时将涂刷好润滑油的胶圈对称拉伸套入插口凹槽，在胶圈和插口圈之间插入圆滑金属棒，沿不同方向绕整个插口圈旋转，使胶圈均匀、平顺地套在插口圈上，避免扭曲、翻转现象。然后在胶圈上涂刷润滑剂。涂刷重点是胶圈部位，欠涂将起不到润滑作用，过涂将会造成浪费及承口底部接缝内积油，造成管道内缝密封时清洁困难。源）管道对接。起吊待装管道，保持管道悬空且不与基底接触；将待装管道插口对准已装管道承口，缓慢移动待装管道靠近，并在已装管道承口外垫木块避免剧烈碰撞导致承插口损坏。当插口接触到承口时，调整待安装管道的中陈建锋，徐欣，杨帅：长距离输水管道施工技术探析6窑窑2023.7心轴线（高程及水平位置偏差），保证承插口间隙均匀及中心轴线与已安装管道一致。采用内拉法施工，将待装管道插口徐徐移入承口，安装过程须注意观察橡胶圈均匀进入情况、承插口间隙变化情况，若发生异常，应立即停止安装并查找原因做出调整。安装过程应保证实施对接的承插口工作面没有砂土及其他异物。安装即将到位时，应在承插口间隙处上下左右放置4 块间隙控制块控制插入深度，保证管口间的轴向间隙符合规范要求。安装间隙需控制在 15耀25 mm。管道接头处有转角时，接头的最小间隙应控制在 5耀10 mm。安装过程中如发现橡胶圈有翻起、挤出现象，应立即退出待装管道，在检查橡胶圈后重新安装。承插口对接完成后，需复核管节的高程和水平轴线，高程允许偏差为依30 mm（控制在正偏差范围内为宜），水平轴线允许 30 mm 偏差。用特定钢尺插入承插口检查橡胶圈各部的环向位置，确认橡胶圈在同一深度，同时检查接口处承口周围是否涨裂。经检验合格，并将管道垫稳后，方可将吊具移开。缘）接口单口水压试验。解除管节吊具后，随即进行接口单口水压试验。单口水压试验的试验压力为管道设计压力的 2 倍。水压试验时应先排净水压腔内的空气。试压采用手提式打压泵，管道就位后将试压嘴固定在管道承口的试压孔上，连接试压泵并加压，待压力升至试验压力后，保持恒压 300 s，无压降为合格。试压合格后，应取下试压嘴，拧紧试压孔配套螺栓。若单口试压不合格，应撤出管节，查找原因，重新安装，直至符合要求为止。远）外接头缝隙处理。对管外侧接头缝隙需采用 1颐2 的水泥砂浆进行人工抹浆或灌浆，抹浆或灌浆前需将管接头处底部垫层挖除一定的深度，以方便抹浆或灌浆为宜，待水泥砂浆终凝后再进行回填。苑）做好阴极保护带预留接头的防腐工作。愿）内勾缝作业。内勾缝作业应跟随管道的安装进度。勾缝前，应将接头处缝隙内的灰尘、污物、积水、油渍等清除，确保接触面清洁干燥，双组分聚硫密封膏的使用应遵照使用说明进行拌制，并用胶枪注入缝内。4沟槽回填沟槽回填前，应把槽内块石、木板等杂物清除干净；沟槽保持干燥，不得有积水；保持降排水系统正常运行，不得带水回填。回填土料应符合相关要求，槽底至管顶以上500 mm 范围内，回填土中不得含有机物、冻土以及大于 50 mm 的砖、石等硬块；回填土的含水量，宜按土类和采用的压实工具控制在最佳含水率依2%范围内；冬期回填时管顶以上 500 mm 范围以外可均匀掺入冻土，其数量不得超过回填土总体积的 15%，且冻块尺寸不得超过 100 mm；每层回填土的虚铺厚度，根据所采用的压实机具确定。回填料入槽时不得损伤管道及其接口，应根据虚铺厚度的测算量将回填料运至槽内，且堆料不得影响压实作业；管道两侧及管顶以上 500 mm范围内的回填料，应由沟槽两侧对称铺入槽内，不得直接回填在管道上；回填其他部位时，回填料应均匀铺入槽内，不得集中推入。回填作业每层土的压实遍数，按压实度、压实工具、虚铺厚度和含水量，经现场试验确定。采用重型压实机械压实或存在较重车辆在回填土上行驶时，管道顶部应有一定厚度的压实回填土，其最小厚度应按压实机械的规格和管道的设计承载力，经过计算确定。缘结 语长距离管道安装工程质量控制难度大，对基础处理和接缝质量要求高，须严格安装工序管理及施工技术交底，加强过程控制和验收管理。如此方可保障长距离管道工程安全运行，减少后续维修养护成本。参考文献1张广力，魏虎明，王洋洋.水电站压力钢管制作安装施工方法及质量控制J.工程技术研究.2021，6（18）:125-126.2沈兴东.PCCP 管道安装施工中应注意问题J.水利科技与经济.2014（4）:144-145.3王川，崔江伟.PCCP 管道安装工程施工与质量控制J.小水电.2018（6）:58-60.4朱诗旭，李黄志，赫建国.提高大管径 PCCP 管道腋角回填施工质量的实践探讨J.中国水利.2017（22）:49-50.（责任编辑 李浩）陈建锋，徐欣，杨帅：长距离输水管道施工技术探析7窑窑