曹妃甸納潮河綜合管廊集中供熱管道施工技術(shù)

劉金生　冀衛(wèi)興

(1.唐山熱力總公司，河北 唐山 063000；2.河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

?

曹妃甸納潮河綜合管廊集中供熱管道施工技術(shù)

劉金生1冀衛(wèi)興2

(1.唐山熱力總公司，河北 唐山 063000；2.河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

在海底管廊進(jìn)行DN1200熱力直埋管道敷設(shè)施工,受管廊環(huán)境狹窄、坡度大等條件影響難度較大.本文介紹的采用非同一平面軌道異型電瓶車及懸臂梁自穩(wěn)吊裝技術(shù)進(jìn)行施工的方法成功解決了施工環(huán)境受限難題.

海底管廊；供熱管道；施工；異型電瓶車

1　工程概況

唐山曹妃甸納潮河綜合管廊集中供熱管道工程，管線全長(zhǎng)約1230 m，管徑DN1200，承擔(dān)著曹妃甸集中供熱任務(wù)，該工程是集中供熱永久管網(wǎng)工程，以取代2010年開始承擔(dān)曹妃甸供熱的原有臨時(shí)管線，是建設(shè)完善曹妃甸基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分.管道設(shè)計(jì)起點(diǎn)和終點(diǎn)在納潮河兩岸盾構(gòu)井，敷設(shè)于過納潮河綜合管廊的西線盾構(gòu)內(nèi)，沿盾構(gòu)的西側(cè)上下架空布置；盾構(gòu)管廊DN5500V字型走向，坡度4.5%，最深處在海平面下28 m，盾構(gòu)全長(zhǎng)1046 m，管道敷設(shè)坡度與盾構(gòu)坡度一致，采用軸向套筒補(bǔ)償器補(bǔ)償，在南北兩側(cè)盾構(gòu)井內(nèi)設(shè)主固定支架.(見圖1-1海底管廊縱斷示意圖)

工期120天，2012年5月1日開工,2012年冬季投入使用.

圖1-1　海底管廊縱斷示意圖

2　技術(shù)方案

2.1管廊的截面形狀為圓形，直徑5.5 m，內(nèi)部管線布置具體情況是西側(cè)為熱力管道，東側(cè)為自來水管道，中間底部是排水明溝.(見圖3.2-1海底管廊斷面及行車軌道安裝示意圖)

由于海底管廊空間狹小、低于海平面28 m環(huán)境潮濕通風(fēng)差，大管徑熱力管道需分上下兩層敷設(shè)于砼承臺(tái)之上，安裝工藝復(fù)雜，管道的運(yùn)輸、吊裝、組對(duì)、焊接都不同于常規(guī)施工.不同的施工方案，對(duì)施工工期、作業(yè)的安全性、施工質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著直接影響.

2.2海底管廊大管徑熱力管道施工無經(jīng)驗(yàn)可循.常規(guī)的施工方法需先對(duì)弧形管廊內(nèi)承載面填方找平重新砌筑行車通道作為臨時(shí)施工作業(yè)面，再選用運(yùn)輸機(jī)械和吊裝機(jī)械，運(yùn)輸安裝管道完畢后再拆除臨時(shí)施工作業(yè)面.這種做法工作量繁重，工期長(zhǎng)，施工費(fèi)用高，而且對(duì)管廊填方找平和在拆除時(shí)勢(shì)必破壞管廊本體，影響管廊整體安全，技術(shù)上不可取.經(jīng)過多次踏勘研究制定采用了自制帶有龍門吊架的導(dǎo)軌滑車運(yùn)輸、就位安裝管道的技術(shù)方案.(見圖2.2-1熱力管道吊裝狀態(tài)剖面圖)

——充分利用已形成的管廊承載面形式，不對(duì)其進(jìn)行填方找平，利用排水明溝底部作為低軌鋪設(shè)面，上部管道承臺(tái)作為高軌鋪設(shè)面，從而鋪設(shè)兩道高低錯(cuò)落的非同一平面行車道軌.

——制作運(yùn)輸軌道車，兩側(cè)軌道車輪軸做成高低錯(cuò)落的形式來補(bǔ)償軌道的高差，使軌道車的載物面保持水平，滑車上安裝龍門吊架.管道支架放置自制梁，通過帶有手搖挎頂?shù)匿摴芰⒅妄堥T吊架剛性連接.

——考慮海底管廊內(nèi)環(huán)境潮濕，通風(fēng)條件差，為了保證安全性，運(yùn)輸車動(dòng)力不宜采用內(nèi)燃機(jī)組和高壓動(dòng)力電源，而是采用安全低壓直流電瓶組帶動(dòng)的直流勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)，操作簡(jiǎn)便安全可靠.

3　設(shè)備制作及管道運(yùn)輸就位

3.1利用管廊內(nèi)地形自制簡(jiǎn)易的帶導(dǎo)軌的鋼制滑車兩組，每組導(dǎo)軌滑車由兩部單體滑車組成，中間使用DN100的鋼管使用銷軸分別將兩個(gè)單體導(dǎo)軌滑車連接而成，一組帶有動(dòng)力做為運(yùn)輸管道用，一組不帶動(dòng)力在管廊內(nèi)用于管道就位安裝.管廊內(nèi)設(shè)置的兩輛沒有動(dòng)力的單體導(dǎo)軌滑車上可以放置焊機(jī)與焊條用于管道準(zhǔn)確就位與焊接，根據(jù)需要隨時(shí)移動(dòng).

車架材料：車架使用[200對(duì)焊形成方鋼，上鋪花紋鋼作為臺(tái)面.(見圖3.1-1導(dǎo)軌滑車示意圖，圖3.1-2導(dǎo)軌滑車運(yùn)送管道示意圖)]

軌道車運(yùn)行方面,由于管廊坡度較大，導(dǎo)軌不在同一平面，為了能夠讓軌道車足夠動(dòng)力爬坡、下坡平穩(wěn)，軌道車四輪全部設(shè)計(jì)成主動(dòng)輪，采用萬向節(jié)傳遞動(dòng)力，電磁剎車等技術(shù)，保證站得住、停得穩(wěn).

軌道車吊裝方面,由于空間限制為便于管道就位,在軌道車上部安裝懸臂式龍門吊架和倒鏈；利用管廊內(nèi)已有的靠近管廊壁處布置的支架作為支托，上部放置自制梁,自制梁兩端各焊接兩個(gè)立柱￠150*4,上端安裝有手搖挎頂,在管道吊裝就位時(shí)，利用手搖挎頂可與懸臂龍門吊架連接成為整體，形成剛性龍門吊架，保證管道吊裝就位穩(wěn)定性與安全性.

龍門吊架材料：立柱選用[300槽鋼，使用∠70作為斜撐.懸臂梁選用工字鋼250].

3.2在豎井搭建平臺(tái)及管廊內(nèi)鋪設(shè)軌道，軌道基礎(chǔ)人工找平，選用軌道規(guī)格為38 kg/m,總長(zhǎng)度1 100 m，單根長(zhǎng)度12.5 m，其間采用連接板加螺栓固定，連接板厚度不小于12 mm，螺栓采用M18單頭螺栓，連接板雙面固定.導(dǎo)軌一道設(shè)置在混凝土支墩上，一道設(shè)置在排水溝內(nèi)，由于排水溝地面不平，使用厚度20，400*400的鋼板設(shè)置在排水溝內(nèi)的導(dǎo)軌下固定找平，設(shè)置在支墩上的導(dǎo)軌由于支墩間隔較大，每?jī)蓚€(gè)支墩中間設(shè)置3個(gè)鋼支撐，鋼支撐采用高450 mm的DN200鋼管上下部焊接厚20 mm的鋼板，鋼板尺寸300*300，支墩位置上需要設(shè)置預(yù)埋件為500*300*20.不平處用鋼板找平.軌距寬度1.7 m.(見圖3.2-1海底管廊斷面及行車軌道安裝示意圖)

圖2.2-1　熱力管道吊裝剖面示意圖

圖3.1-1　導(dǎo)軌滑車示意圖

圖3.1-2　導(dǎo)軌滑車運(yùn)送管道示意圖

序號(hào)名稱規(guī)格、型號(hào)數(shù)量單位1手動(dòng)單軌小車3t2臺(tái)2直流電機(jī)48v 3000w2臺(tái)3圓柱齒輪減速機(jī)JZQ-250 速比31:51臺(tái)4手動(dòng)電磁抱閘1臺(tái)5液壓碟型剎車4套6電瓶12v10個(gè)7手搖挎頂KD10-7 10噸4個(gè)8倒鏈5t4個(gè)

圖3.2-1　海底管廊斷面及行車軌道安裝示意圖

3.3導(dǎo)軌鋪設(shè)完成后，使用吊車將導(dǎo)軌滑車按照使用順序吊裝放置到導(dǎo)軌上.熱力管道使用專用吊帶從盾構(gòu)井處吊下，用鋼絲繩及方木固定于導(dǎo)軌滑車平臺(tái)上，軌道車、管道就位結(jié)束.

啟動(dòng)導(dǎo)軌滑車向管廊內(nèi)移動(dòng)，即將到達(dá)預(yù)定安裝位置時(shí)，降低速度，緩慢移動(dòng)，找準(zhǔn)管位，將導(dǎo)軌滑車龍門吊架懸臂與預(yù)先放置在管廊內(nèi)支架上的支撐梁連接固定，使整個(gè)龍門吊架成為剛性.使用定向附件，龍門吊架橫梁兩側(cè)處各用螺絲桿與盾構(gòu)壁頂住，增加龍門吊架的穩(wěn)定性.

然后使用兩個(gè)單體導(dǎo)軌滑車上的龍門吊架上的安裝的倒鏈(每個(gè)5T)同時(shí)將管道吊起放置在需要安裝的位置.

3.4自制支撐梁和龍門吊架保持連接，啟動(dòng)滑車，將自制梁移動(dòng)到下一處管道安裝位置，放置于管廊內(nèi)的支架上.旋轉(zhuǎn)挎頂手柄，向下移動(dòng)挎頂上的鋼管，與導(dǎo)軌滑車上龍門吊架懸臂分離，放置于管道支架上.撐梁向后移動(dòng)一個(gè)管位距離，導(dǎo)軌滑車返回.

管廊內(nèi)設(shè)置的兩輛沒有動(dòng)力的導(dǎo)軌滑車，隨時(shí)移動(dòng)，用于管道的準(zhǔn)確調(diào)整就位與焊接.隨后進(jìn)行管道焊接、支托安裝，補(bǔ)口.

3.5管道施工安裝，先安裝下部供水管，然后安裝上部回水管.

4　施工工藝流程

5　施工安全與注意事項(xiàng)

施工措施方面，導(dǎo)軌滑車將吊裝用的龍門吊架安裝在軌道車上，結(jié)合以管道支座為支撐點(diǎn)的帶有手搖挎頂立柱自制梁形成的剛性連接，使其具備了管道運(yùn)輸和吊裝的兩項(xiàng)功能，不再另找吊裝機(jī)械，解決了空間狹窄問題.運(yùn)輸及吊裝用的導(dǎo)軌滑車，采用低壓電瓶及四輪制動(dòng)，大大改善了工人的作業(yè)條件，使用電更安全，制動(dòng)更可靠；吊車懸臂端采用雙向支承，提高了高空作業(yè)的安全系數(shù)，為控制和提高施工質(zhì)量提供了有力條件.

施工先后順序上，利用海底管廊的V字形狀的線性特性，將施工段從最低點(diǎn)分成兩段，使管道運(yùn)輸總是從上往下，這樣減小了管道運(yùn)輸?shù)碾y度，降低了運(yùn)輸車的運(yùn)行功率，從制作和運(yùn)行上都節(jié)約了成本.鑒于施工環(huán)境特殊性，施工時(shí)應(yīng)注意建立健全各級(jí)的安全生產(chǎn)責(zé)任制，嚴(yán)格遵照國(guó)家相關(guān)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范和《河北省建筑安裝工程施工技術(shù)操作規(guī)程》等文件規(guī)定施工.

由于管廊較深、較長(zhǎng)，為了操作人員的安全，防止有害氣體進(jìn)入管廊內(nèi)，安裝通風(fēng)機(jī)向管廊內(nèi)通風(fēng)，保證空氣流通，加強(qiáng)管廊內(nèi)有害氣體的檢測(cè)，及早預(yù)警，杜絕施工環(huán)境有害氣體超標(biāo).海底管廊內(nèi)空氣潮濕，安裝操作時(shí)鋪設(shè)木板，防止觸電.由于聚氨酯保溫材料易燃做好安全防火措施，施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置滅火器、沙袋等消防器材.

6　結(jié)　論

曹妃甸納潮河綜合管廊集中供熱管道敷設(shè)施工技術(shù)的應(yīng)用減少了人工拖拽運(yùn)輸和吊裝就位管道的時(shí)間,減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了施工的安全性,減少了腳手架搭拆作業(yè)和工序，大大提高了工作效率.為管道敷設(shè)提供了安全、高效、經(jīng)濟(jì)的支持手段，縮短工期18天，確保2012～2013年度曹妃甸廣大熱用戶按時(shí)供熱，目前運(yùn)行正常.

如果采用人工常規(guī)滑移吊裝施工方法，需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行處理，需要先在管廊內(nèi)填筑回填土，上部鋪設(shè)厚度20的鋼板，完工后還需拆除，造價(jià)較高.采用這一新的施工技術(shù)，總計(jì)可節(jié)約68萬元.同時(shí)，自制導(dǎo)軌滑車制作簡(jiǎn)便，核心部件(如電機(jī)、軌道、車輪等)都可重復(fù)使用，易于改裝用于他處，節(jié)約措施費(fèi)用.

其他費(fèi)用，如果不能及時(shí)完工，不能保證冬季及時(shí)供熱，廣大熱用戶就得采取分散式取暖，造價(jià)昂貴，而由此造成的二次污染更是不可估量.

[1]民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).JGJ26-95.1996[S]

[2]賀平,孫剛.供熱工程[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,第4版

[3]李善化.實(shí)用集中供熱手冊(cè)[M].中國(guó)電力出版社,2014版

The Construction Technology of Central Heating Pipeline in Integrated Pipe Gallery in Caofeidian Nachaohe

LIU Jin-sheng1,JI Wei-xing2

(1.Tangshan Heating Company,Tangshan,Hebei Province 063000;2.Hebei University of Architecture，Zhangjiakou 075000,China)

Being affected by narrow environment of pipe gallery and steep slope,it is difficult to accomplish the laying construction of DN1200 directly-buried thermal pipeline in seabed pipe gallery.By using special-type battery car with not-same-plane orbit and cantilever-beam self-stable lifting technology,the problem of limited construction environment can be successfully solved.

subbed pipe gallery;heating pipeline;construction;special-type battery car

2016-03-21

劉金生(1969-)，男，高級(jí)工程師.

TK 0

A