頂管施工管道接續(xù)配套裝置優(yōu)化施工技術(shù)

張華芬，楊海東，蔣艷紅，張 禹

中國(guó)石油管道局工程有限公司第四分公司，河北 廊坊

1. 引言

隨著頂管廣泛應(yīng)用，其施工三大特點(diǎn)凸顯，一是產(chǎn)品固定、人員流動(dòng)；二是露天高處作業(yè)多，手工操作，體力勞動(dòng)繁重；三是施工變化大，規(guī)則性差，不安全因素隨工程進(jìn)度變化而變化[1]。有效降低施工成本，切實(shí)提高施工效率對(duì)施工單位尤為重要，通過(guò)“四新”技術(shù)的不斷實(shí)踐和應(yīng)用，以及群眾創(chuàng)新、創(chuàng)效的激勵(lì)機(jī)制，面對(duì)日益競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境，精細(xì)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展模式對(duì)于施工單位的發(fā)展和保持活力已經(jīng)刻不容緩[2]。管道接續(xù)是頂管施工必要的流程，以深圳福田污水處理廠尾水P3～P4段水平曲線頂管工程為例介紹優(yōu)化方法。該隧道總長(zhǎng)度713 m，單節(jié)管節(jié)長(zhǎng)度為2.5 m，施工中頂管管節(jié)總計(jì)284節(jié)，需接續(xù)頂管管道142次，耗時(shí)較長(zhǎng)，占用了40%的施工時(shí)間。通過(guò)創(chuàng)新、創(chuàng)效措施，管道接續(xù)從原來(lái)耗時(shí)4 h降低至2 h，在提高施工效率的同時(shí)有效地節(jié)約了施工成本。

2. 管道接續(xù)優(yōu)化改造技術(shù)

2.1. 主要優(yōu)化內(nèi)容

為壓縮管道接續(xù)時(shí)間，降低工程施工成本，保證按工期完工，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)際創(chuàng)新管道接續(xù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由組裝式管道支架、高壓電纜滑道系統(tǒng)、可伸縮踏板和隧道廣播系統(tǒng)等組成。

2.2. 組裝式管道支架

傳統(tǒng)管道支架為整環(huán)扁鐵焊接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)需外圍加工，成本高，組裝時(shí)間長(zhǎng)，泥漿管需固定在1m高處，接續(xù)在工作井內(nèi)進(jìn)行，無(wú)自動(dòng)化裝置，每次管道接續(xù)至少需8人協(xié)同作業(yè)，工效較低。為充分利用隧道空間，對(duì)管道支架進(jìn)行了改造，僅管節(jié)下部 1/3圓空間作為管道支架支撐結(jié)構(gòu)，管道支架通過(guò)螺栓與木墊片連接(圖1)。

Figure 1. The traditional (a) and improved (b) pipe racks圖1. 傳統(tǒng)(a)、改進(jìn)(b)管道支架

2.3. 高壓電纜滑道系統(tǒng)

為實(shí)現(xiàn)電纜伸縮安全、高效和自動(dòng)化，該工程設(shè)計(jì)實(shí)施電纜伸縮滑道。主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)為：在主頂推油缸左上方外側(cè)焊接1根2 m長(zhǎng)(? 108 mm)鋼管，焊接2個(gè)電纜管溝在鋼管下方，? 108鋼管安裝方向與主頂油缸伸縮方向相同，截取1根2.5 m長(zhǎng)?89 mm鋼管，在?89 mm鋼管下方焊接2個(gè)電纜溝，?89 mm鋼管前端焊接固定在頂鐵上，后端插入?108 mm鋼管，將所有電纜掛在電纜掛鉤上，預(yù)留一定的伸縮量。隨著主頂推油缸的伸縮，懸掛電纜的?89 mm鋼管前后移動(dòng)，帶動(dòng)電纜伸縮(圖2)。

高壓電纜滑道系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是：①可隨主頂推油缸伸縮而自動(dòng)伸縮，無(wú)需人力拖拽，節(jié)約人力物力；②有效保護(hù)電纜，防止吊裝作業(yè)等對(duì)電纜造成的擠壓損壞；③充分利用井下有限空間，滿足頂管頂進(jìn)施工。

Figure 2. The structure of slide system for high pressure cables圖2. 高壓電纜滑道系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)圖

2.4. 可伸縮踏板平臺(tái)

頂管施工管路接續(xù)過(guò)程中，會(huì)排放大量泥漿到豎井中，施工人員在移動(dòng)泥漿軟管和搬運(yùn)泥漿管路時(shí)，踩在泥漿中，易滑倒摔傷，且勞保鞋易被泥漿浸泡損壞。為方便井下施工人員接續(xù)管路和存放管路接頭和工具，該項(xiàng)目通過(guò)制作管道接續(xù)伸縮平臺(tái)，保證平臺(tái)隨著頂環(huán)同時(shí)伸縮，人員始終能夠在這個(gè)平臺(tái)上接續(xù)管路和工作，方便井下人員施工，提供穩(wěn)固的施工平臺(tái)，提高施工安全性。采用新改造管路接續(xù)系統(tǒng)后，實(shí)際投入該工藝的施工人員為5名，即可完成該項(xiàng)作業(yè)。

2.5. 隧道廣播系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，分別在井口、隧道中繼站位置安裝通訊喇叭、麥克風(fēng)留設(shè)于頂管操作臺(tái)，將喇叭通信線與井口通訊線用絕緣膠帶固定在一起，保證頂管施工通訊指令協(xié)調(diào)統(tǒng)一。操作臺(tái)實(shí)時(shí)獲取主頂及各個(gè)中繼站頂進(jìn)速度及油壓，掌握掘進(jìn)信息，調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，遇到突發(fā)狀況第一時(shí)間通知到隧道內(nèi)各崗位工作人員，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，提高工作效率。

3. 結(jié)論

1) 新型管道支架加工成本低，易于運(yùn)輸；在泥漿管道、水氣管道接續(xù)時(shí)，降低作業(yè)面高度，便于安裝，降低接續(xù)作業(yè)難度，減少人員投入，縮短管道接續(xù)時(shí)間，提高工作效率。

2) 管道接續(xù)伸縮平臺(tái)裝置可以拆卸反復(fù)使用，操作簡(jiǎn)單、拆裝方便，避免人員在濕滑的泥漿中工作，改善工作環(huán)境，為管道接續(xù)人員提供穩(wěn)定的施工平臺(tái)。

3) 高壓電纜滑道系統(tǒng)可隨主頂油缸伸縮而自動(dòng)伸縮，無(wú)需人力拖拽，節(jié)約人力物力，有效保護(hù)電纜，防止吊裝作業(yè)等對(duì)電纜造成的擠壓損壞，充分利用井下有限空間，滿足頂管頂進(jìn)施工。

4) 隧道廣播系統(tǒng)可保證頂管施工指令協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

[1] 廖霞柳. 洛河電廠取水工程頂管施工質(zhì)量控制分析[J]. 安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2010, 10(1): 13-14.

[2] 劉喬. 淺談頂管技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展[J]. 價(jià)值工程, 2012, 31(18): 105-106.