錫澄中線鋼管頂管段漏水搶修措施

賈 平

(無(wú)錫市給排水工程有限責(zé)任公司，江蘇 無(wú)錫 214073)

無(wú)錫市水務(wù)集團(tuán)有限公司管網(wǎng)巡檢人員在日常巡檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)惠暨大道劉倉(cāng)大橋北側(cè)道路旁出現(xiàn)疑似漏點(diǎn)。通過(guò)檢漏人員現(xiàn)場(chǎng)定位、多次排查和初步探挖，判定錫澄中線堰橋珍珠塘Ф2400頂管段存在漏點(diǎn)。

1 工程概況

錫澄水廠清水中線出現(xiàn)漏水現(xiàn)象的Ф2400管道，原屬于錫澄水廠輸水管線工程清水管中線21標(biāo)段，地點(diǎn)位于惠山區(qū)堰橋S229省道旁。其中頂管工程開(kāi)工日期為2007年7月3日，2007年10月31日完工。該管線因需跨越珍珠養(yǎng)殖塘、螃蟹養(yǎng)殖塘，故采用泥水加壓平衡頂管施工方案［1］。

該工程主干管全長(zhǎng)335 m，管材為Q235鋼管，管徑為2 436 mm，管底標(biāo)高原設(shè)計(jì)為-8.48 m，后為保證管頂覆土層最小厚度不宜小于管外徑1.5倍的要求，實(shí)際管底標(biāo)高比原設(shè)計(jì)降低1 m。頂管位置位于堰橋街道倉(cāng)橋，錫澄運(yùn)河以東，滬寧高速以北，與惠暨大道相交。其頂管工程平面布置和縱斷面設(shè)計(jì)分別見(jiàn)圖1、圖2。

該工程建設(shè)場(chǎng)地10 m深度范圍內(nèi)埋藏的地層主要為第四系沖湖積層，根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖和靜力觸探單孔曲線柱狀圖，分析各地層的分布規(guī)律和野外特征。地層由上至下依次為素填土、粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土夾粉土、粉質(zhì)粘土夾粉土。

圖1 頂管井設(shè)計(jì)

圖2 接收井設(shè)計(jì)

2 漏點(diǎn)排查定位

為了迅速、有效地組織施工，縮短管網(wǎng)搶維修工作時(shí)間，搶修前采用管道探測(cè)儀進(jìn)入管道，通過(guò)聲波確定漏點(diǎn)的大概位置，以便為制訂詳細(xì)的實(shí)施方案提供依據(jù)。

打開(kāi)原有的頂管井鋼筋砼蓋板，井中抽水并清理完畢后，在Ф2400鋼管上焊接安裝DN100鋼制短管和閥門。采用不停水打洞開(kāi)梯口作業(yè)，為管道探測(cè)儀進(jìn)入管道確定漏點(diǎn)大概位置創(chuàng)造條件。

根據(jù)管道探測(cè)儀檢測(cè)報(bào)告，檢測(cè)總長(zhǎng)度為329 m，發(fā)現(xiàn)1處漏點(diǎn)，聲納探測(cè)儀從130 m處開(kāi)始發(fā)現(xiàn)漏水聲音，220 m處聲音消失。聲波變化呈山峰狀，峰值出現(xiàn)在172.5 m處。據(jù)此推測(cè)，漏點(diǎn)位置大概在距離頂管井172.5 m處。

由于管道埋設(shè)較深，口徑較大，既無(wú)法通過(guò)地面追蹤并精確定位漏點(diǎn)，也無(wú)法通過(guò)視頻觀察管道內(nèi)壁的情況，僅能通過(guò)噪聲和線纜長(zhǎng)度大致判斷漏點(diǎn)位置。同時(shí)，根據(jù)竣工圖紙并詢問(wèn)原有施工人員，初步判定漏水點(diǎn)為頂管中繼間處。

3 漏水原因分析

經(jīng)停水搶修后進(jìn)入管內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)踏看，發(fā)現(xiàn)中繼間加勁環(huán)與內(nèi)封板連接焊縫處產(chǎn)生破壞漏水，其位置與管道探測(cè)儀的檢測(cè)報(bào)告基本相符。

中繼間為分段頂進(jìn)施工的臨時(shí)措施，當(dāng)頂管管道頂通結(jié)束后，原有中繼間內(nèi)設(shè)置的頂推油缸、止水橡膠圈和臨時(shí)受力加勁鋼板等輔助設(shè)施均須拆除，最后將中繼間外殼鋼制部分還原成輸水管道［2］，此時(shí)中繼間加勁環(huán)連接焊縫由構(gòu)造焊縫轉(zhuǎn)變?yōu)楣艿赖闹饕芰缚p，分析認(rèn)為漏水原因如下。

① 中繼間分段頂進(jìn)過(guò)程中，工作頂力主要通過(guò)加勁環(huán)和加勁鋼板受力后傳遞到鋼管上，其頂推力的主要受力焊縫為加勁鋼板和管道之間的焊縫，而加勁環(huán)并非中繼間頂推力的主要受力構(gòu)件。因此，中繼間制作時(shí)對(duì)加勁環(huán)兩邊焊縫不作嚴(yán)格的質(zhì)量控制要求，均按一般構(gòu)造設(shè)置的焊縫要求處理。

② 中繼間拆除還原成輸水管道后，其閉合處截面的環(huán)向荷載包括管道內(nèi)的水重、鋼管的自重、管道四周的土體壓力、管道側(cè)土體抗力和管道內(nèi)的水壓力［3］;縱向荷載包括溫度應(yīng)力、管道轉(zhuǎn)彎處因內(nèi)水壓力而產(chǎn)生的縱向拉力等;活動(dòng)荷載包括道路車荷載、水錘壓力等。

運(yùn)行過(guò)程中，在各種荷載的作用下，由于中繼間加勁環(huán)連接焊縫處應(yīng)力比較集中，而加勁環(huán)與內(nèi)封板是單面構(gòu)造焊接。因此，在上述各種應(yīng)力的作用下，中繼間連接焊縫處易產(chǎn)生破壞后漏水，見(jiàn)圖3。

③ 對(duì)中繼間閉合的要求和處理，由于相關(guān)的施工驗(yàn)收規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)都未做出相應(yīng)的具體規(guī)定，監(jiān)理工程師也容易疏忽對(duì)該處薄弱環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢查。

圖3 中繼間焊縫破壞漏水點(diǎn)

4 搶修措施

由于惠暨大道不具備大開(kāi)挖修復(fù)條件，搶修時(shí)從北端頂管井開(kāi)Φ800人孔進(jìn)入管內(nèi)，先從管道內(nèi)部止水，然后采用內(nèi)襯加強(qiáng)板與防水內(nèi)環(huán)相結(jié)合的方法加固［4］，如圖4 所示。

① 人工鑿除漏點(diǎn)附近的水泥砂漿內(nèi)涂層，用砂輪機(jī)磨平管內(nèi)壁凸起部分并清理干凈，在管內(nèi)對(duì)焊縫漏點(diǎn)進(jìn)行止水處理，堵住外面向管內(nèi)的帶壓水。主要措施為漏水處間隙小的地方用青鉛敲閉合，間隙稍大的地方用快速堵漏劑封堵。

② 內(nèi)襯加強(qiáng)板長(zhǎng)度為200 mm，厚度與原有內(nèi)封板相同，防水內(nèi)環(huán)長(zhǎng)度為200 mm，厚度為16 mm。搶修時(shí)利用Ф2432鋼管切割長(zhǎng)度為200 mm環(huán)向等分為8塊，人工運(yùn)至管內(nèi)拼接，為了盡量減少拼接焊縫，分塊數(shù)量不宜太多。

③ 內(nèi)襯加強(qiáng)板與防水內(nèi)環(huán)各子塊間，采用縱向焊縫相互焊接［5］。

④ 對(duì)中繼間內(nèi)的全部焊縫進(jìn)行超聲波無(wú)損探傷檢測(cè)，有不合格的焊縫必須進(jìn)行返修。

⑤ 焊縫經(jīng)超聲波探傷合格后，再進(jìn)行管道內(nèi)防腐處理。

圖4 中繼間加固搶修措施

5 結(jié)論與建議

在長(zhǎng)距離頂管工程中，為了克服長(zhǎng)距離頂進(jìn)施工產(chǎn)生的巨大頂推力，通常采用中繼間施工技術(shù)措施。但是一般根據(jù)管道頂管施工的實(shí)際需要制作中繼間，對(duì)日常使用的客觀狀況考慮很少，對(duì)中繼間最后的閉合要求和相關(guān)的規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)也未作出相應(yīng)的具體規(guī)定。

當(dāng)管道頂通后，需割除管道內(nèi)的加勁環(huán)和臨時(shí)加勁鋼板，此時(shí)中繼間的加勁環(huán)(割除后余留)和內(nèi)封板已成為日常使用階段的管道受力構(gòu)件。如果其連接焊縫處理不好，將成為正常使用時(shí)的薄弱環(huán)節(jié)，影響整個(gè)管道的正常運(yùn)行。

針對(duì)這種情況，建議對(duì)中繼間的閉合予以高度重視，分析中繼間在運(yùn)行階段的情況并提出相應(yīng)的閉合處理措施，使其滿足正常運(yùn)行的需要。

① 鋼管中繼間拆除后，原中繼間處的管道強(qiáng)度和防腐性能應(yīng)滿足管道原設(shè)計(jì)功能要求。

② 中繼間拆除后，應(yīng)在加勁環(huán)連接焊縫處采取加焊內(nèi)襯加強(qiáng)板與防水內(nèi)環(huán)相結(jié)合的方法，進(jìn)行加固。

③ 中繼間的閉合處理，焊接前應(yīng)根據(jù)《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》(GB 50236—2011)的要求進(jìn)行相關(guān)的焊接工藝評(píng)定，并對(duì)所有焊縫進(jìn)行無(wú)損超聲波探傷檢測(cè)，若有不合格必須返修。

④ 焊縫經(jīng)無(wú)損超聲波探傷合格后，方可進(jìn)行管道內(nèi)防腐處理。

⑤ 對(duì)于影響整個(gè)管道正常運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié)，必須及時(shí)分析并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)監(jiān)督力度，保證施工質(zhì)量，使其滿足正常運(yùn)行和管理的要求。