淺析熱力管線工程施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)探討

劉陽

摘 ?要：A熱力管線工程由海淀區(qū)西翠路與玉淵潭南街交叉口到海淀區(qū)復(fù)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(shù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了探討，重點(diǎn)包括隧道穿越地鐵技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、隧道暗折、漸變段支護(hù)體系經(jīng)驗(yàn)、長距離開挖洞內(nèi)測量精度不足控制經(jīng)驗(yàn)、豎井、隧道二襯混凝土施工質(zhì)量控制等經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：西翠路;熱路管線;經(jīng)驗(yàn)

緒論

A熱力管線工程-五棵松段，本工程敷設(shè)方式為暗挖通行地溝。本工程共新設(shè)固定 6 處、導(dǎo)向支架及滑動支墩若干。A熱力管線工程-復(fù)興路段的敷設(shè)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(shù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了探討，重點(diǎn)包括隧道穿越地鐵技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、隧道暗折、漸變段支護(hù)體系經(jīng)驗(yàn)、長距離開挖洞內(nèi)測量精度不足控制經(jīng)驗(yàn)、豎井、隧道二襯混凝土施工質(zhì)量控制等經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行闡述。

一、工程概況

A熱力管線工程由海淀區(qū)西翠路與玉淵潭南街交叉口到海淀區(qū)復(fù)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(fù)興路段：管徑 DN500，全長 129.5 米。整個工程的設(shè)計(jì)參數(shù)為熱水供/回：150/90°C，設(shè)計(jì)壓力為1.57MPa;安裝溫度-10℃。敷設(shè)方式為暗挖敷設(shè)。補(bǔ)償方式采用自然補(bǔ)償和波紋管補(bǔ)償器補(bǔ)償。保溫及防腐方式為暗挖隧道和檢查室內(nèi)的管道和軸向波紋管補(bǔ)償器采用膨脹珍珠巖瓦保溫。橫向波紋管補(bǔ)償器采用高溫玻璃棉保溫，管道均采用無機(jī)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(zhǔn)備工作

（1）預(yù)制滑動支架管托及鋼筋混凝土支墩、固定支架構(gòu)件及卡板、導(dǎo)向支架立柱及導(dǎo)向板。

（2）清理小室、隧道及地溝，達(dá)到平整暢通。

（3）在小室、隧道及地溝地面上放出結(jié)構(gòu)中線和管道中心線。

（4）確定固定、導(dǎo)向支架的位置后，必須按設(shè)計(jì)間距和規(guī)范要求穩(wěn)放滑動支墩，并按管道的坡度要求逐個復(fù)測預(yù)埋鋼板表面的高程，其偏差控制在-10～0mm。

2、下管

管道進(jìn)場后先對管道外觀進(jìn)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(jī)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(nèi)管道于豎井處下管，在隧道內(nèi)用特制的小車運(yùn)送，不得沿隧道縱向拖拽。

（2）管道吊裝過程中要保護(hù)好管口及防腐層，到場的熱機(jī)材料、半成品、成品均應(yīng)按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行成品保護(hù)。

3、滑動支墩安裝

（1）熱機(jī)管道應(yīng)從固定支架向兩側(cè)排放，并根據(jù)每根管道的實(shí)際長度在地溝內(nèi)標(biāo)出管道對口環(huán)形焊道位置，根據(jù)焊道位置、相關(guān)要求及設(shè)計(jì)要求的滑動支墩跨距標(biāo)出滑動支墩的縱向位置。

（2）根據(jù)管道中心線確定支墩橫向位置，再將此處底板進(jìn)行鑿毛，用水泥砂漿穩(wěn)墩，達(dá)到充實(shí)飽滿，并確保支墩表面預(yù)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(yīng)按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行偏心安裝，偏移方向?yàn)楣艿罒崤蛎浀姆捶较颉；瑒又Ъ艿目v向中心線與管道中心線應(yīng)在同一垂直線上。

4、鋼管就位

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

（2）用專用起重機(jī)具將管子吊起，按管道中心線和坡度對好管口。

（3）對口處應(yīng)墊置牢固，避免焊接時產(chǎn)生錯位和變形，對正后沿管周以間距 400mm 左右交錯進(jìn)行定位點(diǎn)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(jìn)行定位焊接。

（5）不得采用焊縫兩側(cè)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(biāo)高允許在支架支承焊設(shè)金屬墊片來調(diào)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(diǎn)焊→焊接→檢驗(yàn)→驗(yàn)收。

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

（3）管道上焊縫的位置應(yīng)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(guī)格、型號符合規(guī)定（J502），焊接前將焊口兩側(cè) 10 厘米范圍內(nèi)的鐵銹、污垢、油脂等清除干凈，使鋼管潔凈。檢查焊接設(shè)備性能是否穩(wěn)定可靠;管子對口處應(yīng)墊置牢固，避免在焊接過程中產(chǎn)生錯位和變形。采用與正式焊接相同焊條，進(jìn)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(jìn)行定位焊，定位焊接完后，應(yīng)清除渣皮進(jìn)行檢查，對發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)去除后方可進(jìn)行正式焊接。

2）每層焊接完成以后均應(yīng)用角向磨光機(jī)清根，以確保焊接質(zhì)量。焊接時應(yīng)保證起弧和收弧處的質(zhì)量，收弧時應(yīng)將弧坑填滿，嚴(yán)禁在坡口之外的母材表面引弧和試驗(yàn)電流，并應(yīng)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(yàn)合格后進(jìn)行。

（2）根據(jù)本工程工藝結(jié)構(gòu)特征，采用密閉循環(huán)水力清洗的方式。

（3）清洗步驟：打開排污短管上的截止閥，關(guān)閉排水閥門——啟動清洗水泵進(jìn)行循環(huán)清洗，清洗時間60分鐘——檢查清洗水質(zhì)、換水繼續(xù)啟泵清洗——清洗結(jié)束前，各處排氣、排水閥門應(yīng)打開清洗——清洗合格后，拆除清洗設(shè)備及各處連接管，清除小室、地溝內(nèi)積水，填寫“供熱管網(wǎng)清洗記錄”。

8、管道試運(yùn)行

1）試運(yùn)行具備的必要條件

土建、熱機(jī)已按照設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范完成施工任務(wù)。工程施工質(zhì)量與驗(yàn)收符合《城市供熱管網(wǎng)工程施工驗(yàn)收規(guī)范》的技術(shù)要求。

管道及設(shè)備的安裝、保溫及外露鐵件防腐均滿足規(guī)范要求。管道系統(tǒng)經(jīng)強(qiáng)度試驗(yàn)及整體試壓合格，管道清洗并驗(yàn)收合格。

2）試運(yùn)行要求

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

三、熱力管線工程施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)探討

1、隧道穿越地鐵隧道技術(shù)經(jīng)驗(yàn)

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(fù)興路段 4#、5#豎井與地鐵 1 號線的位置關(guān)系圖

其主要的應(yīng)對措施如下：

1）進(jìn)場后，需核實(shí)位置關(guān)系并征得產(chǎn)權(quán)單位同意，根據(jù)專業(yè)檢測單位對地鐵隧道檢測結(jié)果及咨詢評估結(jié)果，制定專項(xiàng)穿越風(fēng)險點(diǎn)的施工方案和應(yīng)急預(yù)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(qū)域采取全斷面深孔注漿加固。

3）在現(xiàn)場建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，加強(qiáng)對地鐵隧道均勻和差異沉降的觀測，并編制相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，若出現(xiàn)沉降預(yù)警時，立即封閉掌子面，停止施工，會同地鐵施工專家進(jìn)行協(xié)商，采取有效措施后方可繼續(xù)施工。

4）DN500 隧道穿越地鐵隧道前，采用大管棚進(jìn)行超前土體棚護(hù)。

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(qiáng)支護(hù)措施。

6）初支施工過程中及時進(jìn)行初砌背后注漿，隧道開挖時應(yīng)多次補(bǔ)注漿，嚴(yán)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(hù)體系經(jīng)驗(yàn)

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(kuò)大至檢查室大斷面隧道。涉及多處隧道受力體系的轉(zhuǎn)換，是隧道施工支護(hù)結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)，容易產(chǎn)生地面沉降，洞內(nèi)變形，支護(hù)強(qiáng)度不足造成隧道轉(zhuǎn)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(qiáng)度。

（2）隧道開馬頭門后，采用 2[20a 抱扣槽鋼設(shè)一道臨時豎向支撐。

隧道初襯施工在超前注漿結(jié)束后進(jìn)行。隧道初襯施工采用超短臺階法，遵循“短開挖、早支護(hù)”的施工原則，由于本標(biāo)段地層復(fù)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(qiáng)穩(wěn)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(hù)力，維持掌子面土體的穩(wěn)定。作業(yè)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(yùn)至豎井底，用吊車提升至卸土場。隧道開挖輪廓應(yīng)保證平直、圓順，尺寸應(yīng)大于隧道斷面外輪廓 5cm，以便初期支護(hù)鋼拱架的安裝。

格柵鋼構(gòu)上拱要及時支撐，直墻部分落底時，要及時進(jìn)行初期支護(hù)，每一榀拱架的底腳均應(yīng)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(jié)構(gòu)封閉成環(huán)，初期支護(hù)形成整體。

3、長距離開挖洞內(nèi)測量精度不足控制經(jīng)驗(yàn)

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(cè)，豎井、隧道開挖段面小，隧道單掌子面開挖距離長。洞內(nèi)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(yīng)對措施如下：

（1）隧道每開挖 100 米，自路面向下打設(shè)測量孔（兼做通風(fēng)孔）。測量孔直徑 0.2 米，使用開孔機(jī)械自路面向下打孔至道路結(jié)構(gòu)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(yè)完成后，測量孔不對道路通行造成任何影響。可用于隧道復(fù)核量測，矯正測量誤差。并且在隧道內(nèi)測量孔處安裝一臺抽風(fēng)機(jī)，可快速排除洞內(nèi)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(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、設(shè)旁站、細(xì)觀察、快封閉、勤量測”。隧道施工時首先采用超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固拱頂土體，然后分上下臺階開挖土方，挖土后進(jìn)行鋼筋格柵+鋼筋網(wǎng)+聯(lián)結(jié)鋼筋+噴混凝土+模筑鋼筋混凝土內(nèi)襯聯(lián)合支護(hù)，在兩層襯砌間設(shè)防水夾層，本標(biāo)段暗挖隧道 3 個斷面，具體初襯結(jié)構(gòu)參數(shù)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(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)

根據(jù)施工招標(biāo)圖紙和招標(biāo)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(fā)生質(zhì)量通病的薄弱環(huán)節(jié)，因此豎井、隧道內(nèi)二襯混凝土的施工質(zhì)量是本工程的控制重點(diǎn)。其應(yīng)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(zhì)量，澆筑混凝土過程中，測量人員監(jiān)測模板位置，每半小時測一次，將模板的偏移和上浮數(shù)據(jù)記錄，并畫出曲線圖。澆筑混凝土振搗密實(shí)。

3）養(yǎng)護(hù)：隧道每倉混凝土澆筑完成拆模后，養(yǎng)護(hù)人員必須及時對混凝土進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)處理，保證混凝土面在出倉 14 天內(nèi)都處于潮濕狀態(tài)，采用噴霧器噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)人員負(fù)責(zé)將每倉的養(yǎng)護(hù)次數(shù)、時間做好記錄，保證混凝土養(yǎng)護(hù)得當(dāng)。

結(jié)論

A熱力管線工程由海淀區(qū)西翠路與玉淵潭南街交叉口到海淀區(qū)復(fù)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(shù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了探討，重點(diǎn)包括隧道穿越地鐵技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、隧道暗折、漸變段支護(hù)體系經(jīng)驗(yàn)、長距離開挖洞內(nèi)測量精度不足控制經(jīng)驗(yàn)、豎井、隧道二襯混凝土施工質(zhì)量控制等經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行闡述。

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