簡述復(fù)雜地形中長輸供熱管線工程的施工技術(shù)要點(diǎn)

崔 鑫 太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司太古供熱分公司

1 前言

目前，供熱成為市政施工項(xiàng)目的重要內(nèi)容之一，為全面保證城市居民能夠正常享受供熱、供暖等基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，需要進(jìn)行長輸供熱管線工程項(xiàng)目的實(shí)施，保證城市供暖等正常。在進(jìn)行長輸工程項(xiàng)目施工過程中，可能需要在部分地形較為復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行施工項(xiàng)目，其將提升施工難度，使得施工進(jìn)度延誤。因此需要對施工技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行研究分析，提升施工技術(shù)水平，優(yōu)化施工方案。

2 復(fù)雜地形中長輸供熱管線工程施工主要存在的難題

2.1 建設(shè)長距離供熱隧道

在進(jìn)行此項(xiàng)施工的過程中，其隧道過長使得施工難度增加，為保證施工進(jìn)程順利進(jìn)行，需要充分使用斜井施工技術(shù)，完成隧道建設(shè)任務(wù)。并且還需要在有效期限內(nèi)將大量的支座進(jìn)行建設(shè)，使其為施工過程提供便，全面保證隧道有效建成[1]。

2.2 在復(fù)雜地形條件下進(jìn)行直埋管道的敷設(shè)工作

在進(jìn)行長輸供熱管線工程建設(shè)過程中，眾多直埋管道需要穿越河流、鐵路等地，因此在遇到復(fù)雜的地形條件時，仍然需要將直埋管道進(jìn)行敷設(shè)工作。與此同時，施工期間還需要承擔(dān)管道焊接等工作，將各分段管道進(jìn)行焊接后，保證管道的有效性與安全性。復(fù)雜地形條件下，為保證管道工程的質(zhì)量需要將管道、接口都能夠工作進(jìn)行更高強(qiáng)度是固定與焊接，且此條件下此類工作難度本身就大于一般地形條件。

2.3 復(fù)雜地形條件下鋼桁架的敷設(shè)工作

在部分復(fù)雜地形條件下，為保證施工項(xiàng)目順利進(jìn)行需要進(jìn)行鋼桁架的敷設(shè)工作。在此施工過程中，橋梁鋼結(jié)構(gòu)施工過程以及在進(jìn)行管道安裝時，其施工難度均高于一般施工項(xiàng)目，并且此類施工項(xiàng)目體量較大，為施工過程增添較多阻礙。

3 長輸供熱管線工程施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 長距離供熱隧道施工技術(shù)

3.1.1 供熱隧道土建綜合技術(shù)

此項(xiàng)目施工期間需要進(jìn)行大量主、次固定支座以及滑動支座的建設(shè)，因此需要在此期間對隧道內(nèi)仰拱豎向錨桿鉆孔裝置進(jìn)行研究與設(shè)計，充分使用目前所有施工裝置以及施工技術(shù)，將簡易裝置進(jìn)行組裝，得以充分利用所有條件創(chuàng)造有力工具，簡化施工操作，且該裝置具有可移動、體積小等優(yōu)點(diǎn)。使用該裝置能夠在同一時間進(jìn)行多處開鉆操作，相互之間不會產(chǎn)生干擾，有利于節(jié)約施工成本費(fèi)用的支出，并改善施工效率，推動施工項(xiàng)目進(jìn)行。為保證長距離供熱隧道建設(shè)過程順利進(jìn)行，還需使用陡坡斜井施工技術(shù)。施工中斜井為復(fù)雜地形之一，其地質(zhì)相對較硬且存在較大坡度，使得施工進(jìn)行難度加大。應(yīng)充分利用三軌道進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸，配置功率較大的礦井提升機(jī)，使其完成提升物料等過程[2]。

3.1.2 長距離供熱隧道安裝綜合技術(shù)

在進(jìn)行隧道內(nèi)安裝工作時，需要提前進(jìn)行管道運(yùn)輸方案、管道安裝方案以及土建作業(yè)方案等制作，充分考慮隧道內(nèi)有限空間因素以及隧道內(nèi)存在的各項(xiàng)風(fēng)險因素，在長距離供熱隧道中進(jìn)行安裝工程時，其施工過程具有有限空間的特點(diǎn)，需要使用模數(shù)管道裝配技術(shù)。除此之外，還需要充分利用已經(jīng)建設(shè)完成的導(dǎo)向滑動支座協(xié)助工作人員完成安裝，并且該技術(shù)的應(yīng)用還能有效預(yù)防相互交叉等事件發(fā)生。

3.2 復(fù)雜地形條件下進(jìn)行管道直埋與穿越技術(shù)

（1）使用主管道覆土預(yù)熱施工技術(shù)，將管道所具有的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行充分釋放操作，從而使得施工人員在進(jìn)行焊接施工過程中，能夠不受到來自于外界條件等因素的影響。使用直電流刺激保溫鋼管，操作時直流電需要保持低電壓、高電流的特點(diǎn)，從而使得鋼管在電流作用下受到熱力作用，產(chǎn)生伸長反應(yīng)，并使用一次性補(bǔ)償器將其受熱變形進(jìn)行全部吸收，當(dāng)保溫鋼管在熱力作用下延伸至施工所需長度后，對其兩側(cè)以及頂端等部位進(jìn)覆土操作，利用期間產(chǎn)生的摩擦力、以及管道兩端的拉力使其鎖定[3]。

（2）當(dāng)直埋管道需要穿越鐵路等地形時，為保證建設(shè)成功的橋梁具有安全性，需要在橋梁下方建設(shè)兩排孔樁，使得橋梁具有防護(hù)作用，提升橋梁的安全性能。并且為加固孔樁的防護(hù)性，需要在其間建設(shè)框架涵，并使得熱力管道值其內(nèi)部以上下疊落的形式進(jìn)行敷設(shè)。滿足橋梁承載架構(gòu)，提升橋梁穩(wěn)定性與安全性。

（3）大口徑連續(xù)彎管施工技術(shù)。在部分山區(qū)進(jìn)行施工時，可能存在部分連續(xù)彎道地形，在此條件下進(jìn)行管道施工時，需要將眾多彎管進(jìn)行埋置操作，盡量減少施工過程中進(jìn)行折角等操作，并且還需要盡量將管道埋置在同一水平線上，對管道埋下后的位置進(jìn)行標(biāo)注，便于及時發(fā)現(xiàn)管道放置不合理現(xiàn)象并予以糾正。盡量減少將兩段彎管單獨(dú)組對后進(jìn)行使用，每一根彎管進(jìn)行組對放置后都需要使用臨時管托裝置將其進(jìn)行固定操作，避免管道埋置期間其出現(xiàn)移動、扭轉(zhuǎn)等影響管道水平放置的現(xiàn)象。

（4）供熱管道深基坑開挖技術(shù)。進(jìn)行河流穿越施工過程中，其可能存在空間有限且狹窄、施工場地地下水位較高等特點(diǎn)，因此需要充分使用深基坑開挖技術(shù)，并建設(shè)CT 鎖扣鋼管樁，使其協(xié)助完成施工過程。如果施工期間能夠保證CT鎖扣鋼管樁強(qiáng)度足夠、剛度足夠以及深基坑深度足夠，則可以使用較少的CT鎖扣鋼管樁支撐進(jìn)行施工，還需要保證CT鎖扣鋼管樁具有一定的防水功能，全面保證施工過程具有安全性[4]。

3.3 復(fù)雜地形條件下鋼桁架的敷設(shè)技術(shù)

3.3.1 多跨連續(xù)重型鋼桁架分段組拼、空中對接

為完成供熱管道項(xiàng)目的建設(shè)工作，在部分地形條件比較復(fù)雜的情況下，需要進(jìn)行鋼桁架的建設(shè)實(shí)現(xiàn)施工目的。在進(jìn)行鋼桁架建設(shè)之前，選擇適宜進(jìn)行預(yù)拼操作的場地，并在此進(jìn)行分段部分的組拼操作，在使用施工場地所配置的起重設(shè)備進(jìn)行完成空中對接操作，并通過對預(yù)先設(shè)計的拼接方案，將合理的需要之后完成的合攏部位進(jìn)行預(yù)留，將傳統(tǒng)的逐一完成對接的方式進(jìn)行改動與優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多跨桁架在同一時間完成組拼安裝過程。

3.3.2 桁架內(nèi)大口徑供熱管道安裝

首先，施工人員需要對鋼桁架橋內(nèi)的各項(xiàng)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，便于施工方案的制定與施工措施的實(shí)施。隨后根據(jù)測量數(shù)據(jù)對管道的安裝過程進(jìn)行預(yù)測與模擬，得出較為準(zhǔn)確的管子、管道各項(xiàng)接口所處位置、施工人員進(jìn)行管道焊接工作較為適宜的角度以及安裝絕熱支座的位置等，便于順利開展管道安裝工作，節(jié)約施工時間等。在進(jìn)行保溫管的運(yùn)輸過程中，還需要使用弧形管托支墊協(xié)助進(jìn)行，保證保溫管不受損傷。

另外再管托與管道外皮部位還需再次使用膠墊進(jìn)行保護(hù)，防止磨損等。在進(jìn)行保溫管的吊裝過程時，需要注意使用豎向運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行上管操作，使用導(dǎo)管運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行檢修便道運(yùn)輸，以及使用橫向運(yùn)輸?shù)姆绞酵瓿蛇\(yùn)輸，最后將短管、死口、轉(zhuǎn)彎在進(jìn)行超大型隔壓站施工過程中，可以利用BIM技術(shù)對管道施工過程進(jìn)行優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)管道與裝配工程。使用綜合性技術(shù)完成隔壓站的施工與建設(shè)，其中包括有換熱站供熱管道無應(yīng)力配管施工技術(shù)、大型板式換熱器安裝施工技術(shù)等。

在進(jìn)行隔壓站建設(shè)期間，為保證施工項(xiàng)目有效進(jìn)行其供熱、供暖等功能，施工人員需要在適宜的區(qū)域安裝大量的大型水泵以及板式熱換器等器械，其體量較大、數(shù)量較多、安裝要求極高。首先可以使用BIM技術(shù)對隔壓站施工方案進(jìn)行三維建模操作，使得各項(xiàng)施工技術(shù)要點(diǎn)以及施工重點(diǎn)、難點(diǎn)以三維的形式呈現(xiàn)出來，在可視化條件下對其進(jìn)行方案的調(diào)整與預(yù)防措施的制定。為保證桁架橋安全性能，其余地面之間的間距不能超過23m[5]。

3.4 超大型隔壓站施工技術(shù)

（1）在進(jìn)行超大型隔壓站施工過程中，可以利用BIM技術(shù)對管道施工過程進(jìn)行優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)管道與裝配工程。使用綜合性技術(shù)完成隔壓站的施工與建設(shè)，其中包括有換熱站供熱管道無應(yīng)力配管施工技術(shù)、大型板式換熱器安裝施工技術(shù)等。在進(jìn)行隔壓站建設(shè)期間，為保證施工項(xiàng)目有效進(jìn)行其供熱、換熱等功能，施工人員需要在適宜的區(qū)域安裝大量的大型水泵以及板式熱換器等設(shè)備，其體量較大、數(shù)量較多、安裝要求極高。首先可以使用BIM技術(shù)對隔壓站施工方案進(jìn)行三維建模操作，使得各項(xiàng)施工技術(shù)要點(diǎn)以及施工重點(diǎn)、難點(diǎn)以三維的形式呈現(xiàn)出來，在可視化條件下對其進(jìn)行方案的調(diào)整與預(yù)防措施的制定。

（2）大型設(shè)備綜合安裝技術(shù)。①供熱管道無應(yīng)力配管施工技術(shù)。通過充分分析施工方案并對其施工順序進(jìn)行計劃與制定，將其間存在的部分風(fēng)險因素，如：泵站內(nèi)進(jìn)出口大口徑供熱管道將使得施工中的焊接工作無法順利進(jìn)行。②大型板式換熱器安裝技術(shù)。在需要對板式換熱器進(jìn)行翻轉(zhuǎn)操作時，可以使用特定的捆綁方式進(jìn)行，并利用施工現(xiàn)場配置的行車完成板式換熱器是吊裝過程，提前預(yù)算行車荷載能力并將此作為依據(jù)進(jìn)行吊索具的選擇，能夠有效避免吊裝過程出現(xiàn)阻礙無法順利進(jìn)行，保證施工順利進(jìn)行。

3.5 管道施工中加強(qiáng)管道焊接質(zhì)量控制

地形復(fù)雜的條件下，管道間的焊接工作難度也將增加，因此為保證工程有效性，需要對管道焊接工作加強(qiáng)進(jìn)行質(zhì)量控制工作。首先，制定一套適宜的質(zhì)量保證體系，對施工人員進(jìn)行管道焊接施工注意事項(xiàng)的培訓(xùn)，使其在施工期間能夠有意識地針對易犯錯誤處進(jìn)行檢查與糾正，降低施工過程中出現(xiàn)風(fēng)險事件的可能，嚴(yán)格按照資料管理制度進(jìn)行質(zhì)量控制與檢查工作，全面保證施工項(xiàng)目的質(zhì)量。并且在管道安裝期間，充分結(jié)合管道性質(zhì)，并對其自身可變因素進(jìn)行分析，尤其是在部分地形條件比較復(fù)雜的情況下，管道的安裝需要予以相應(yīng)固定措施，避免管道在安置后出現(xiàn)扭曲、移位等現(xiàn)象。提前根據(jù)施工變化狀況進(jìn)行施工方案的調(diào)整，保證施工工作有序進(jìn)行。

4 結(jié)束語

在進(jìn)行市政管道工程施工時，地形條件的復(fù)雜性將直接影響施工的難度，因此為保證施工工作有序進(jìn)行需要提升施工工藝水平，提升施工效率與質(zhì)量。在市政施工項(xiàng)目中，居民對供熱、供暖等需求的增加使得長輸供熱管線工程數(shù)量逐漸增多。復(fù)雜地形條件下該項(xiàng)目施工過程存在部分難題，其主要為長距離供熱隧道的建設(shè)、鋼桁架的敷設(shè)、大型換熱器的安裝以及直埋管道的埋置等，通過充分利用各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，如BIM技術(shù)等，能夠有效節(jié)約施工時間，提升施工質(zhì)量。