混動(dòng)承托升降設(shè)備在重型管道焊接中的應(yīng)用

宋上校，張勝亮，石玉昊

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概況

新都區(qū)毗河流域水環(huán)境綜合整治PPP項(xiàng)目，圍繞毗河流域水質(zhì)改善、生態(tài)建設(shè)，實(shí)施污水處理廠擴(kuò)容提標(biāo)、病態(tài)管網(wǎng)修復(fù)、黑臭水體綜合治理、河道清淤及下河排污口綜合整治等工程項(xiàng)目。工業(yè)東區(qū)污水處理廠配套管網(wǎng)(二期)，主要對(duì)城鎮(zhèn)范圍內(nèi)的污水支管及接戶管進(jìn)行設(shè)計(jì)、完善，進(jìn)一步提高污水收集率。工業(yè)東片區(qū)污水管網(wǎng)施工地屬工業(yè)區(qū)，交通道路必須保持暢通。設(shè)計(jì)放坡開(kāi)挖，開(kāi)挖完成后鋪設(shè)砂墊層，下管焊接，最后回填合格料。管道采用DN400-600的HDPE雙壁波紋管，因放坡開(kāi)挖，部分溝槽深度較深，溝槽底部寬度有限，導(dǎo)致下管及焊接管道均存在施工技術(shù)上的困難，常規(guī)管材單根長(zhǎng)度6m，設(shè)備單點(diǎn)吊裝易損壞，雙點(diǎn)吊裝占用場(chǎng)地大，成本高?；靹?dòng)承托升降設(shè)備可保證施工安全、高效便捷、質(zhì)量合格、成本節(jié)約。

2 混動(dòng)承托升降設(shè)備工作原理

為符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工，使管道接頭焊接升降裝置能達(dá)到管道焊接質(zhì)量及提高施工效率的效果，需要保證設(shè)備的使用方便、通用、操作性強(qiáng)。升降設(shè)備主要由直徑55mm滾筒兩個(gè)、長(zhǎng)寬厚300mm×300mm×5mm鋼板一個(gè)(頂板)、長(zhǎng)寬厚200mm×200mm×5mm鋼板一個(gè)(底板)、國(guó)標(biāo)50mm的角鋼長(zhǎng)500mm兩根、長(zhǎng)270mm兩根、車載千斤頂一副組成(主視圖見(jiàn)圖1、整體效果圖見(jiàn)圖2)[1]。

準(zhǔn)備好材料及加工設(shè)備。通過(guò)千斤頂在中間連接，將頂板鋼板(300mm×300mm×5mm)和底板(200mm×200mm×5mm)焊接成整體，頂板上焊接2個(gè)直徑55mm滾筒體系，底板焊接在角鋼框架上(見(jiàn)圖3)。滾筒體系是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)承載物體的輕松轉(zhuǎn)動(dòng)；頂板鋼板的作用是固定兩個(gè)滾筒；底板焊接在角鋼框架上是為了增大設(shè)備底部著地面積，增加穩(wěn)固性；車載千斤頂作用是實(shí)現(xiàn)設(shè)備的升降，用于調(diào)整管道整體水平高程和接頭對(duì)齊，方便焊接。

管道焊接前需要調(diào)整管口及切口的對(duì)齊平整[2]，使用此設(shè)備可實(shí)現(xiàn)輕松快速的調(diào)節(jié)，設(shè)備的升降通過(guò)手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)，使用擠塑焊槍或液化氣烤槍焊接管道接口時(shí)通過(guò)管道壓在滾筒體系上，一側(cè)的工人轉(zhuǎn)動(dòng)管道來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖1 主視示意

圖2 整體效果示意

圖3 過(guò)程高程調(diào)劑演示及完整實(shí)體

3 混動(dòng)承托升降設(shè)備在施工中的應(yīng)用

HDPE管道具有操作簡(jiǎn)單方便，抗壓能力強(qiáng)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在工程中有著廣泛的應(yīng)用[3]。常規(guī)HDPE管道施工為開(kāi)挖溝槽、底部整平、使用設(shè)備下管、管道接口密封(一般是通過(guò)人工強(qiáng)行轉(zhuǎn)動(dòng))、回填碾壓一套程序。

混動(dòng)承托升降設(shè)備的使用，很大程度地改進(jìn)了施工工藝。為達(dá)到設(shè)備最大程度使用效果，以實(shí)際貼合施工流程工藝來(lái)達(dá)成施工高效、質(zhì)量的目標(biāo)。升降設(shè)備通過(guò)調(diào)節(jié)千斤頂?shù)纳甸y，來(lái)達(dá)到調(diào)整管道高低的效果，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)已安放好的管道，來(lái)使管道達(dá)到前后移動(dòng)的效果。

施工工藝如下：

(1)準(zhǔn)備溝槽。施工前測(cè)量根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算開(kāi)挖開(kāi)口線后施打圍擋封閉施工區(qū)域，然后溝槽按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求破碎路面并放坡開(kāi)挖溝槽，通過(guò)水準(zhǔn)儀反復(fù)測(cè)量，確保溝槽底平整及流水坡度符合設(shè)計(jì)要求，溝槽底部鋪設(shè)設(shè)計(jì)厚砂墊層并夯實(shí)，檢測(cè)壓實(shí)度合格后進(jìn)行下一步工序。

(2)設(shè)備到位。下管前先在準(zhǔn)確位置將焊接升降設(shè)備放置在已經(jīng)夯實(shí)的砂墊層上，設(shè)備高程調(diào)節(jié)到中級(jí)位置，完成兩根管道焊接需要四個(gè)設(shè)備，每根管道1/3處各設(shè)置一個(gè)，以分擔(dān)承托重量[4]。

(3)管材下溝。用兩個(gè)平板車將管道運(yùn)至下管溝槽位置頂部，4個(gè)人工用2根足夠長(zhǎng)度尼龍吊帶間隔3m綁住管道，通過(guò)松開(kāi)綁帶將6m DREC管道緩緩放下，落在焊接裝置上。

(4)對(duì)接口調(diào)整。通過(guò)升降調(diào)整管道整體平順，接口在一個(gè)水平面上，之后通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)管子，將兩節(jié)管頭的企口完全對(duì)齊，上下調(diào)整和前后調(diào)整反復(fù)調(diào)整幾次，即可確保接縫嚴(yán)密無(wú)間隙。

(5)管道焊接。用提前準(zhǔn)備好的擠塑焊槍焊接管道接頭，一邊焊接一邊由兩個(gè)工人從兩頭往同方向轉(zhuǎn)動(dòng)管道兩頭，使得焊接永遠(yuǎn)在最容易操作的位置完成，方便操作且質(zhì)量能夠保證合格。

(6)熱縮套包封。等待接頭焊接冷卻后，再次用高標(biāo)準(zhǔn)熱縮套進(jìn)行熱塑包裹焊接，同樣使用烤槍加熱熱縮套，使得烤槍操作人員加熱接頭施工一直處于最易操作的位置，同樣，通過(guò)在管道兩頭同方向轉(zhuǎn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)。

(7)閉水實(shí)驗(yàn)。首先是準(zhǔn)備工作，灌水之前首先將檢查井內(nèi)清理干凈，對(duì)于預(yù)埋管口及時(shí)加以臨時(shí)封堵，確保不得有滲漏現(xiàn)象發(fā)生，在完成上述工作后再計(jì)算出設(shè)計(jì)水頭標(biāo)高；再依據(jù)設(shè)計(jì)水頭與管頂內(nèi)壁和上游檢查井井口標(biāo)高相比的結(jié)果來(lái)決定試驗(yàn)水頭的選??；其次即可設(shè)置灌水水量觀測(cè)標(biāo)尺，用以觀察灌水時(shí)水量所達(dá)到的滲水量；接著是灌水，水源從現(xiàn)場(chǎng)施工取水點(diǎn)向試驗(yàn)管段上游管井內(nèi)灌水，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法取水的試驗(yàn)點(diǎn)，采用灑水罐車向試驗(yàn)管段上游管井內(nèi)灌水；最后是水位觀測(cè)，第一步灌水時(shí)的水位先測(cè)量后做好標(biāo)記線，第二步灌水至設(shè)計(jì)水位進(jìn)行滲水量測(cè)定時(shí)，應(yīng)采用量筒補(bǔ)水的方法，記錄補(bǔ)水體積，第三步灌水至設(shè)計(jì)水深后至開(kāi)始進(jìn)行滲水量測(cè)定的時(shí)間，應(yīng)不少于24h，測(cè)定穩(wěn)定后，閉水試驗(yàn)驗(yàn)收相關(guān)單位現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合驗(yàn)收時(shí)，試驗(yàn)測(cè)讀水位30min。

(8)管道粗砂回填胸腔。等待熱縮套冷卻到自然溫度后，按照設(shè)計(jì)要求，采用中粗砂在管道兩側(cè)150°胸腔回填并夯實(shí)合格。

(9)溝槽回填。采用連砂石分層回填、碾壓。

(10)路面恢復(fù)。檢測(cè)路基壓實(shí)合格后，按原狀路面結(jié)構(gòu)層及設(shè)計(jì)要求，恢復(fù)路面，并嚴(yán)格按照質(zhì)量檢驗(yàn)程序，檢驗(yàn)路面恢復(fù)質(zhì)量至合格。

4 升降設(shè)備應(yīng)用取得的效果

常規(guī)的施工工藝施工操作難度大，工人費(fèi)力費(fèi)時(shí)，成本增加，且無(wú)法有效保障管道接頭的質(zhì)量，存在漏水隱患。經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，記錄操作過(guò)程及管道閉水效果，該升降設(shè)備有效地解決了市政管道安裝接頭焊接質(zhì)量難以控制的難題，提高了工作效率。重型管道在有限空間焊接的滾動(dòng)承托升降設(shè)備的研發(fā)，解決了管道安裝質(zhì)量和效率的問(wèn)題?？煞奖?、快速地進(jìn)行管道焊接，對(duì)保證管道的施工質(zhì)量和提高效率有重大意義，尤其適用于管道較重需要人工吊卸安裝且施工操作空間有限的條件下施工。

4.1 經(jīng)濟(jì)節(jié)約

(1)采用本設(shè)備可通過(guò)升降千斤頂對(duì)管道進(jìn)行上下高程調(diào)節(jié)，也可借助面板上的兩個(gè)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)管道來(lái)整體前后移動(dòng)管道，減少管道接頭焊接時(shí)間，很大程度地提高了施工效率，節(jié)約了施工成本。

(2)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)100%周轉(zhuǎn)循環(huán)使用，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)好。

4.2 保證質(zhì)量

(1)在擠塑焊槍焊接及熱縮套包管施工時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)永遠(yuǎn)在上頂面的操作，解決了管道焊接接頭漏水的問(wèn)題，切實(shí)地保證了焊接質(zhì)量。

(2)接頭是管道最薄弱的點(diǎn)，接頭質(zhì)量的保證使管道使用壽命增加。

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)市政管網(wǎng)管道接頭焊接施工存在的疑難雜癥問(wèn)題，通過(guò)制作升降設(shè)備，并在新都區(qū)毗河流域水環(huán)境綜合整治PPP項(xiàng)目中實(shí)際應(yīng)用，在提高施工效率的情況下，提高了質(zhì)量保障。采用升降設(shè)備所施工的管道，經(jīng)有關(guān)單位聯(lián)合檢測(cè)，管道接頭質(zhì)量?jī)?yōu)良，閉水效果良好，且已經(jīng)完成驗(yàn)收。該設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用，可為類似管道施工提供參考。