埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法

埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法適用范圍

《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》適用于ф60-ф700毫米油田集輸系統(tǒng)埋地鋼質(zhì)管道內(nèi)翻襯玻璃鋼修復(fù)施工。市政管道及地面以上管道可參照執(zhí)行。

埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法工藝原理

《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》的核心工藝是軟管翻襯技術(shù)，采用軟管翻轉(zhuǎn)法進(jìn)行現(xiàn)場修復(fù)，軟管翻轉(zhuǎn)法的工藝原理（如圖1所示）是在不破壞自然地貌、不損壞原管道的情況下將管道內(nèi)污物清理干凈，恢復(fù)原有通徑后，將帶有防滲透層并浸透熱固性樹脂的纖維增強(qiáng)軟管作為襯管的成型材料，將舊管道作為內(nèi)襯管的翻襯通道和成型模板，采用氣壓（或水壓）將軟管翻轉(zhuǎn)并送入舊管道內(nèi)，使軟管的浸樹脂層朝外貼于舊管道內(nèi)壁，防滲透層朝里成為新管道的內(nèi)壁表面。用加熱（或室溫）固化法使襯管的樹脂固化與原管道構(gòu)成鋼塑復(fù)合管，原管道起維護(hù)支撐作用，襯里層起防腐作用。

埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法施工工藝

• 工藝流程

《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》的主要工藝流程見圖2。

• 操作要點(diǎn)

《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》的操作要點(diǎn)如下：

一、管線探測

使用管線探測儀對埋地鋼質(zhì)管道進(jìn)行精確定位。

1.用信號聯(lián)線將管線探測儀的發(fā)射機(jī)與被測鋼管連接，再將接地棒插入地下，使鋼管與大地構(gòu)成電流回路，使整根鋼管向外發(fā)生清晰電信號。

2.用管線探測儀接收機(jī)沿線收尋發(fā)射機(jī)通過鋼管發(fā)出的信號，很方便地找到被測管道敷設(shè)的位置，并用木樁標(biāo)。

二、挖操作坑、切斷管線

1.根據(jù)自然狀況，考慮施工方便確定一次修復(fù)管道長度和起、止點(diǎn)位置，并挖操作坑。操作坑（長×寬×深）尺寸以滿足作業(yè)為準(zhǔn)。

2.直徑≤ф219毫米的鋼管用手動切管機(jī)切斷，切下短管長度以便于管段清理和翻襯玻璃鋼軟管作業(yè)為目的，一般短管長度為1~1.5米。

3.在距被修管段端頭35毫米處焊接隔熱圈在切下的短管兩端頭同樣距離處各焊一個(gè)隔熱圈，并將短管以相同材料和結(jié)構(gòu)襯入玻璃鋼防腐層，兩端頭與被修復(fù)管段同樣方式進(jìn)行處理，以備管段連接時(shí)使用。

焊隔熱圈時(shí)使用專用工具“隔熱圈定位環(huán)”限位。

三、管段清理

管段清理包括管內(nèi)結(jié)垢物的清洗和管內(nèi)硬性障礙物的清除。

1.管內(nèi)結(jié)垢物的清洗

1）在管段兩頭分別安裝清洗發(fā)射裝置和清洗接收裝置。根據(jù)被修管段橫斷面上結(jié)垢層厚度選擇較小直徑的鋼絲刷清管器以壓力水為介質(zhì)清洗管內(nèi)污垢，而后逐步加大清管器直徑，最后用與鋼管同一規(guī)格鋼絲刷清管器將管內(nèi)污垢清洗干凈。

2）用與鋼管相同規(guī)格聚氨酯碳化硅清管器以壓縮空氣為動力反復(fù)進(jìn)行垢膜和油膜的清除。

3）用與被修鋼管相同規(guī)格的聚氨酯整體清管器以壓縮空氣為動力排除管內(nèi)污水。

4）用直徑為鋼管內(nèi)徑1.5倍軟質(zhì)聚氨酯泡沫清管器反復(fù)對管內(nèi)污水和油膜進(jìn)行吸收和干燥。當(dāng)軟質(zhì)聚氨酯泡沫清管器內(nèi)無水，表面無明顯油污為止。

2.管內(nèi)硬性障礙物的清除

管內(nèi)硬性障礙物包括：焊接過瘤、穿孔栽釘、變徑、過橋以及斷面變形等。對這些障礙物分別采取以下方法排除。

1）焊接過瘤和穿孔栽釘采取火焊開孔割掉突出部分電焊焊接開孔。

2）變徑和過橋，切掉變徑管段和過橋，更換與被修管段相同規(guī)格的新管段。

3）斷面變形，采用火焊烘烤、修整的方法排除。

管內(nèi)硬性障礙物的暴露多數(shù)出現(xiàn)在清洗管內(nèi)結(jié)垢物的過程中，其表征是卡住清管器使清洗作業(yè)無法繼續(xù)進(jìn)行。此時(shí)，必須設(shè)法找到卡堵位置，排除障礙。尋找卡堵障礙物的方法是利用跟蹤檢測儀監(jiān)測，即在清管器上安裝跟蹤檢測儀的發(fā)射機(jī)，地面上用接收機(jī)尋找卡堵位置。

3.質(zhì)量檢測

質(zhì)量檢測包括通過性檢測和內(nèi)表面外觀質(zhì)量檢測。

1）管道通過性能檢測，利用測徑清管器檢測管道是否恢復(fù)原有通徑。

2）利用管道內(nèi)窺儀從兩頭進(jìn)入管道內(nèi)通過熒光屏外觀檢測清洗質(zhì)量。

4.用風(fēng)送法在被修復(fù)管段內(nèi)穿插一條牽引繩索，以備在軟管翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯玻璃鋼軟管時(shí)使用。

四、玻璃鋼軟管浸膠

1.玻璃鋼軟管浸膠前的準(zhǔn)備

1）利用穿繩工具在玻璃鋼軟管內(nèi)貫穿一條編織扁帶作牽引繩。在貫穿過程中嚴(yán)禁扁帶扭轉(zhuǎn)。

2）從膠粘劑的三組份混合攪拌開始到翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯玻璃鋼軟管結(jié)束所用時(shí)間再多加2小時(shí)作為膠粘劑的凝膠期，確定膠粘劑的配比。

根據(jù)施工現(xiàn)場做三組膠粘劑配比試樣，按其中結(jié)果接近凝膠期的那組配比進(jìn)行配料施工。

2.按軟管展開面積計(jì)算所需要膠粘劑，并用專用機(jī)具灌入玻璃鋼軟管內(nèi)。

3.灌有膠粘劑的玻璃鋼軟管經(jīng)由現(xiàn)場作業(yè)平臺進(jìn)入浸膠機(jī)，在通過浸膠機(jī)的過程中，將膠料從前往后碾壓使膠粘劑浸透整根軟管，見圖3。

4.當(dāng)浸膠軟管露出浸膠機(jī)時(shí)，將軟管內(nèi)的編織扁帶和事先纏繞在翻轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)軸上的拖拉扁帶連同軟管三者用特制接頭連接在一起，從上方緊緊纏繞在翻轉(zhuǎn)器的轉(zhuǎn)軸上。

五、翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯玻璃鋼軟管（圖4）

1.將玻璃鋼軟管內(nèi)的牽引扁帶和被修管段內(nèi)牽引繩索連接在一起，而后將玻璃鋼軟管端頭鎖定在翻轉(zhuǎn)器的軟管出口上。

2.啟動空氣壓縮機(jī)往翻轉(zhuǎn)器內(nèi)供壓縮空氣，同時(shí)打開潤滑油路上的閥門向翻轉(zhuǎn)器內(nèi)供潤滑油。當(dāng)翻轉(zhuǎn)器內(nèi)壓力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)軟管開始外翻，用人工將翻出的玻璃鋼軟管通過翻襯入口送入被修復(fù)管段內(nèi)，此時(shí)要求拉緊被修復(fù)管段內(nèi)的牽引繩索，防止因松弛被攆入已翻玻璃鋼軟管和鋼管內(nèi)壁之間。當(dāng)翻轉(zhuǎn)器內(nèi)壓力上升到0.3~0.4兆帕?xí)r，開始對牽引繩索施加拉力，加快翻襯速度，進(jìn)入正常翻襯作業(yè)。此時(shí)，通過調(diào)整進(jìn)氣量使翻轉(zhuǎn)器內(nèi)壓力穩(wěn)定在0.3~0.35兆帕，翻襯速度穩(wěn)定在25～35米/分鐘之間。當(dāng)翻襯長度達(dá)到被修復(fù)管段長度50%，翻襯阻力達(dá)到最大值，此時(shí)如果翻襯出現(xiàn)困難允許將壓力提高到0.5兆帕。

3.當(dāng)翻襯長度超過被修復(fù)管段長度的50%，翻襯阻力將逐漸減小。此時(shí)為保證襯里質(zhì)量。應(yīng)適當(dāng)控制翻襯速度，保持翻轉(zhuǎn)器內(nèi)壓力在0.3兆帕左右為宜。

4.當(dāng)翻襯接近尾聲時(shí)應(yīng)及時(shí)取消對牽引繩的拉力。當(dāng)璃璃鋼軟管翻出被修管段時(shí)應(yīng)立刻放開牽引繩，避免出現(xiàn)安全事故。

六、端頭處理、打壓固化

1.在被修復(fù)管段兩端分別留出35～40毫米玻璃鋼軟管，其余部分剪掉。并將留下的軟管沿軸線六等分剪成條外翻粘貼在管段外壁上，用鎖定環(huán)固定。

2.在被修管段兩頭分別用發(fā)射端堵頭和接收端堵頭密封，空氣壓縮機(jī)打壓0.3~0.4兆帕關(guān)閉閥門，穩(wěn)壓24小時(shí)固化，見圖5。

七、質(zhì)量檢驗(yàn)

利用管道內(nèi)窺儀從管道兩頭分別進(jìn)入管內(nèi)，進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，以內(nèi)襯層無氣鼓、塌陷和破損為合格。

八、管段連接（圖6）

1.將二第3款中以備管段連接時(shí)使用的短管4落入在兩管段1和8之間，由兩頭各2根托桿（圖中不表示）定位，保證短管和管段同軸線。

2.將浸滿膠粘劑的無紡氈條纏繞在短管和管段接縫處成為填滿端頭縫隙的玻璃鋼密封圈7，使玻璃鋼襯里層連續(xù)完整，無鋼鐵裸露。

3.將套管移至兩隔熱圈之間（螺絲孔朝上）搭在兩隔熱圈上，用小電流進(jìn)行角縫焊接，必要時(shí)用水冷卻，防止焊接過熱燒損內(nèi)襯里。

4.從螺絲孔往環(huán)形空間灌注已混合好的膠粘劑要注意排除里面的空氣，二要將膠粘劑灌滿，而后擰入絲堵，并使膠粘劑沿螺紋縫隙溢出，見圖7。

九、打壓試驗(yàn)

按設(shè)計(jì)要求對內(nèi)襯玻璃鋼管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)，被修管道兩端焊接相應(yīng)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)封頭，選擇額定壓力高于試驗(yàn)壓力的柱塞泵進(jìn)行打壓試驗(yàn)，用水泵從管道一端注水，管道另一端設(shè)有排氣閥，當(dāng)水從排氣閥溢出時(shí)關(guān)閉排氣閥，逐步升高壓力當(dāng)壓力升到設(shè)計(jì)壓力的1.5倍時(shí)穩(wěn)壓24小時(shí)，壓力無變化為合格。

十、外補(bǔ)口

鋼管外防腐層、保溫層和外保護(hù)層均按設(shè)計(jì)要求用同種材料、同種結(jié)構(gòu)，按一個(gè)整體的原則進(jìn)行補(bǔ)口。具體操作參照SY/T0415-96和SY/T0413-2002進(jìn)行。

1.防腐保溫管的補(bǔ)口

1）使用內(nèi)徑與防水帽處外徑相同尺寸的補(bǔ)口模具。

2）模具必須固緊在端部防水帽處，其搭接長度不小于50毫米，澆口向上，保證搭接處嚴(yán)密。

3）環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，模具、管道和泡沫塑料原料預(yù)熱后進(jìn)行發(fā)泡。

4）防護(hù)層必須用補(bǔ)口套，補(bǔ)口套的規(guī)格應(yīng)與管徑相配套，補(bǔ)口套與防護(hù)層套搭接長度應(yīng)小于50毫米。

2.聚乙烯防腐管的補(bǔ)口

1）補(bǔ)口前，必須對補(bǔ)口部位進(jìn)行表面處理，表面預(yù)處理質(zhì)量應(yīng)達(dá)到《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB/T 8923中規(guī)定的Sa2 1/2級或St3級，焊縫處的焊渣、毛刺等應(yīng)清除干凈。

2）補(bǔ)口搭接部位的聚乙烯層應(yīng)打磨至表面粗糙，然后用火焰加熱器對補(bǔ)口部位進(jìn)行預(yù)熱。按熱收縮套（帶）產(chǎn)品說明書的要求控制預(yù)熱溫度并進(jìn)行補(bǔ)口施工。

3）收縮套（帶）與聚乙烯層搭接寬度應(yīng)不小于100毫米，采用熱收縮帶時(shí)，應(yīng)采用固定片固定，周向搭接寬度應(yīng)小于80毫米。

• 勞動組織

《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》的勞動組織見表1。

參考資料：

《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》所用的機(jī)具設(shè)備配備見表2。

參考資料：

《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》的工法特點(diǎn)是：

1.修復(fù)質(zhì)量好：玻璃鋼襯里層連續(xù)完整，強(qiáng)化了管道的整體功能，抗腐蝕能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋼管本身，所以修復(fù)后的管道壽命可延長使用20年以上。

2.施工周期短：一次翻襯距離可達(dá)500米，只需在兩端開挖操作坑，不大面積開挖土方，縮短施工工期。

3.修復(fù)成本低：由于保留原管道防腐保溫體系不變，減少對自然地貌的破壞，不但環(huán)保而且修復(fù)成本為更換新管道成本的35%~60%。

4.由于內(nèi)襯層光滑，可減少輸送阻力，提高輸送量5%~10%。

5.由于內(nèi)襯層為聚氨酯，聚氨酯具有對稱的分子結(jié)構(gòu)，對外呈無極性狀態(tài)，能防止垢層的附著，具有突出的防結(jié)垢性，可降低管道運(yùn)行成本。

埋地管道不開挖修復(fù)施工常用的修復(fù)方法有：穿插聚乙烯（PE）塑料管法，擠涂水泥砂漿（或環(huán)氧膠泥）法，翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯玻璃鋼法和內(nèi)襯不銹鋼法等。這些方法普遍適用于ф159毫米以上中、大口徑鋼質(zhì)管道修復(fù)，并且一次修復(fù)長度不超過300米。

針對油田ф114毫米以下小直徑管道多，而且長度多在1000米以內(nèi)的特點(diǎn)，圍繞油田老區(qū)原油穩(wěn)產(chǎn)，降低原油生產(chǎn)成本、延長油田管道使用壽命、安全環(huán)保和節(jié)能降耗，大慶油田建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司對《油田集輸系統(tǒng)管道、儲罐大修配套技術(shù)研究》進(jìn)行了立項(xiàng)研究，重點(diǎn)對管道不開挖長距離內(nèi)襯玻璃鋼軟管修復(fù)技術(shù)進(jìn)行研究，攻克了玻璃鋼軟管制造技術(shù)，玻璃鋼軟管翻襯工藝和翻襯機(jī)具研制等技術(shù)難題。

《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：

一、施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收規(guī)范

《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50235-97；

《油田集輸系統(tǒng)在役鋼質(zhì)舊管道內(nèi)翻襯玻璃鋼修復(fù)技術(shù)規(guī)范》Q/SY DQ2009-59；

《乙烯基酯樹脂》Q/0900TTY001-2010。

二、質(zhì)量保證措施

1.利用直徑為0.96DN測徑清管器檢測管段內(nèi)徑，確保管道暢通。

2.清除管內(nèi)水份和80%道內(nèi)表面積上的油膜。

3.玻璃鋼襯里層與鋼管內(nèi)壁之間無殘留空氣。

4.被修復(fù)管段要在0.3兆帕壓力下穩(wěn)壓24小時(shí)，確保襯里層與鋼管具有良好的粘接強(qiáng)度。

5.參加施工的人員認(rèn)真執(zhí)行施工程序和規(guī)范，質(zhì)量管理人員做好監(jiān)督檢查工作。

6.施工中要嚴(yán)格按照操作技術(shù)規(guī)程規(guī)范施工。

《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》的效益分析如下：

• 經(jīng)濟(jì)效益

管線經(jīng)過修復(fù)，一是恢復(fù)原有通徑達(dá)到設(shè)計(jì)輸液量，降低使用成本；二是襯里層與原管道形成新的結(jié)構(gòu)，增加防腐保溫功能?？稍?0年之內(nèi)不再對管線進(jìn)行維修，為油田節(jié)約大量資金。與新建管道相比可降低造價(jià)50%左右，節(jié)約人工40%以上，管徑越大，成本降低越多，同時(shí)還可避免新建管線因征地補(bǔ)償帶來的附加費(fèi)用。該項(xiàng)技術(shù)工程應(yīng)用累計(jì)創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益368.5萬元。

• 社會效益

翻襯玻璃鋼修復(fù)舊管線技術(shù)必將以獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，在大慶乃至中國全國各油田推廣應(yīng)用，為社會提供可觀的就業(yè)崗位。不僅可以降低原油生產(chǎn)成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，塑造節(jié)約型企業(yè)和環(huán)保型企業(yè)，而且能夠規(guī)范管道翻襯修復(fù)的施工工藝，提高施工技術(shù)水平，還能夠滿足市場開發(fā)的需要，提升公司產(chǎn)業(yè)競爭能力。

注：施工費(fèi)用以2009-2010年施工材料價(jià)格計(jì)算

采用《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》施工時(shí)，除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng)：

1.凡參加施工人員執(zhí)行該工種的安全操作規(guī)程。

2.施工過程中，操作坑兩側(cè)20米內(nèi)設(shè)警戒區(qū)，任何非施工人員不得進(jìn)入。

3.規(guī)范現(xiàn)場施工作業(yè)，壓風(fēng)機(jī)的工作壓力不大于0.6兆帕。

4.堅(jiān)持安排施工的同時(shí)講安全生產(chǎn)，現(xiàn)場施工人員應(yīng)按規(guī)定穿戴勞保用品。

5.定期對施工設(shè)備進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)隱患，應(yīng)立即采取措施。

6.施工現(xiàn)場按符合防火、防風(fēng)、防雷、防觸電等安全規(guī)定及安全施工要求進(jìn)行布置，并完善各種安全標(biāo)識。

7.建立完善的施工安全保證體系，加強(qiáng)施工作業(yè)中的安全檢查，確保施工標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。

《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下：

1.2009年6月在大慶油田采油二廠南六東2號注入站擴(kuò)改建工程的ф114×4毫米水管線進(jìn)行內(nèi)襯修復(fù)施工，修復(fù)長度為8.8千米。

2.2009年7月在大慶油田采油二廠新南2-2污水站改造工程的ф76×4毫米水管線進(jìn)行內(nèi)襯修復(fù)施工，修復(fù)長度為4.6千米。

3.2009年8月在大慶油田采油九廠葡西試驗(yàn)站改造工程的ф114×4毫米摻水管線進(jìn)行內(nèi)襯修復(fù)施工，修復(fù)長度為17.37千米。

《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》的環(huán)保措施如下：

1.用壓縮空氣為動力推動清管器清理管內(nèi)污物，在管道接收端設(shè)置污物回收裝置，將回收的污物交給采油礦回收隊(duì)或輸送到指定的地點(diǎn)進(jìn)行處理。

2.將清洗管道用的清管器回收修復(fù)再利用。

3.現(xiàn)場軟管浸膠時(shí)在地面鋪設(shè)彩條布，在彩條布上操作以保護(hù)軟管和地面不受膠的污染。

4.施工中開挖的操作坑在工程結(jié)束時(shí)要及時(shí)回填，恢復(fù)原有地貌。

5.成立施工環(huán)境衛(wèi)生管理機(jī)構(gòu)在工程施工過程中嚴(yán)格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強(qiáng)對工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和管理，遵守有關(guān)防火和廢棄物處理的規(guī)章制度。

2011年4月，《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》被中國石油工程建設(shè)協(xié)會評為石油工法。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2011]154號，《埋地管道不開挖長距離內(nèi)翻襯施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。 2100433B

長距離大坡度隧道內(nèi)管道施工工法適用范圍

《長距離大坡度隧道內(nèi)管道施工工法》適用于長距離、大坡度（坡度不大于18°）、高載重（ф811×14至ф1016×26.2）的隧道內(nèi)管道施工。

長距離大坡度隧道內(nèi)管道施工工法工藝原理

《長距離大坡度隧道內(nèi)管道施工工法》的工藝原理敘述如下：

在空間受限的隧道內(nèi)進(jìn)行管道施工，關(guān)鍵工序是管材的運(yùn)布和吊裝，該工序通過使用隧道布管機(jī)，實(shí)現(xiàn)了安全、高效地運(yùn)管，準(zhǔn)確、快捷地布管，該設(shè)備的基本工作原理是以發(fā)動機(jī)為源動力，依托"L"形設(shè)計(jì)的承載系統(tǒng)，將管材運(yùn)至隧道內(nèi)指定位置，由液壓側(cè)翻卸載系統(tǒng)將管材布設(shè)到隧道內(nèi)管墩上，管材通過專用龍門吊架進(jìn)行組對焊接。運(yùn)輸機(jī)動車通過雙向控制系統(tǒng)，不必調(diào)頭就可開出隧道返回管場，進(jìn)行下根管的運(yùn)輸布管，依次循環(huán)從而完成整個(gè)布管工作。

"隧道布管機(jī)"的使用為該工法的核心技術(shù)，利用它實(shí)現(xiàn)了大坡度隧道內(nèi)快速布管的目的；通過液壓裝置的引入，實(shí)現(xiàn)了該設(shè)備的自裝、自卸功能；通過駕駛位置的雙向設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了該設(shè)備不用調(diào)頭就能原路返回的目的。

長距離大坡度隧道內(nèi)管道施工工法施工工藝

• 工藝流程

《長距離大坡度隧道內(nèi)管道施工工法》的施工工藝流程見圖2。

• 操作要點(diǎn)

《長距離大坡度隧道內(nèi)管道施工工法》的操作要點(diǎn)如下：

一、施工準(zhǔn)備

1.按照設(shè)計(jì)圖紙和業(yè)主要求的工作界面，和業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等一起驗(yàn)收隧道，按標(biāo)準(zhǔn)隧道內(nèi)應(yīng)做完二次襯砌、地面為200毫米混凝土，且表面平整為合格。待驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入隧道組織施工。

2.在管道擺放側(cè)隧道內(nèi)壁安裝電纜架和照明燈架，每12～24米安裝一盞防水防爆燈，防水防爆燈型號BFC6100，為保證突然停電等突發(fā)事件時(shí)人員能安全撤離，配備CBST6301型手提式防爆探照燈。

3.根據(jù)隧道內(nèi)的施工情況，在隧道出口位置設(shè)1臺110千瓦發(fā)電機(jī)和2臺200千瓦發(fā)電機(jī)（備用1臺），作為焊接、照明、通風(fēng)動力電源。通過三相線（0.38/0.66千伏 35平方毫米/4芯）和兩相線接人入隧道內(nèi)，然后分配至各防爆配電盤，8146系列配電盤每100米設(shè)置一個(gè)，再設(shè)置分級漏電保護(hù)器，便于小型用電機(jī)具使用。

4.在隧道外安裝FBD-5.5型低噪聲對懸軸流式局部通風(fēng)機(jī)，每天進(jìn)入隧道前30分鐘通過鼓風(fēng)機(jī)和排氣管強(qiáng)制換氣，解決隧道內(nèi)空氣流通不暢問題，并使用IQ350型瓦斯氣體檢測儀檢測空氣質(zhì)量。

5.檢測儀器配備∶瓦斯氣體檢測儀1臺、氧氣濃度監(jiān)測儀1臺、風(fēng)速儀2臺、溫濕度儀2臺，所有儀器經(jīng)專業(yè)鑒定部門校驗(yàn)合格。

6.為了保證隧道內(nèi)外信息暢通，根據(jù)隧道長度不同安裝不同數(shù)量的固定電話，電話線型號為MHY32。為煤礦用聚乙烯絕緣鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套通信電纜。如果隧道較短可選用對講機(jī)。

二、基礎(chǔ)開槽、預(yù)埋

1.測量放線∶按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，放出管道中心線，測量計(jì)算出隧道進(jìn)出口高差及隧道坡度，測量放出管墩位置。

2.開槽∶采用人工方式對管墩進(jìn)行開槽施工，開槽寬度及深度嚴(yán)格按圖紙要求施工。

3.預(yù)埋∶管道支墩一般分為滑動支墩和固定支墩兩種。

1）對于滑動支墩基槽開挖后馬上進(jìn)行預(yù)埋澆筑，澆筑高度至隧道地板以下150毫米，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到60%墊細(xì)砂回填至地板一般高，便于布管機(jī)行走（預(yù)留鋼筋不妨礙布管機(jī)行走），等到焊接完后再將上半部澆筑完成（由于滑動支墩只起到支撐，這樣做并不影響其作用）。

2）對于固定支墩基槽開挖后，鋪墊δ18毫米厚的鋼板覆蓋（由于固定支墩數(shù)量很少，其投入并不多），等到管線焊接完成后再澆筑。

三、運(yùn)布管

管墩基礎(chǔ)處理完后，將進(jìn)行管材的運(yùn)輸和布管。隧道施工運(yùn)管選擇自下而上的運(yùn)輸方向，即由低端向高端運(yùn)管。運(yùn)布管過程是由管材裝載、管材拉運(yùn)和管材卸載三部分組成。

1.裝載過程；"隧道布管機(jī)"駛至臨時(shí)堆管場，通過液壓上管轉(zhuǎn)臂將鋼管從平臺托起，并擺放在"隧道布管機(jī)"的"L"形承載臺上，轉(zhuǎn)臂繼續(xù)將鋼管夾緊固定，從而完成鋼管裝載過程（圖3）。

2.由操作手駕駛"隧道布管機(jī)"駛?cè)胨淼纼?nèi)部，燈光打開，將鋼管平穩(wěn)地拉運(yùn)到指定位置，完成鋼管拉運(yùn)過程（圖4）。

3.卸載過程為液壓側(cè)翻自動卸載（圖5）

依托"L"形液壓承載系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鋼管的自動翻轉(zhuǎn)就位于提前準(zhǔn)備好的臨時(shí)管墩（臨時(shí)固定墩由裝沙的編織袋組成，高度略低于布管機(jī)承載臺高度）上，從而完成自動卸載工作。這種方法速度很快，從管材解綁到就位大約需要90秒左右。

四、組對、焊接

組對焊接方向正好與運(yùn)布管方向相反，選擇由上向下的方向施工。

1.組對∶受隧道內(nèi)空間限制，空壓機(jī)不便使用，因此選擇使用外對口器進(jìn)行焊口組對（圖6），利用兩個(gè)專用龍門吊架和附帶的相應(yīng)噸位倒鏈對管道位置進(jìn)行調(diào)節(jié)從而完成管口組對工作。

2.焊接∶焊接采用手工打底、半自動填充蓋面工藝，焊接設(shè)備使用逆變式外接電源焊機(jī)，可人工搬運(yùn)，電源380伏，要有接地線接地（圖7）。

五、穩(wěn)管

1.臨時(shí)支撐：管線在焊完一根后，采用臨時(shí)三腳支架進(jìn)行支撐，三腳長度不等，一根較長另兩根等長，較長的一根作為斜向支撐在下坡方向擺放。支架頂板采用弧板設(shè)計(jì)，以鋼板加膠皮的形式制作而成，既保護(hù)了防腐層又增大了摩擦力（據(jù)統(tǒng)計(jì)在9.2°的斜坡上，焊接ф1016的管材300米，管線軸向下滑20毫米）。

2.管卡穩(wěn)管：在大于10°坡度的隧道中，需在第一根管材管口焊接自制牽引頭，通過鋼絲繩牽引連接到洞外的地錨上，通常地錨設(shè)置為兩點(diǎn)（圖8）。

六、焊縫檢測

無損檢測可每20~30道口進(jìn)行一次，分別進(jìn)行UT和RT檢測。

七、補(bǔ)口補(bǔ)傷（圖9）

1.噴砂除銹：管材在隧道外進(jìn)行噴砂除銹，按規(guī)范要求等級達(dá)到Sa2.5級即可，然后用透明膠和包裝紙進(jìn)行密封，做好運(yùn)管準(zhǔn)備。

2.管道補(bǔ)口：用自制平板車將熱收縮帶和液化氣瓶運(yùn)至施工處，把管口密封紙撕掉（注意回收），采用角磨機(jī)打磨除去管口表面附銹，然后按規(guī)范要求進(jìn)行補(bǔ)口施工。

3.電火花檢漏：補(bǔ)口結(jié)束后，用電火花檢測儀對管道進(jìn)行全位置檢測，對發(fā)現(xiàn)的漏點(diǎn)，立即修補(bǔ)。

八、管墩澆筑

1.基槽清理∶防腐結(jié)束后，土建隊(duì)伍立即進(jìn)入現(xiàn)場，首先清理所有基槽內(nèi)的細(xì)砂，集中堆放。

2.混凝土運(yùn)輸；攪拌站設(shè)在洞外，將攪拌合格的混凝土通過輸送管道（適用長度在1千米以上的隧道）和輸送泵打到施工處，或用自制車輛（適用長度在1千米以下的隧道）運(yùn)到施工處。用車運(yùn)送時(shí)可將基槽堆積的細(xì)砂拉出洞外使用。

3.支模澆筑∶由于管道高度所限，支模澆筑前先使用簡易龍門架將管道適當(dāng)抬高，以便于澆筑為宜。然后按照規(guī)范要求組織施工，澆筑完落下捆鏈，管道仍然落在臨時(shí)三腳支架上。

九、管道就位

待澆筑完的管墩達(dá)到一定強(qiáng)度后，在支墩位置上放入已預(yù)制完成的鋼制支座，在鋼支座弧形板及滑動墊塊弧形板上鋪放好δ=8毫米橡膠板，利用4臺50噸千斤頂將管道頂起20~30毫米，撤除三腳支撐后將管道坐落在橡膠板上，安裝好上半部分管卡，擰緊連接兩部分管卡的緊固螺栓。

十、洞外進(jìn)出口管溝砌筑、錨固墩施工

1.隧道進(jìn)出口施工；隧道進(jìn)出口設(shè)計(jì)形式較多，常見有箱涵形式，施工隊(duì)伍要嚴(yán)格按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和土建工程相關(guān)規(guī)范施工，完成后在管道底部回填200毫米厚細(xì)砂墊層，以保護(hù)管材防腐層。進(jìn)出口管溝要與隧道洞門結(jié)合良好，混凝土澆筑時(shí)必須支模，按照比例要求進(jìn)行送檢。

2.固定管墩施工∶待管道就位以后，先撤掉基槽上鋪蓋的鋼板，然后清理干凈，再支模、綁筋、澆筑，按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)施工。等固定墩強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再取掉管道牽引頭。

3.完工清理∶整個(gè)土建完工后，拆除洞內(nèi)所有動力、照明、通訊電纜，專人清除洞內(nèi)所有工程垃圾。

十一、管道試壓、連頭

1.隧道穿越段單獨(dú)進(jìn)行清管和強(qiáng)度及嚴(yán)密性試驗(yàn)，強(qiáng)度試驗(yàn)壓力為14兆帕，穩(wěn)壓4小時(shí)，嚴(yán)密性試壓壓力為10.0兆帕，穩(wěn)壓24小時(shí)。

2.因隧道進(jìn)出口端堆積大量的隧道施工時(shí)留下的棄渣，在進(jìn)行連頭時(shí)需要挖開大量的棄渣，鋪設(shè)連頭施工場地。

《長距離大坡度隧道內(nèi)管道施工工法》2008年12月至2009年6月成功應(yīng)用到川氣東送第九標(biāo)段方斗山隧道、高家壩隧道、官站口2號遂道的施工中，提高了整體施工速度，節(jié)約了施工成本，出色完成長距離大坡度隧道施工。工程應(yīng)用實(shí)例（圖10）。

參考資料：

《長距離大坡度隧道內(nèi)管道施工工法》的工法特點(diǎn)是：

1.通過使用"隧道布管機(jī)"，實(shí)現(xiàn)了安全、高效地運(yùn)管，準(zhǔn)確、快捷地布管。

2.專用龍門吊架的科學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了坡面吊裝的安全性和管道組對時(shí)的高效性。

3.管道三角支架的合理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了坡面管線焊后的管道穩(wěn)定。