輸水管道的性能及施工工藝流程分析研究

1、緒 論1.1對管道的相關(guān)認識隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，工業(yè)化進度不斷增強，管道在人們的生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。城市里的給水、排水、供熱、供煤氣的管道干線和長距離的輸油、氣管道等等種種相關(guān)于人們生活的各個方面都有著管道的身影。管道運輸，被稱為五大運輸行業(yè)之一，與鐵路、航空、公路、海運相平行，是巨大的能源運輸工具。管道運輸又被稱為文明運輸，因為國家發(fā)展到相當(dāng)?shù)奈拿鞒潭戎螅庞泄艿肋\輸?shù)某霈F(xiàn)，它又是一種不產(chǎn)生噪聲的運輸，相對于五大運輸中的其他四種運輸，管道運輸?shù)脑肷廴咀钚?。對一個工業(yè)國來說，工業(yè)越發(fā)達，人民生活水平越高，耗用能源越大，依靠管道運輸?shù)某潭染驮酱?，由此可見管道在一個國家經(jīng)濟生活運

2、作中的重要地位。由此，了解相關(guān)管道方面的基本知識對于人們來說顯得相對重要。1.2 本文主要內(nèi)容本文將要研究管道的基本概念和接口技術(shù)以及管道工程的一般施工工藝流程，從管道的概念、分類、一般用途及重點介紹螺旋鋼管和柔性接口技術(shù)來一般性的總體性的介紹管道工程，并結(jié)合工程實例對管道施工的一般步驟進行分析，最后注明本文小結(jié)及對管道工程施工的一般性建議。第1章 管道工程概述1.1 管道及其類型1.1.1管道基本概念 管道，英文是pipe;conduit，其定義是用各種材料制成的管子的通稱或是一種保護電(光)纜的設(shè)施，通常指已經(jīng)建設(shè)可以自用、出租、出售的實體。管道是用管子、管子聯(lián)接件和閥門等聯(lián)接成的用于輸送

3、氣體、液體或帶固體顆粒的流體的裝置。通常，流體經(jīng)鼓風(fēng)機、壓縮機、泵和鍋爐等增壓后，從管道的高壓處流向低壓處，也可利用流體自身的壓力或重力輸送。1.1.2管道的分類管道一般按以下集中分類方法可以分為:按用途：輸氣管道、輸水管道、輸油管道；按材質(zhì)：鋼質(zhì)、混合金、鋁制、PVC、等等；按壓力：承壓管道、不承壓管道；按承壓級別：低壓管道、高壓管道；按口徑尺寸：應(yīng)按直徑分類。其中，壓力管道涉及各行各業(yè)，對它的基本要求是“安全與使用”，安全為了使用，使用必須安全，使用還涉及經(jīng)濟問題，即投資省、使用年限長，這當(dāng)然與很多因素有關(guān)。1.2 管道的工程應(yīng)用管道的用途很廣泛，主要用在給水、排水、供熱、供煤氣、長距離輸

4、送石油和天然氣、農(nóng)業(yè)灌溉、水力工程和各種工業(yè)裝置中。下面僅從管道輸送能源的角度簡要做舉例說明。（1）管道是巨大的能源運輸工具 管道運輸，被稱為五大運輸行業(yè)之一，與鐵路、航空、公路、海運相平行，是巨大的能源運輸工具。例如，阿拉斯加原油管道年運原油9 000萬噸，相當(dāng)雙軌鐵路的年運量。管道輸送石油和天然氣這種危險品，特別是大量天然氣的輸送，是別的運輸工具所不能代替的。這樣的能源運輸功能，是其他運輸工具難以完成的。 管道運輸又被稱為文明運輸，因為國家發(fā)展到相當(dāng)?shù)奈拿鞒潭戎?，才有管道運輸?shù)某霈F(xiàn)，它又是一種不產(chǎn)生噪聲的運輸，故稱為文明運輸。對一個工業(yè)國來說，工業(yè)越發(fā)達，人民生活水平越高，耗用能源越大，

5、依靠管道運輸?shù)某潭染驮酱?。以意大?955年、1965年、1975年、1985年年耗用能源為例：成品油所占比例分別為33%、63%、67%、69%；天然氣所占比例分別為8%、8%、15%、17%。由此可以看出，成品油和天然氣的耗用在逐年增加，其中絕大部分是經(jīng)管道運輸?shù)?。這同樣說明，對一個發(fā)達的工業(yè)國，管道能源運輸所起的作用是巨大的。（2）管道運輸起著調(diào)劑世界能源的作用 天然氣是未來世界的第二能源，在陸上大量輸送天然氣只能依靠管道輸送。管道在這一領(lǐng)域里起著調(diào)劑國際之間，甚至洲際之間的天然氣的作用。如原蘇聯(lián)修建的亞馬爾（Yamel）管道穿過北極圈的永凍土地帶和上千千米的沼澤地帶通向歐洲，全長9 0

6、00千米，管徑1 420毫米，年輸天然氣320億立方米，除供原東歐8個國家外，每年還供德國100億立方米、法國100億立方米、意大利80億立方米，起到了國際間的能源調(diào)劑作用。 在洲際之間，如北非國家阿爾及利亞的管徑為1 220毫米的天然氣管道長1 200千米，年輸量為125億立方米，穿過水深600米的地中海，輸?shù)揭獯罄辈?，是著名的穿越地中海管道。最近將修建成的阿爾及利亞?jīng)摩洛哥穿過地中海的直布羅陀海峽，經(jīng)西班牙到法國，能跨越洲際調(diào)劑天然氣，顯示了管道這種既能翻山越嶺，又能穿越深海的功能是任何交通工具所達不到的。第二章 輸水管及其柔性接口技術(shù)分析2.1 輸水管簡介 輸水管（delivery p

7、ipe）指的是從水源地到水廠（原水輸水）或當(dāng)水廠距供水區(qū)較遠時從水廠到配水管網(wǎng)（凈水輸水）的管。輸水管一般可分為以下幾種，如混凝土輸水管、水泥輸水管、鋼絲網(wǎng)水泥輸水管、石棉水泥輸水管、橡膠輸水管、鋼質(zhì)輸水管等等。其中，混凝土輸水管有包括自應(yīng)力混凝土輸水管和預(yù)應(yīng)力輸水管，鋼質(zhì)輸水管有薄壁不銹鋼水管、螺旋鋼管、夾砂玻璃鋼管等等。本工程為中能取水口輸水工程，輸水管道采用壓力螺旋鋼管，以下主要對螺旋鋼管作簡單介紹。2.2 螺旋鋼管簡析 2.2.1 螺旋鋼管 螺旋鋼管是以帶管卷板為原材料,經(jīng)常溫擠壓成型,以自動雙絲雙面埋弧焊工藝焊接而成的螺旋縫鋼管.直縫焊管生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成本低，發(fā)展較快，而

8、螺旋焊管的強度一般比直縫焊管高，能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產(chǎn)管徑不同的焊管。但是與相同長度的直縫管相比，焊縫長度增加30100%，而且生產(chǎn)速度較低。因此，較小口徑的焊管大都采用直縫焊，大口徑焊管則大多采用螺旋焊。圖1 螺旋鋼管 2.2.2 螺旋鋼管及其標(biāo)準(zhǔn)分類承壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管SY5036-83主要用于輸送石油、天然氣的管線；承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管SY5038-83，用高頻搭接焊法焊接的，用于承壓流體輸送的螺旋縫高頻焊鋼管。鋼管承壓能力強，塑性好，便于焊接和加工成型；一般低壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管SY5037-83，采用雙面自動埋弧焊或單

9、面焊法制成的用于水、煤氣、空氣和蒸汽等一般低壓流體輸送用埋弧焊鋼管?，F(xiàn)在螺旋鋼管的常用標(biāo)準(zhǔn)一般分為:SY/T5037-2000（部標(biāo)、也叫普通流體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管）、GB/T9711.1-1997（國標(biāo)、也叫石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第一部分：A級鋼管(到目前要求嚴格的有GB/T9711.2 B級鋼管)）、API-5L（美國石油協(xié)會、也叫管線鋼管；其中分為PSL1和PSL2兩個級別）、SY/T5040-92（樁用螺旋縫埋弧焊鋼管）。2.2.3螺旋鋼管生產(chǎn)工藝螺旋鋼管基本生產(chǎn)工藝： （1） 原材料即帶鋼卷，焊絲，焊劑。在投入前都要經(jīng)過嚴格的理化檢驗。 （2） 帶鋼頭尾對接，采用

10、單絲或雙絲埋弧焊接，在卷成鋼管后采用自動埋弧焊補焊。 （3）成型前，帶鋼經(jīng)過矯平、剪邊、刨邊，表面清理輸送和予彎邊處理。 （4） 采用電接點壓力表控制輸送機兩邊壓下油缸的壓力，確保了帶鋼的平穩(wěn)輸送。 （5）采用外控或內(nèi)控輥式成型。 （6） 采用焊縫間隙控制裝置來保證焊縫間隙滿足焊接要求，管徑，錯邊量和焊縫間隙都得到嚴格的控制。 （7） 內(nèi)焊和外焊均采用美國林肯電焊機進行單絲或雙絲埋弧焊接，從而獲得穩(wěn)定的焊接規(guī)范。 （8） 焊完的焊縫均經(jīng)過在線連續(xù)超聲波自動傷儀檢查，保證了100的螺旋焊縫的無損檢測覆蓋率。若有缺陷，自動報警并噴涂標(biāo)記，生產(chǎn)工人依此隨時調(diào)整工藝參數(shù)，及時消除缺陷。 （9） 采用空

11、氣等離子切割機將鋼管切成單根。 （10） 切成單根鋼管后，每批鋼管都要進行嚴格的首檢制度，檢查焊縫的力學(xué)性能，化學(xué)成份，溶合狀況，鋼管表面質(zhì)量以及經(jīng)過無損探傷檢驗，確保制管工藝合格后，才能正式投入生產(chǎn)。 2.2.4 螺旋鋼管的工藝性能 （1）彎曲性能按相應(yīng)規(guī)定的彎心直徑彎曲180度后，鋼筋受彎曲部位表面不得產(chǎn)生裂紋。 （2）反向彎曲性能根據(jù)需方要求，鋼筋可進行反向彎曲性能試驗。反向彎曲試驗的彎心直徑比彎曲試驗相應(yīng)增加一個鋼筋直徑。先正向彎曲45度，后反向彎曲23度，后反向彎曲23度。經(jīng)反向彎曲試驗后，鋼筋受彎曲部位表面不得產(chǎn)生裂紋。 （3）表面質(zhì)量鋼筋表面允許不得有裂紋、結(jié)疤和折疊。鋼筋表面允

12、許有凸塊，但不得超過橫肋的高度，鋼筋表面上其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允許偏差。 (4）尺寸、外形、重量和允許偏差 公稱直徑范圍及推薦直徑鋼筋的公稱直徑范圍為625mm，標(biāo)準(zhǔn)推薦的鋼筋公稱直徑為6、8、10、12、16、20、25、32、40、50mm。 帶肋鋼盤的表面形狀及尺寸允許偏差a.帶肋鋼筋橫肋應(yīng)符合下列基本規(guī)定：b.橫肋與鋼盤軸線的夾角不應(yīng)小于45度，當(dāng)該夾角不大于70度時，鋼筋相對兩面上橫肋的方向應(yīng)相反； c.橫肋側(cè)面與鋼筋表面的夾角不得小于45度； d.鋼筋相對兩面上橫肋末端之間的間隙（包括縱肋寬度）總和不應(yīng)大于鋼筋公稱周長的20%； e.當(dāng)鋼筋公稱直徑不大于12m

13、m時，相對肋面積不應(yīng)小于0.055；公稱直徑為14mm和16mm，相對肋面積不應(yīng)小于0.060；公稱直徑大于16mm時，相對肋面積不應(yīng)小于0.065。 長度及允許偏差a、長度：鋼筋通常按定尺長度交貨，具體交貨長度應(yīng)在合同中注明；鋼筋以盤卷交貨時，每盤應(yīng)是一條鋼筋，允許每批有5%的盤數(shù)（不足兩盤時可有兩盤）由兩條鋼筋組成。其盤重及盤徑由供需雙方協(xié)商規(guī)定。 b、長度允許偏差：鋼筋按定尺交貨時的長度允許偏差不得大于50mm。 c.彎曲度和端部：直條鋼筋的彎曲變應(yīng)不影響正常使用，總彎曲度不大于鋼筋總長度的40%；鋼筋端部應(yīng)剪切正直，局部變形應(yīng)不影響使用。 2.2.5 螺旋鋼管用途螺旋鋼管主要應(yīng)用于自來

14、水工程、石化工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、電力工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉、城市建設(shè)，是我國開發(fā)的二十個重點產(chǎn)品之一。(1)作液體輸送用：給水、排水。作氣體輸送用：煤氣、蒸氣、液化石油氣。 (2)作結(jié)構(gòu)用：作打樁管、作橋梁；碼頭、道路、建筑結(jié)構(gòu)用管等。2.2.6 螺旋鋼管的發(fā)展前景 螺旋鋼管在輸送燃氣，運輸方面發(fā)揮了很大的作用。隨著國內(nèi)外多項重大管道工程的規(guī)劃及建設(shè)，大變形管線鋼、高強度級別熱煨彎管和厚規(guī)格低溫管件等高附加值產(chǎn)品，顯現(xiàn)出良好的市場競爭能力和較大的市場需求，而國內(nèi)企業(yè)在開發(fā)該系列產(chǎn)品方面進度比較緩慢。為了盡快開發(fā)出適用于工業(yè)應(yīng)用的高附加值大變形管線鋼、熱煨彎管用鋼、管道站場用低溫管件用鋼，X100直縫埋弧焊

15、管、螺旋縫埋弧焊管和熱煨彎管，螺旋鋼管，國內(nèi)公司企業(yè)開始了積極的合作與創(chuàng)新。如近日，首鋼總公司與中石油渤海裝備鋼管制造公司經(jīng)多次洽談、協(xié)商，就聯(lián)合開發(fā)高附加值石油天然氣干線配套板材達成了合作意向。由此可見，螺旋鋼管在日常生活中有著重要的作用和廣闊的發(fā)展前景。 2.3 輸水管道的柔性接口技術(shù)2.3.1輸水管的一般接口分類 根據(jù)接口的剛度不同，可將輸水管接口大體分為柔性接口和剛性接口兩種?；虬凑者B接的方式不同分為承插式、劃入式等。2.3.2柔性接口 柔性接口在輸水管線中的地位經(jīng)過曲折道路，得到了肯定。各種柔性接口的特點、性能水平各有不同。柔性接口作為管道的主要接口之一，以下對柔性接口做簡單介紹。2

16、.3.2.1 柔性接口的共性與個性（1）膠圈柔性接口的共性 膠圈柔性接口一般都為承插口方式,在承插口的環(huán)形間隙中壓縮一個膠圈,由受壓膠圈的反彈力完成接口的密封。這種連接允許承口管和插口管在連接處可以有軸向的相對移動,可以有以接口為支點的轉(zhuǎn)動,所以,它可以釋放因熱脹冷縮 起的軸向力 ,因不均勻沉降引起的彎曲應(yīng)力 ,使埋設(shè)管線具有優(yōu)秀的強度特性和水密特性。（2）膠圈柔性接口的個性 雖然都是膠圈柔性接口,但性能是有很大差別的,特別是在適應(yīng)不均勻沉降的能力這一點上。各個管材標(biāo)準(zhǔn)都列出了接口的允許轉(zhuǎn)動角。但要注意的是即使列出的允許轉(zhuǎn)動角相同,實際能力也是不同的。因各個設(shè)計采用的富裕度是不同的,有的設(shè)計其

17、轉(zhuǎn)動角的允許值僅僅取用實際極限能力的一半甚至更少,有很高的安全保證,但也有轉(zhuǎn)動角允許值很接近極限能力的設(shè)計,有的役計甚至只有在標(biāo)準(zhǔn)邊界條件時才能土作,一些不利條件出現(xiàn)時就會失效。各種膠圈反彈密封機制的柔性接口在口徑較小時均表現(xiàn)出優(yōu)越的性能,但隨著口徑的增大,對于不均勻沉降的適應(yīng)能力就不同,這是管線設(shè)計工程師必須注意的。 2.3.2.2膠圈接口的分類及特點 目前,膠圈接口大致可分為以下幾種： （1）機械式壓緊接口 20世紀(jì)30年代這種接口率先在煤氣管線上得到應(yīng)用?，F(xiàn)供水事業(yè)中,在球鐵管上有一定應(yīng)用。通常稱為K型接口。由承口、插口、壓蓋（法蘭圈）三者構(gòu)成。一個環(huán)形填料函,膠圈置于其中,其承插口間隙

18、不能自行產(chǎn)生膠圈壓縮反彈,是靠螺栓收緊才達到膠圈壓縮反彈的,這是與其他膠圈柔性接口的一個重大的不同點。它需要壓蓋和許多的螺栓,用料多,造價較高,安裝操作雖較簡便,但緊固螺栓的工作量很大 ,且有一定的技術(shù)要求?？趶酱髸r管重、水重、復(fù)土重三者相當(dāng)大,膠圈單位面積受力非常大,大口徑時可以是小口徑的幾十倍,另一方面,水重加復(fù)土重兩者較管重大得多,管線運行時的狀態(tài)同安裝時有較大的差別,因此,這種接口的大口徑管線,通水運行時,這些有方向性的荷載有可能會形成膠圈局部壓縮增大,這時相應(yīng)也會有部分膠圈松弛,其結(jié)果是在膠圈松弛部,內(nèi)水壓將膠圈外推,接口漏水,這已有工程實踐證實。本文認為 ,應(yīng)加大投人開發(fā)更有效率的

19、接口 ,將能取得更好的效益。（2）滾人式接口 滾入式接口主要在混凝土壓力管上應(yīng)用。插口端放上膠圈,承口有一斜面,形成喇叭口。安裝時當(dāng)插口向承口推人,膠圈由喇叭口導(dǎo)人承插口間隙,受壓縮并在內(nèi)滾動,由插 口處的止臺擋著定位。因承插口間隙較膠圈直徑小,由受壓縮膠圈 自行反彈提供水密。由于內(nèi)水壓將膠圈向承口外側(cè)推,膠圈靠近承口外端部,口徑大時,稍有沉降膠圈就易被擠出失效。隨著對管線工程質(zhì)量的重視,混凝土壓力管 的升級 ,其應(yīng)用越來越少。（3）插口槽滑入式接口 應(yīng)用此種接口的管道種類較多，如一種美國大面積生產(chǎn)應(yīng)用而在我國還沒有應(yīng)用接口，暫且稱它為O型接口；還有在我國因引黃工程得到推廣的在PCCP管中應(yīng)用

20、的接口等。因其種類較多且尚未得到大面積應(yīng)用這里不做詳細介紹。（4）承口滑人式接口承口滑入式接口的優(yōu)點這是近年來在球墨鑄鐵管上迅速發(fā)展并采用的接口。通常將這種接口稱為 T 型接口 ,現(xiàn)美國球墨鑄鐵管銷售中95 %以上是這種接口的球墨鑄鐵管。這種接口,膠圈預(yù)置于承口內(nèi),承口外端部同插口有很精密的配合,所以接口發(fā)生轉(zhuǎn)動或軸向位移時,膠圈不可能被擠出承口,且內(nèi)壓有使膠圈壓縮量增大的傾向。承插口間隙設(shè)計成在各種不利條件迭加下仍能保證膠圈處于受壓反彈狀態(tài) ,因此對不均勻沉降和高內(nèi)壓有極好的適應(yīng)能力。這種接口只要安裝合格 ,運行中難以找到使接口失效的理由,所以至今未見用這種接口的管線在運行時發(fā)生接口漏水的報

21、道。 .承口滑入式接口的缺點 這種接口對尺寸公差有較高要求,球墨鑄鐵管插口的尺寸精度受澆注工藝制約,要達到鋼材輾軋、擠壓加工那樣的精度是有一定難度的,甚至可以說,是不可行的。目前,規(guī)模世界第二、中國第一的球墨鑄鐵管公司,這種接口的產(chǎn)品最大口徑可做到DN1400,更大口徑的產(chǎn)品還是用機械式壓緊接口。2.3.2.3 柔性接口的優(yōu)點 （1）認識柔性接口得以開始接口所承擔(dān)的任務(wù),不僅是通常所說的完成管節(jié)之間的連接并確保水密。應(yīng)注意的是接口還有一個重大任務(wù) ,就是釋放埋設(shè)管線在運行 中所遇到的種種設(shè)計中未預(yù)見的、難以計算的外來荷載所引起的應(yīng)力,如沉降、位移、溫度變化等等因素引起的應(yīng)力。大量爆管實例的跟蹤

22、和分析表明,絕大部分的爆管是非正常荷載作用在管線局部構(gòu)成特定受力模式而造成的,如是柔性接口 ,受力模式將會改變、荷載作用有所釋放,爆裂發(fā)生條件就大大減少,爆裂就不一定發(fā)生。 （2）通過對柔性接口和剛性大的接口比較研究可得出一些剛性接口的問題原因。如：鑄鐵管大量爆裂的一個主要原因是石棉水泥接口、膨脹水泥接口的應(yīng)用。水泥接口剛性極大,將連接的兩根管子牢固地結(jié)合成一體,不能釋放不均勻沉降引起的彎曲應(yīng)力、溫度變化引起的拉伸應(yīng)力,膨脹水泥接口因用了膠圈,所以即使水泥填料在承插口間隙內(nèi)有所滑動,也不會有漏水先兆,一出問題就是爆裂。2.3.2.4 柔性接口與鋼管的現(xiàn)場對焊焊接接口對比分析 （1）使用范圍比較

23、 柔性接口使埋設(shè)管線具有優(yōu)秀的強度特性和水密特性 ,這是這些管材得到應(yīng)用并取得長足發(fā)展的重要技術(shù)支持。對于柔性接口新頒布國家行業(yè)標(biāo)GJJ92-2002市供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn),其中4.2.4條款規(guī)定:新敷管道的接口應(yīng)采用橡膠圈密封的柔性接口；國家標(biāo)準(zhǔn)GB50332-2002 給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,其中5.0.1條款規(guī)定：對圓形管道的接口宜采用柔性連接。在條文說明中,又做了進一步的說明：給水排水工程中,各種材質(zhì)的圓形管道廣泛應(yīng)用,這些管道可能 出現(xiàn)的不均勻沉陷不可避免。這些圓形管道接口,宜采用柔性連接,以適應(yīng)各種不同因素產(chǎn)生的不均勻沉陷,并至少應(yīng)該在地基土質(zhì)變化處設(shè)置口。但是相對于許

24、多管道的柔性接口，目前唯有鋼管,其采用的代表性連接方法是現(xiàn)場溝槽中對接焊接。（2）鋼管焊接接口的獨特原因及其弊端鋼管采用溝槽中對接焊接是有其歷史原因和技術(shù)原因的。對接焊是鋼管的一種很有效的連接方法,在輸水鋼管線的建設(shè)中曾有很好的應(yīng)用,但隨著輸水管線的發(fā)展,口徑越來越大,距離越來越長,管線所經(jīng)過的場地地質(zhì)條件也就越來越復(fù)雜,這些發(fā)展給輸水鋼管帶來巨大發(fā)展空間的同時,也帶來一項很嚴重的負面效應(yīng),就是使溝槽對接焊接的難度大大增加,以至于陷人了不合格焊縫難以避免的困境 。2.3.2.5 柔性接口的現(xiàn)狀和發(fā)展（1）柔性接口的現(xiàn)狀柔性接口在經(jīng)過幾十年的曲折展之后，得到了肯定。目前已有多種形式，每種形式各有

25、特點。在我國，球墨鑄鐵管（DIP）、聚氯乙烯管（PVC管）、玻璃鋼管（GRP）、鋼管(SP)、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)等管材是我國城市輸水管線中得到重視和應(yīng)用的管材,其中球墨鑄鐵管、玻璃鋼管、PVC管、PCCP管均已發(fā)展到以柔性接口為代表性接口的成品管階段。（2）柔性接口的發(fā)展柔性接口與鋼管的結(jié)合應(yīng)用是柔性接口最大的發(fā)展前景。近二十年來人們對柔性接口在埋設(shè)管線中所起的重要作用有了新的認識,對柔性接口的設(shè)計制作技術(shù)有了積累為在鋼管上開發(fā)柔性接口提供了必要的技術(shù)支持。輸水鋼管鋼管線需要柔性接口而且可以取得柔性接口的時機形成。鋼管已成為柔性接口發(fā)展的新空間,也是柔性接口未被開發(fā)的最大空間。 新

26、世紀(jì)中我國已成為世界第一的鋼鐵生產(chǎn)、應(yīng)用大國,以商品鋼板為主要原材料的鋼管,必將取得鋼鐵規(guī)模生產(chǎn)給以的好處,強大的鋼鐵工業(yè)必定要推動鋼管發(fā)展 ,當(dāng)鋼管采用柔性接口,進人成品管階段,將取得性能提高、價格更低、容易得到、容易施工等競爭力，它在輸水管中的地位將會重新排定。第三章 管道施工實例分析3.1 工程概況中能取水口改造工程位于徐州市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)境內(nèi)，在京杭大運河右岸本期設(shè)計供水能力為8000m3/h。工程包括取水口一級泵站、螺旋鋼管輸水線路及廠區(qū)內(nèi)二級提水泵站等。根據(jù)泵站設(shè)計規(guī)范、提防工程設(shè)計規(guī)范及防洪標(biāo)準(zhǔn)確定該項目工程等別為等，穿堤建筑物為2級，其他建筑物為3級。根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB

27、18306-2001），場地地震動峰值加速度為0.1g，相應(yīng)場地基本地震烈度為度，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.40s。由于現(xiàn)有取水口取水能力不能滿足廠區(qū)用水需求，需實施取水口改造項目，而現(xiàn)有取水口已經(jīng)不具備擴建條件，需另外擇址新建取水口。根據(jù)現(xiàn)場情況，將新建取水口布置在現(xiàn)有取水口以西約200m處。3.2 管溝開挖工藝分析3.2.1管溝開挖中注意的問題（1）管溝開挖行進按管線中心灰線進行控制；管溝開挖深度結(jié)合設(shè)計圖紙、線路控制樁及標(biāo)志樁綜合考慮進行開挖控制。穿越地下設(shè)施時，設(shè)施兩側(cè)3m范圍內(nèi)采用人工開挖，與其穿越間距符合設(shè)計要求。對于重要設(shè)施，開挖前應(yīng)征得其管理單位同意，并在其監(jiān)督下開挖。（2）管

28、溝開挖時，棄土堆置在施工作業(yè)帶的另一側(cè)，堆土距溝邊不小于1m；且施工作業(yè)帶應(yīng)設(shè)在靠公路側(cè)，棄土應(yīng)遠離公路側(cè)。（3）地表有植被的地區(qū)和耕地作業(yè)區(qū)管道開挖時，將表層耕作土和中下層的土分別堆放，表層土靠近邊界線，下層土靠近管溝。（4）管道與電力、通信電纜交叉時，其垂直凈距不小于0.5m；管道與其他管道交叉時，除保證設(shè)計埋深外，應(yīng)保證兩管道間垂直凈距不得小于0.3m。（5）濕陷性軟土地段、地下水位小于溝深及深度超過5m地段的管溝，應(yīng)根據(jù)情況，采用明渠排水、井點降水、管溝加支撐等方法輔助進行管溝的開挖實驗，由監(jiān)理或業(yè)主現(xiàn)場認定后，方可實施。3.2.2 排水 3.2.2.1 輕型井點降水 在管溝開挖過程中

29、對于其底部積水宜采用輕型井點降水。輕型井點降水是在基坑開挖之前預(yù)先在四周打入或沉入若干根井管，井管下1.5m處為濾管上面鉆2mm左右的濾孔，外面用過濾層包扎起來，各個井管用集水管連接并抽水，使井管兩側(cè)一定范圍內(nèi)的水位下降，各個井管相互影響形成一個連續(xù)的疏干區(qū)。其特點如下：(1) 機具設(shè)備簡單、易于操作、便于管理。 (2) 可減少基坑開挖邊坡坡率，降低基坑開挖土方量。 (3) 開挖好的基坑施工環(huán)境好，各項工序施工方便，大大提高了基坑施工工序。(4) 開挖好的基坑內(nèi)無水，相應(yīng)的提高了基底的承載力。 (5) 在軟土路基，地下水較為豐富的地段應(yīng)用，有明顯的施工效果。 3.2.2.2 降水原理 沿基坑四

30、周每隔一定間距布設(shè)井點管，井點管底部設(shè)置濾水管插入透水層，上部接軟管與集水總管進行連接，集水總管為150鋼管，周身設(shè)置與井點管間距相同的40吸水管口，然后通過真空吸水泵將集水管內(nèi)水抽出，從而達到降低基坑四周地下水位的效果，保證了基底的干燥無水。 3.2.2.3 降水設(shè)備井點管、連接管、集水總管、濾料和抽水設(shè)施包括真空泵、離心泵、集水箱等。3.4.2.4 施工工藝（1）井點布置 對于鐵路橋涵的基礎(chǔ)在地下水豐富地段，一般采用單排環(huán)型布置，利用單排井點降水，降水深度不宜超過5m。 首先進行基坑處原地面標(biāo)高的測量，根據(jù)地面標(biāo)高及基底設(shè)計標(biāo)高確定基坑開挖深度，計算開挖坡率及開挖尺寸，依據(jù)開挖尺寸，在距離

31、基坑邊緣約1.0m處，布置井點吸水管位置。 （2）高程布置井點吸水管的濾水管必須埋設(shè)在透水層內(nèi)，埋設(shè)深度可按式（1）計算。H1h2+h1+il1（m）式（1）式中：h2：井點管埋置面至基坑底面的距離； h1：基坑底面至降低后的地下水位線的距離，一般取0.51.0m；i：水力坡度，環(huán)型井點降水一般取1/10；l1：井點管距基坑中心的水平距離（m）。按照式（1）計算出來的H1值，一般情況不超過m，井點管露出地面高度不超過.m，如果大于m，則要降低井點系統(tǒng)頂面標(biāo)高。 （）施工順序測量放線、挖井點溝槽、沖孔、下設(shè)吸水井點管、灌填粗砂濾料、鋪設(shè)集水管、連接集水管與井點管、安裝抽水設(shè)備、試抽、正式抽水、基

32、礎(chǔ)施工、撤離井管 。 利用7.5kW高壓水泵，通過軟管與一根特制的40鋼管相連，鋼管端部設(shè)有噴水孔，由兩名操作工人手持鋼管在集水管位置上下抽動，直至成孔，成孔深度一般比濾管深0.5m，沖孔時注意沖水管垂直插入水中，并做左右上下擺動，成孔后立即拔出40沖水管，插入井點管，坍塌，集水管放入完成后，向孔內(nèi)灌入少量粗砂，保證流水暢通。 每根井點管埋設(shè)完成后應(yīng)檢查其滲水性能，檢查方法為，在正常情況下，井點口應(yīng)有地下水向外冒出；否則從井點管口向管內(nèi)灌清水，看管內(nèi)水下滲情況，如果下滲越快，說明該管質(zhì)量優(yōu)良。 然后鋪設(shè)100集水鋼管，集水管與井點水管之間的連接采用L=1.2m，40的橡膠軟管連接，兩頭用鐵絲擰

33、緊，外涂抹黃泥，以防漏氣，最后連接真空水泵進行試抽。 試抽的主要目的是檢查接頭的質(zhì)量，井點的出水狀況，真空泵的運轉(zhuǎn)情況，如發(fā)現(xiàn)漏水、漏氣現(xiàn)象，應(yīng)及時進行加固或采用黃泥封堵處理，因為漏氣會影響整套系統(tǒng)的正常工作，影響整體的降水效果。井點降水在使用時，要求不間斷的連續(xù)抽水，真空泵旁側(cè)必須配有備用發(fā)電機，一但停電，立即要進行恢復(fù)，否則可能造成基坑大面積坍塌，井點降水的正常規(guī)律是“先大后小，先混后清”原則應(yīng)立即檢查糾正，在降水過程中，要派專人觀測水的流量，對井點系統(tǒng)的維護觀察。 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) a、井點管間距、埋設(shè)深度應(yīng)符合設(shè)計，一組井點管和接頭中心，應(yīng)保持在一條直線上。 b、井點埋設(shè)應(yīng)無嚴重漏氣、淤塞、出

34、水不暢或死井等情況。 c、埋入地下的井點管及井點聯(lián)系總管，均應(yīng)除銹并刷防銹漆一道，各焊接口處焊渣應(yīng)鑿掉，并刷防銹漆一道。 d、各組井點系統(tǒng)的真空度應(yīng)保持在55.366.7kPa，壓力應(yīng)保持在0.16MPa。 3.4.3.5 注意事項(1) 土方挖掘運輸車道不設(shè)置井點，這不影響整體降水效果。 (2) 在正式開工前，由電工及時辦理用電手續(xù)，保證在抽水期間不停電。 （3） 在抽水過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查和調(diào)節(jié)離心泵的出水閥門以控制流水量，當(dāng)?shù)叵滤唤档剿蟮乃缓螅獪p少出水閥門的出水量，盡量使抽吸與排水保持均勻，達到細水長流。 （4） 真空度是輕型井點降水能否順利進行降水的主要技術(shù)指數(shù)，現(xiàn)場設(shè)專人經(jīng)常

35、觀測，若抽水過程中發(fā)現(xiàn)真空度不足，應(yīng)立即檢查整個抽水系統(tǒng)有無漏氣環(huán)節(jié)，并應(yīng)及時排除。 （5） 在抽水過程中，特別是開始抽水時，應(yīng)檢查有無井點管淤塞的死井，可通過管內(nèi)水流聲、管子表面是否潮濕等方法進行檢查。 （6） 在打井點之前應(yīng)勘測現(xiàn)場，采用洛陽鏟鑿孔，若發(fā)現(xiàn)場內(nèi)有舊基礎(chǔ)、隱性墓地等應(yīng)及早上報。 （7） 如粘土層較厚，沉管速度會較慢，如超過常規(guī)沉管時間時，可增大水泵壓力，但不要超過1.5MPa。 （8） 主干管流水坡度流向水泵方向。 （9） 如在冬季施工，應(yīng)做好主干管保溫，防止受凍。 （10） 基坑周圍上部應(yīng)挖好水溝，防止雨水流入基坑。 （11） 井點位置應(yīng)距坑邊22.5m，以防止井點設(shè)置影響

36、坑邊土坡的穩(wěn)定性。水泵抽出的水應(yīng)按施工方案設(shè)置的明溝排出，離基坑越遠越好，以防止?jié)B下回流，影響降水效果。 （12） 如場地粘土層較厚，這將影響降水效果，因為粘土的透水性能差，上層水不易滲透下去，采取套管和水槍在井點軸線范圍之外打孔，用埋設(shè)井點管相同成孔作業(yè)方法，井內(nèi)填滿粗砂，形成二至三排砂樁，使地層中上下水貫通。在抽水過程中，由于下部抽水，上層水由于重力作用和抽水產(chǎn)生的負壓，上層水系很容易漏下去，將水抽走。3.3 布管3.3.1 布管準(zhǔn)備 （1）淺丘地段一般使用挖機、運設(shè)管等備進行布管。（2）操作人員對布管設(shè)備進行檢修，保持設(shè)備運轉(zhuǎn)良好，并準(zhǔn)備好布管用的吊具、墊管用的沙袋等材料。（3）布管人員

37、了解并掌握沿線伴行公路、進管施工通道、作業(yè)帶內(nèi)溝邊道的情況，制定出合理的布管線路。（4）布管前，按選管人員標(biāo)注于管端的管子兩端的尺寸、長度等參數(shù)，調(diào)整布管位置和順序，以保證管口組對質(zhì)量。3.3.2 布管作業(yè)（1）已運至作業(yè)帶內(nèi)的管子，用挖機直接布放于作業(yè)帶內(nèi)制定的位置。（2）布管在施工作業(yè)帶的組裝一側(cè)進行，布管前用灰線放出布管中心和定位的十字線。3.4 坡口加工、管道組對3.4.1 坡口加工（1）根據(jù)本工程的焊接工藝要求，坡口加工要求如下： 業(yè)主供應(yīng)的管材坡口為300.5V型坡口，采用300.5V型坡口的焊接工藝時，用磨光機清理坡口表面后可直接使用。3.4.2 管道組對 （1）用直尺或自制卡規(guī)

38、檢查管口橢圓度，采用脹管器、千斤頂?shù)葘Ｓ谜艺ぞ哌M行管口矯正。（2） 標(biāo)出管長的中心線，利于管口組對過程中的平穩(wěn)吊裝。（3）管口清理完畢后，立即轉(zhuǎn)入組裝焊接工序，其間隔不宜超過3h，以避免二次清管。（4）管口組對的錯變量均勻布在圓周上，根焊完成后，禁止校正管子接口的錯變量，嚴禁用錘擊方法強行組對管口。（5）焊口間需要短節(jié)時，最小短節(jié)長度1mm。（6）直管段組對采用外對口器方式，在連頭、彎管處兩相臨管的原有焊縫在對口時相互錯開距離不小于100mm。（7）施工過程中，特別是在村間簡易公路穿越時，盡量少留死口，減少連頭數(shù)量。（8）管道組對完畢后，由操作者按以下標(biāo)準(zhǔn)進行對質(zhì)量檢驗，填好組對記錄，并與焊

39、工進行互檢，合格后辦理工序交接，經(jīng)監(jiān)理復(fù)查合格后方可允許焊接。3.5 焊接本過程以手工和半自動焊組合的焊接方法為主。3.5.1 焊機準(zhǔn)備（1）被焊接表面應(yīng)均勻、光滑，不得有起磷、磨損、鐵銹、渣垢、油脂和其他影響焊接質(zhì)量的有害物質(zhì)；管內(nèi)外表面坡口兩側(cè)25mm范圍內(nèi)應(yīng)清理至顯現(xiàn)金屬光澤。（2）接頭坡口角度、鈍邊、根部間隙、對口錯邊梁應(yīng)符合焊接工藝規(guī)程的要求。（3）對口處原有管焊縫必須修模，并符合焊接工藝規(guī)程要求。（4）焊接設(shè)備應(yīng)能滿足焊接工藝要求，具有良好的工作狀態(tài)、準(zhǔn)確的量值顯示和安全性。（5）正式焊接之前，按焊接工藝規(guī)程要求在試板上調(diào)整好焊接參數(shù)，參數(shù)包括：電壓、電流、焊速、電源極性等。（6）

40、焊接前，準(zhǔn)備好加熱器、測溫計、保溫被以及焊工使用的焊 梯、焊臺、隔熱膠皮板等輔助工具，保證焊接工作順利進行。（7）焊接底線與管材的接觸點必須位于焊接坡口內(nèi)部，采用自制卡具將地線與管表面接觸牢固，避免產(chǎn)生電弧傷害母材。3.5.2 焊接操作及要求（1）焊接前，管口準(zhǔn)備和焊前準(zhǔn)備工作應(yīng)達到工藝規(guī)程要求。（2）焊接前應(yīng)在焊接試板上試焊，調(diào)整焊接參數(shù)。（3）焊接時，應(yīng)嚴格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程。在五名焊工收弧交接處，先到達交接處的焊工應(yīng)多焊部分焊道，便于后焊焊工的收弧。（4）焊道的起弧和收弧應(yīng)相互錯開30mm以上。嚴禁在坡口以外的管表面上起弧。焊接前兩個引弧點和接頭必須修磨。必須在前一焊層全部完成后，才允許開

41、始下一焊層焊接。（5）根焊之前，先將預(yù)熱后的表面污垢清理干凈。（6）撤離外對口器前應(yīng)完成全部根焊道。（7）焊接時，用自制防風(fēng)套封管口，以有效防止管內(nèi)產(chǎn)生穿堂風(fēng)。（8）根焊道必須熔透，背面成型良好。根焊完成后，用角向磨光機修磨清理根焊外表面熔渣、飛濺物、缺陷及焊縫凸高，修磨不得傷及管外表面的坡口形狀。（9）手工焊根焊與填充時間間隔不大于10min，焊道層間溫度符合焊接工藝要求。3.5.3 返修（1）進行返修前，先將返修表面的鐵銹等雜物清理干凈，標(biāo)示出返修位置。（2）每次返修長度小于焊縫長度不大于50mm，用動力角向磨光機將焊接缺陷找出，并徹底清理干凈，且修磨出便于焊接的坡口形狀。（3）當(dāng)裂紋長度

42、小于焊縫長度的8%時，經(jīng)業(yè)主同意后使用評定合格的返修焊接規(guī)程進行返修；否側(cè)所有帶有裂紋的焊縫必須從管線上切除，按死扣處理，執(zhí)行連頭工藝。（4）焊縫一次返修部合格時，必須將焊口從管線上切除，按死扣處理，執(zhí)行連頭工藝。3.5.4 焊縫的檢驗與驗收3.5.4.1外觀檢驗（1）焊縫外觀成型均勻一致，焊縫及其附近表面上不得有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、飛濺、夾具焊點等缺陷。（2）焊縫表面不應(yīng)低于母材表面，焊縫余高不大于為1.6mm、局部不得大于3mm，超標(biāo)部分可以進行打磨，但不能傷及母材并與母材進行圓滑過度。（3）焊后錯邊梁不大于1.6mm。（4）焊縫寬度為兩側(cè)外表面坡口寬度沒測增加0.5mm2.0mm。

43、（5）咬邊深度不超過0.5mm；咬邊深度小于0.3mm的任何長度均為合格；咬邊深度在0.3mm.5mm之間，單個長度不超過30mm，累計長度不大于焊縫圓周全長的15%。（6）認真填寫焊縫工藝記錄、焊縫表面質(zhì)量嚴查記錄。（7）編寫焊口編號圖并按規(guī)定進行焊口標(biāo)記。3.5.4.2無損檢測（1）焊接、修補或返修完成后應(yīng)及時進行外觀檢查，檢查前應(yīng)清除表面熔渣、飛濺和其他污物。焊縫外觀應(yīng)達到鋼制管道焊接及驗收SY/T4103-95規(guī)定的驗收標(biāo)準(zhǔn)。外觀檢查部合格的焊縫不得進行無損檢測。（2）所有對接焊縫應(yīng)進行10%超聲波檢測。（3）對以下焊口進行100%超聲檢測： 三級地區(qū)、四級地區(qū)的所有管道焊口； 穿越地

44、下管道、電纜、光纜的管道焊口；特殊地質(zhì)帶、地震帶管道焊口； 鋼管與彎頭連接的焊口； 分段試壓后的碰頭焊口；每個機組最初焊接的前100道焊口；3.5.4.3合格級別（1）外觀檢查質(zhì)量應(yīng)符合鋼制管道焊接及驗收（SY/T4103-95）。（2）超聲檢測應(yīng)按石油天然氣鋼制管道無損檢測SY/4109-2005，一級。3.6施工中注意的問題（1）焊絲、焊條應(yīng)存放在移動焊材庫內(nèi)，做到隨用隨取。（2）雨季施工嚴格控制烘干溫度，焊條放在保溫桶中存放，做到用一根取一根，并將焊條保溫桶蓋蓋好。嚴禁一手焊接，另一手拿一把焊條，或把焊條放在地上或放到被焊工件上。（3）焊條及實芯、藥芯焊絲存放在干燥的環(huán)境中，當(dāng)其受潮后，

45、嚴禁烘干再次使用。（4）雨后進行焊接作業(yè)，被焊接工件的表面干燥后，方可進行焊接。（5）每天收工前，將管子兩端用自制的管口密封套密封，以防雨水、泥沙、雜物等進入管內(nèi)。(6）溝下焊接時，管溝溝底寬度及管蹲必須滿足焊接操作需要。 3.7.頂管施工3.7.1 工程概況本標(biāo)段頂管長約375.44 m，頂管材質(zhì)為d1000mm鋼管，鋼管防腐形式：埋地鋼管外防腐采用聚乙烯冷纏防腐膠帶防腐層，防腐層等級為特加強級，防腐層總厚度104mm；內(nèi)防腐采用IPN8710聚氨酯聚乙烯互穿網(wǎng)絡(luò)涂料，干膜厚度250um。3.7.2施工部署3.7.2.1施工程序 按總體布局本標(biāo)段頂管施工時間安排在月底，日平均氣溫低、頂管工作

46、量大、所耗用的工期最長、施工難度較大，因此頂管工程要先行施工。由于頂管在（還不知道的環(huán)境）內(nèi)施工，其工作坑和檢查井的施工給周邊美觀帶來不利影響，為了及時恢復(fù)原貌，因此每施工完一個井（坑）段，及時回填。3.7.2.2主要施工機械的選擇 選擇原則：為了加快施工進度，提高機械化施工程度，減輕勞動強度，并根據(jù)公司自身的條件以及施工經(jīng)驗來選擇本工程的施工機械。3.7.3、施工方法（1）測量放線 采用經(jīng)測量監(jiān)理工程師批復(fù)的測量控制網(wǎng)進行施工放樣，固定保護好控制點，并經(jīng)常復(fù)核。工作坑定位采用全站儀，管道中線控制采用經(jīng)緯儀，標(biāo)高控制采用水準(zhǔn)儀。 地面坐標(biāo)點導(dǎo)入井下采用直接導(dǎo)入法，利用坑口埋設(shè)的坐標(biāo)點和測量控制

47、網(wǎng)控制點，以支導(dǎo)線的形式，建立井下頂管掘進使用控制點。 地面高程點導(dǎo)入井下采用懸掛剛卷尺，導(dǎo)入標(biāo)高時，用兩臺S3水準(zhǔn)儀同時進行，并獨立導(dǎo)入三次，其互差不超過井筒深度的1/8000。每一個工作坑設(shè)置三個水準(zhǔn)點。（2）工作井、接收井開挖、支護工作井、接收井位的布置工作井、接收井位的布置根據(jù)現(xiàn)場道路通行條件，設(shè)計管線位置、頂進距離、土質(zhì)等因素綜合確定，在施工沿線每間隔80米設(shè)置一個頂坑，上下對頂，頂進距離80米，如遇檢查井部位距離根據(jù)實際尺寸作出調(diào)整，以節(jié)省成本。工作井、接收井位支護流程人機配合挖至自然地面下2m設(shè)第一道盤撐插大板挖土降板至第一撐下2m設(shè)第二道撐循環(huán)施工工作坑底。 工作坑開挖采用人機

48、配合作業(yè)，在挖至距離底標(biāo)高20cm時，采用人工挖土，以防攏動坑底原狀土。開挖過程中根據(jù)挖深情況進行邊坡支坑避支護，嚴禁一步到底開挖后再支護的開挖方法，開挖時必須有專職安全人員進行看護。 坑底支護，采用鋼木支撐法支護。工作井、接收井位分兩支護。（3）頂管機及泥水處理設(shè)備安裝 頂管工作井、接收井基礎(chǔ)：工作井、接收井位基礎(chǔ)采用土槽木枕基礎(chǔ)。將工作坑底部平整后，在坑底挖槽并埋枕木，枕木上安放導(dǎo)軌并將導(dǎo)軌用道釘固定于枕木上。 頂管后背墻設(shè)計圖2 頂管后背圖頂管利用坑壁土體作后背，后背所能承受的最大的頂力取決于頂管管道所能承受的最大頂力，在最大頂力確定后，據(jù)此可進行后背的結(jié)構(gòu)設(shè)計。后背的尺寸主要取決于管徑

49、大小和后背土體被動土壓力。所設(shè)計的后背具有充分的強度、剛度、且后背墻表面要平直 。1）后背墻布置頂管后背采混凝土澆制2）后背墻核算工作坑后備的受力分析見右圖：反力R應(yīng)為總推力P的1.21.6倍,確保安全。后背墻每米寬度上的被動土壓力：P被=0.5rh2 KP+2chKP0.5=0.5196.255.26+27.82.52.29=401.62kN/m總被動土壓力R總= P被 BH=401.6242.5= 4016kN式中：P被：每米寬度上的被動土壓力（kN/m） R總 總的被動土壓力kNg：土的容重（kN/m3）取19 KN/m3h：后背墻的高度（m）取3mB：后座墻的寬度 取4mKP：被動土壓

50、系數(shù) KP= tg2(45+31.7/2) c：土的內(nèi)聚力（kPa）取7.8 kN/m2R/P=4016/1982 =2.03,可確保安全。 圖3 后座的受力分析起重架 下管起重架采用5噸行車。設(shè)備安裝a.工作井導(dǎo)軌安裝1）導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)管節(jié)按設(shè)計的中心線和坡度頂進，導(dǎo)軌安裝時必須安裝牢固，滿足管節(jié)中心高程及坡度的要求, 導(dǎo)軌面標(biāo)高與管子內(nèi)管底面的標(biāo)高相等。2）本工程導(dǎo)軌為雙排120工字鋼、20槽鋼焊接而成，導(dǎo)軌為預(yù)制加工。3）導(dǎo)軌安裝利用測量儀器監(jiān)控，導(dǎo)軌安裝允許偏差為軸線位置：左右3mm；頂面高程：0+3mm；兩軌內(nèi)距：2mm。b.千斤頂安裝 本工程采用2臺200t的千斤頂。千斤頂固定在

51、支架上，并與管道中心的垂線對稱，要求其合力的作用點與管壁反作用力作用點在同一軸線上，防止產(chǎn)生頂進偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗，千斤頂?shù)闹c作用在管節(jié)垂直直徑的1/41/5為宜。c.頂鐵的安裝1）頂鐵是頂進管道時，千斤頂與管道端部之間臨時設(shè)置的傳力構(gòu)件。其作用是將一組千斤頂?shù)暮狭?，通過頂鐵均勻地分布在管端，并起調(diào)節(jié)千斤頂與管端之間距離的作用。頂鐵可分為環(huán)形頂鐵和u形頂鐵兩種，本標(biāo)段用U型頂鐵。2）安裝頂鐵時，頂鐵與導(dǎo)軌之間、頂鐵與頂鐵之間的接觸面，要擦拭干凈，防止接觸不良，相互滑動。安裝后，要使千斤頂軸線、頂鐵軸線和管道的軸線相互平行。3）頂鐵與管口之間墊緩沖材料聯(lián)接（膠合板），使頂力均勻地分布在管端。

52、4）安裝后的頂鐵軸線與管道軸線平行、對稱，頂鐵與導(dǎo)軌和頂鐵之間的接觸面不得有泥土、油污。頂鐵要原地足夠的剛度，頂鐵單塊放置時能夠保護穩(wěn)定，頂鐵的相鄰面互相垂直，頂鐵上有鎖定裝置。頂鐵與管口之間采用緩沖材料襯墊。5）管節(jié)未進入土層前，接口外側(cè)墊麻絲、油氈或木墊板，管口內(nèi)側(cè)留有1020mm的空隙；頂緊后兩管間的孔隙宜為1015mm。(4)試運轉(zhuǎn) 操作工人:操作工作均應(yīng)經(jīng)培訓(xùn)上崗，有特種作業(yè)上崗證并經(jīng)項目部培訓(xùn)合格后方可上崗作業(yè)。 安全防護裝備、設(shè)施、安全用品使用，如安全帽的配戴、安全繩的使用，吊鉤保護器的使用，吊裝鋼絲繩綁扎固定、坑內(nèi)上下扶梯的使用等進行演練，合格后方可使用。 頂進設(shè)備、工作平臺及

53、起重架：頂進設(shè)備即千斤頂安裝完成后，進行加壓和卸載試驗，檢查千斤頂行程是否達到設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)，泵管是否有漏油現(xiàn)象發(fā)生，頂鐵等規(guī)格型號是否滿足頂進作業(yè)要求和受力要求，合格后方可使用。（5）頂管 頂管采用D1000鋼管頂管，焊接接口。 頂力計算及頂鎬選擇1)計算總頂力：PfrD12H+(2H+D1)tg2(45-/2)+ w/rD1L+Pf0.14191.026+(26+1.0) tg2(45-31.7/2)+2.9/(191.0)60+01982 KN式中：P計算總頂力，kN；r管道所處土層的重力密度 取19kN/m3；D1管道的外徑，取1m；H管道頂部以上覆蓋土層的厚度，取6m；管道所處土層的

54、內(nèi)磨擦角，取31.7；管道單位長度的自重，取2.9 kN/m；L管道的計算頂進長度，取60m；f頂進時，管道與周圍土層之間的內(nèi)磨擦系數(shù)，取0.14。選用2臺200噸頂鎬（行程1.2m）。施工順序a.導(dǎo)軌、后背完成頂管設(shè)備安裝就位后，即可進行頂進工作。將第一節(jié)管下至導(dǎo)軌上，校核導(dǎo)軌的中線和高程以及坡度，合格后即可頂進。b.第一節(jié)管安放合格后，管前端安裝鋼刃角開啟高壓油泵、千斤頂工作管道頂入土內(nèi)300mm停止頂進，進行人工掏土作業(yè)，到管前端鋼刃角邊止開啟高壓油泵再頂進300mm人工的掏土，以上操作反復(fù)進行，最終達到全部頂完。頂進a.由于本工程頂管穿越的障礙物為路面，所以在頂管作業(yè)中必須嚴格遵守“先

55、頂后挖”的原則，嚴禁超挖。人工掏土必須先上部后下部，挖土坡度不得大于60，以防止塌方事故。b.管前掏土距離50cm/鎬，管頂超挖不超過1.5cm，管下部135范圍內(nèi)嚴禁超挖。出土有固定的出土方向，出土采用專用運土斗車，每處二臺交替使用。斗車行進由卷揚機拉動，斗車裝土運到工作坑內(nèi)后由升降滑動組設(shè)備吊到自然地面，按固定的出土方向，堆入在規(guī)定的棄土場。c.施工人員應(yīng)協(xié)調(diào)配合，隨時清走坑上堆土。頂進過程中，應(yīng)隨時進行高程和中心的校核測量。d.對頂管施工，在兩管端相距100cm時，在兩管端中心挖一個小洞，貫通后，校核兩管的中心線，做最終糾偏、對口。e.頂進過程中，要隨時檢查頂鐵情況，特別注意頂鐵擺放是否直順、換放頂鐵時，要用1.2米的長鐵。200300型頂鐵雙行每鎬頂進長度不大于2.5米。f.頂管結(jié)束后，檢查管口部位焊接質(zhì)量，檢查有無空洞、漏焊、氣孔、夾渣等現(xiàn)象。并做管道嚴密性試驗。測量、糾偏 a.頂進高程測量首先在頂管工作坑內(nèi)設(shè)置3個穩(wěn)固的臨時水準(zhǔn)點，每次高程測量都要進行閉合檢驗。在第一節(jié)管入土?xí)r，高程測量間隔為30cm/次。特別注意第一管節(jié)的末端高程的測量，以掌握首節(jié)管坡度。在以后的正常頂進中，測量間隔放大至50cm/次。每頂完一程后，對前端進行水平測量，若發(fā)現(xiàn)“扎頭”或“抬頭”問題，認真作記錄，為下一程頂進時糾正提供依據(jù)。 b.中心偏差測量中心測量采用經(jīng)緯儀定位。在頂管