隧道內(nèi)大口徑雙管道安裝施工工法

1、隧道內(nèi)大口徑、雙管道安裝施工工法中國石油天然氣管道局編寫人 管道四公司：宋華奇 張建喜 黃運祥 蘇東建1 前言 川氣東送管道工程宜昌長江盾構(gòu)隧道水平穿越長度為1388.14m，斷面為圓型，內(nèi)徑為3.08m。北岸豎井井深22m,豎井直徑12.1m；南岸豎井井深29.567m,豎井直徑8.5m。隧道內(nèi)并行安裝1016mm管道兩條，作業(yè)空間狹窄，管道安裝施工難度很大。我公司在施工中解決了隧道平巷混凝土墊層澆注、豎井內(nèi)管道垂直運輸、隧道內(nèi)管道水平運輸及隧道平巷管道安裝、管道的整體橫向移動、豎井內(nèi)彎管吊裝等施工技術(shù)問題，按期完成施工。經(jīng)總結(jié)施工經(jīng)驗形成了此工法。2工法特點隧道內(nèi)并行敷設(shè)直徑Ø1

2、016mm的雙管。由于隧道斷面狹小，施工作業(yè)空間小，管道安裝的各個工序受到很大的限制，不能進行管道安裝的流水施工。本工法在施工中具有如下特點：1、施工方法緊密結(jié)合現(xiàn)場情況切實可行，專用施工機具作用大，2、施工工藝簡單、工序銜接緊密效率高；3、施工時充分利用隧道內(nèi)的有限空間與設(shè)施，勞動資源占用少；4、整治了隧道內(nèi)環(huán)境既保證了焊接合格率，又改善了作業(yè)人員的工作條件；5、借助專用施工機具，不僅完成了狹小空間的管道焊接而且完成了整體管線隧道內(nèi)橫向位移；6、水平、垂直運輸?shù)臋C具和方式恰當、合理、安全、可靠。3適用范圍本施工工法適用于穿越隧道內(nèi)雙管道并行安裝施工，對于隧道內(nèi)兩條以上管道并行安裝，也可以參考

3、本工法。本施工工法中提到的隧道的斷面形式可以是多種。但是，考慮到施工安全和施工工藝的可靠性，本工法用于隧道坡度超過5%的隧道時應(yīng)依據(jù)具體的情況對其進行必要的修正。4工藝原理隧道內(nèi)安裝兩條大口徑管道，在第一條管道安裝完成后，隧道內(nèi)剩余空間已不能滿足第二條管道施工，必須對第一條管道進行整體橫向位移，以便騰出較大的空間進行第二條管道的安裝。當?shù)诙l管道安裝就位完成后，再對第一條管道進行橫向移動安裝到設(shè)計要求的位置。隧道內(nèi)管道安裝分為三個主要施工內(nèi)容，一、隧道內(nèi)混凝土墊層澆注；二、隧道管道安裝； 三、豎井管道安裝。其中隧道內(nèi)混凝土墊層澆注為土建施工內(nèi)容，應(yīng)當按照混凝土施工工藝原理，遵循混凝土強度增長規(guī)

4、律，采取適當?shù)酿B(yǎng)護方式和養(yǎng)護時間，保證混凝土的成型與強度。隧道內(nèi)和豎井內(nèi)的管道安裝，為安裝施工內(nèi)容。施工應(yīng)按照合同約定的施工規(guī)范、焊接工藝規(guī)程及檢測標準進行。并按照設(shè)計要求的固定方式對管道進行固定，保證管道運行安全。5工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程隧道內(nèi)大口徑、雙管道安裝，按照圖5.1-1所示工藝流程進行施工。管道支架預(yù)制、防腐第一條管道運、布管第一條管道支架安裝第一條管道組對焊接管道焊口無損檢測管道補口、補傷預(yù)埋件、鋼筋籠安裝，墊層澆筑豎井管道支架安裝豎井管道安裝就位豎井管道連頭、檢測管道補口、補傷清管、測徑、試壓和干燥豎井管道預(yù)制與埋地管道連頭連頭第一條管道整體位移第二條管道運、布管

5、第二條管道支架安裝第二條管道組對焊接管道焊口無損檢測管道補口、補傷兩條管道的整體就位地貌恢復(fù)施工準備圖5.1-1 隧道內(nèi)雙管道安裝流程圖5.2操作要點 施工準備1、進行圖紙會審和技術(shù)交底，明確隧道安裝施工的總體要求。2、編制施工組織設(shè)計和施工方案。3、對施工人員進行作業(yè)培訓(xùn)。4、對進場材料和機具設(shè)備進行詳細檢查。5、在管段下井前，應(yīng)將管段內(nèi)的泥土、沙粒等雜物清掃干凈。在地面上完成管口噴砂除銹，為避免噴砂除銹后的管口在潮濕的隧道內(nèi)形成浮銹，施工時采用塑料薄膜對管口進行纏繞包裹并粘貼牢固，粘貼點應(yīng)位于防腐帶補口范圍之外。6、對管段進行外觀檢查，合格后才能吊裝下井。 隧道內(nèi)平巷混凝土墊層澆注為了便于

6、管道安裝與維護，圓斷面隧道的底部需進行混凝土澆注墊層鋪平。由于隧道斷面較小、作業(yè)空間狹窄、作業(yè)線路較長，混凝土澆注相當困難?；炷翑嚢铏C設(shè)置在豎井井口附近、龍門吊下方的位置，以不妨礙其它施工為宜?；炷恋拇怪边\輸采用10T龍門吊，吊筒為漏斗型開閉式，容積2m3左右。混凝土在隧道內(nèi)水平運輸采用10T軌道電機車牽引拖車形式?；炷翝沧⒅惺褂玫哪０鍛?yīng)符合如下要求：1、 模板應(yīng)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，不得產(chǎn)生較大變形；2、 模板表面應(yīng)平整、拼縫嚴密連接可靠，不漏漿；3、 模板內(nèi)側(cè)在澆注前應(yīng)均勻涂刷脫模劑；在澆注混凝土墊層時，應(yīng)協(xié)調(diào)好軌道拆除、鋼筋骨架放置工序。隧道內(nèi)管道的支架是與安裝在混凝土墊層

7、上的預(yù)埋件連接。在要對預(yù)埋件位置進行準確的測量和穩(wěn)定的固定，避免混凝土澆注時預(yù)埋件位移，影響管道的支架就位。隧道內(nèi)的混凝土軌道運輸時間過長時，要考慮運輸途中的攪拌防止產(chǎn)生離析或采用泵輸送。如果隧道兩端均具備澆注條件，應(yīng)從隧道中間開始向兩端同時澆注?；蛟诨炷林刑砑釉鐝妱?。隧道內(nèi)雙管道安裝當混凝土墊層達到75%的強度后，可進行管道安裝施工。.1第一條管道安裝1、運管管段垂直運輸采用龍門吊或采用吊車進行。隧道內(nèi)水平運輸采用軌道電機車，當電機車的牽引力不足時，增加電機車的數(shù)量。軌道安裝時應(yīng)對每處軌道螺栓進行緊固，并有專人進行軌道巡檢以保證運輸安全。隧道內(nèi)并行安裝兩條管道，因為作業(yè)空間狹小，施工時只能

8、將先安裝完成的一條管道，并通過橫向位移靠近第一條管道所在的一側(cè)的隧道內(nèi)壁，騰出盡量大的空間進行第二條管道的安裝工作，且再次拆鋪軌道的工序不可避免。豎井內(nèi)鋼管吊裝，由于鋼管重、長且空間有限，每次只能將一根鋼管傾斜一定角度吊裝，并采用如圖5.2.3.1-1所示的防滑方式。吊運時應(yīng)保護包裹處塑料薄膜不破損。圖.1-1 管段吊裝下井示意圖 2、卸管、布管吊裝下井的管段直接放置在裝有橡膠板運管拖車上，防止管段防腐層的損壞。電機車牽引拖車進行管段運輸。由于管段重、體積大，為保證運輸過程中的平穩(wěn)性，采取雙拖車串聯(lián)式運輸。管段運輸進隧道后，采用圖.1-2所示的卸管方式進行卸管、布管。由于管道支架的位置已經(jīng)固定

9、，在布第一根管道時，要注意測量預(yù)留管線長度保證焊口位置不能在支架下方以免影響后續(xù)焊接作業(yè)。隨著第一條管道的鋪設(shè)，陸續(xù)拆除軌道并將拆除掉的軌道依次放置于未焊接管道一側(cè)（也可以根據(jù)現(xiàn)場實際條件將軌道再次運輸?shù)降孛妫?，以便為焊接第一條管道留出足夠的作業(yè)空間。圖.1-2 隧道內(nèi)卸管布管圖3、組對焊接第一條管道布管完成后，開始進行組對焊接。也可以進行邊布管邊焊接的交叉流水作業(yè)。如果工程設(shè)計隧道中間有錨固法蘭（固定墩），必須將錨固法蘭（固定墩）運進隧道并安裝完成，方可繼續(xù)進行布管焊接施工。管道組對焊接方式如圖5.2.3.1-3所示：圖5.2.3.1-3 隧道內(nèi)管道組對焊接示意圖通過油壓千斤頂將管道頂起，進

10、行管口組對，安裝好外對口器。同時，放置好管道支座，并預(yù)先在管道支座下方放置好滾杠，為調(diào)整第一條管道的橫向位移做好準備。管道焊接完成，撤走臨時支座，由管道支座承擔(dān)管道重量，最后撤出千斤頂。4、橫向位移隧道內(nèi)第一條管道焊接全部完成后，為方便第二條管道焊接，需要對第一條管道進行橫向位移以留出盡可能大的作業(yè)空間.利用自制電動千斤頂，對第一條管道進行整體橫向位移,并在第二條管道的預(yù)埋鐵件上焊接相應(yīng)的槽鋼或厚鋼板作為千斤頂?shù)牡撞恐吸c。由于管道較長，必須從管道一端逐步進行位移，根據(jù)管道直徑及重量，一般采取每4根鋼管設(shè)置一個位移點，可同時設(shè)置多個位移點。移動時應(yīng)盡量使管道靠近隧道內(nèi)壁，同時保證管道支架下的滾

11、杠不能脫離支架底板，以免影響位移后的管道回位。每次位移完成后都要將第二條管道預(yù)埋鐵件上的臨時支撐拆除并利用角磨機將預(yù)埋鐵件上的雜物清除干凈。管道橫向位移如下圖5.2.3.1-4所示：圖5.2.3.1-4第一條管道橫向位移示意圖管道整體橫向位移完成后，再次鋪設(shè)軌道，鋪設(shè)時應(yīng)盡量遠離第一條管道，避免對第二條管道運輸造成影響。軌道鋪設(shè)完成后，進行第二條管道的安裝工作。5.2.3.2 第二條管道安裝第二條管道安裝時，管段運輸、布管同第一條管道基本相同。布管時利用自制龍門架將管線吊起，同時將管道下方的軌道拆除，并運出隧道。吊起后的管道直接放置于符合設(shè)計要求的管道支座上。布管完成后進行第二條管道的組對焊接

12、施工，并將第二條管道支座底部與預(yù)埋鐵件焊接在一起。第二條管道及支座與預(yù)埋鐵件焊接全部完成后，從兩條管道的同一端開始，用電動倒鏈將兩條管道支座底部連接在一起，依靠第二條管道的支座底部固定作用力，通過電動倒鏈將第一條管道回位于符合設(shè)計要求的位置。每并行兩根管下設(shè)置一組電動倒鏈，進行一次管道位移最少設(shè)置4組。這樣依次進行，第一條管道全部回位后，將管道的支座底部與預(yù)埋鐵件全部焊接完成。至此，隧道平巷段內(nèi)的管道安裝施工就全部完成。由于隧道內(nèi)空間狹小，大型焊接設(shè)備無法進入，為此將體積較小的DC400焊機或者熊谷焊機按照圖5.2.3.2-1所示加工，制做成便于移動的焊機小車，以順利完成第一條管道焊接。第一條

13、管道焊接完成后，隧道內(nèi)空間已經(jīng)不能滿足焊接小車通過，為了滿足第二條管道焊接施工，我們又制作了一種焊機運輸支架，如圖5.2.3.2-2所示。焊機電源靠隧道內(nèi)電纜提供。圖5.2.3.2-1 運載焊接設(shè)備小車圖5.2.3.2-2焊機運輸支架5.2.3.3注意事項隧道內(nèi)管道安裝施工中，需注意以下問題：1、為了避免隧道內(nèi)通風(fēng)用軸流風(fēng)機可能對管道焊接產(chǎn)生的影響，可按照隨著與軸流風(fēng)機間距離的增大，風(fēng)速會相應(yīng)的減小這一規(guī)律，找到風(fēng)速滿足焊接規(guī)范要求的最小距離L。在施工時，將軸流風(fēng)機設(shè)置成移動式，隨時移動軸流風(fēng)機，保證在焊口距軸流風(fēng)機距離大于L。2、隧道內(nèi)管道安裝時，應(yīng)根據(jù)施工具體情況，對各種施工機具進行改造，

14、使之更適合隧道施工。3、由于隧道內(nèi)為雙管敷設(shè)，兩條管道的安裝應(yīng)該盡量不相互影響，因此第一條管道施工時應(yīng)該將管道移位之前的所有工序全部完成，以便爭取施工時間，提高工作效率。5.2.4豎井管道安裝豎井管道安裝前，須完成豎井井壁支架的安裝，以保證管道安裝順利進行。由于豎井垂直落差較大，在井壁上安裝支架時需要高空吊籃輔助。彎管在豎管吊裝前先行吊裝。吊裝時，通過調(diào)整倒鏈的長度來控制彎頭狀態(tài)，為了保證下部焊口基本垂直，采用圖5.2.4-1所示的吊裝方式。圖5.2.4-1 彎管吊裝示意圖井壁豎管在地面上預(yù)制完成，經(jīng)無損檢測、防腐補口、補傷，合格后，采用吊裝設(shè)備吊裝下井。在管道吊裝前，在預(yù)留孔洞位置人工開挖出

15、作業(yè)坑（坑體尺寸及邊坡比根據(jù)實際地質(zhì)情況確定），并做好防雨排水措施。管道吊裝后，豎管上部彎頭從預(yù)留洞伸出。根據(jù)待吊裝管道重量及長度，確定吊裝設(shè)備噸位。吊裝時，管道下端安裝晃繩2根，彎頭上安裝晃繩1根，卡具下面鋪墊10mm橡膠板。將管道輕輕放入豎井中，避免管道碰撞井壁、破壞防腐層。當?shù)跹b到管道彎頭與預(yù)留孔洞等高位置時，吊車停止下放，吊臂緩慢擺動，在操作坑中設(shè)置作業(yè)人員，采用鋼筋鉤將管道彎頭上晃繩鉤進預(yù)留孔洞，并控制彎頭指向。隨著吊臂的擺動，將彎頭輕輕放進預(yù)留孔洞中。管道吊裝下井如圖5.2.4-2所示。圖5.2.4-2 豎井內(nèi)管道吊裝示意圖豎井內(nèi)管道安裝時，應(yīng)視管徑情況和豎井徑向尺寸，決定安裝方法

16、。如果管道預(yù)制成“ ”型，可以順利吊進豎井，那么優(yōu)先采用此方法。否則，只能將管道分成兩段“ L”型彎管，完成豎井內(nèi)管道安裝。5.2.5 管道試壓一般地，管道試壓采用整體式清水試壓方案。進行水壓試驗時，應(yīng)考慮以下幾點：1、試壓前注水時應(yīng)保持緩慢、勻速，利于管道內(nèi)排氣。2、充分考慮豎井深度產(chǎn)生的水柱對水壓試驗的影響，試壓前須計算當?shù)孛婀艿肋_到試驗壓力時，隧道內(nèi)管道所承受的壓力是否達到管道屈服強度（P隧道=P地面+L深度）。3、水壓試驗后，進行管道掃水，應(yīng)通過多次通發(fā)清管器的方法，將管道內(nèi)余水清掃干凈。6材料與設(shè)備表6-1施工材料表 序號名 稱規(guī) 格數(shù) 量備 注1鋼 軌根據(jù)運輸重量確定根據(jù)隧道長度確

17、定2枕 木與鋼軌匹配按照1m間距確定3電力電纜VV22-3×95+12000m4電力電纜VV22-3×70+11800m5照明電纜BV-2.51800m6鋼 板25mm20m2施工機具制作7鋼 板20mm20m2施工機具制作8鋼 板10mm40m2施工機具制作9槽 鋼14b100m施工機具制作10鋼絲繩14mm100m用量可根據(jù)施工具體情況調(diào)整11鋼絲繩20mm100m12鋼絲繩25mm100m13吊 帶30t4條14乙炔氣200m315氧 氣400m316電話線普通5000m17麻 繩20mm以上直徑100m注：以上所列為施工中的主要手段用料。表6-2主要機具設(shè)備表序號設(shè)

18、 備規(guī) 格數(shù) 量備 注1彎 管 機36-421套2坡口整形機FPFM28-421套3熊谷焊機（林肯焊機）DC-40010臺備用2臺4裝載機LW320F1臺5外對口器與管徑匹配1個6環(huán)型加熱器與管徑匹配2個7送 絲 機LN-23P10個8風(fēng) 速 儀1套9測 溫 儀紅外線1套10濕 度 儀1套11噴砂除銹裝置1套12火花檢漏儀SL-581臺13電 瓶 車10t2臺14小平板車自制2臺15龍 門 吊10t1臺16全 站 儀滿足測量要求1臺17水 準 儀滿足測量要求1臺18經(jīng) 緯 儀滿足測量要求1臺19空 壓 機30m3/min1臺20半自動割板機1套施工機具及混凝土預(yù)埋件制作21混凝土攪拌機2套混凝

19、土墊層澆注22鋼筋切斷機1套墊層鋼筋籠預(yù)制23空 壓 機80m3/min1套通球掃線24試 壓 泵30MPa1套管道試壓25發(fā) 電 機110kw1套26發(fā) 電 機75kw1套27壓力天平精度1KPa1套28壓力自動記錄儀1套29溫度自動記錄儀1套30千 斤 頂30T8臺31軸流風(fēng)機30kw10臺32配 電 柜6個33離 心 泵2B604臺34潛 水 泵44臺35泥 漿 泵44臺36卷 板 機30×20001套37吊 車25T1輛38插入式振搗器HZ-504個39焊條保溫桶1個40焊條烘干箱80×80×1001個41手推翻斗車小型10輛42角向磨光機15010個43

20、龍 門 架自制4組44爬 犁 房自制2個45應(yīng) 急 燈50盞46防爆照明燈40W100盞47倒 鏈10T8個7勞動組織及安全7.1勞動組織按本工法所介紹的方法進行隧道內(nèi)管道安裝，需組建具備如下設(shè)置的項目部，以順利完成工程施工，以提高效率，降低成本。管理層次部門崗位人數(shù)職能分工項目部決策層項目經(jīng)理1人總體負責(zé)技術(shù)副經(jīng)理兼總工程師1人技術(shù)主管施工副經(jīng)理兼總調(diào)度長1人施工主管HSE總監(jiān)1人HSE主管總會計師1人財務(wù)主管總經(jīng)濟師1人造價主管項目部管理層技術(shù)部部 長1人重點、難點方案編制技術(shù)員1人現(xiàn)場技術(shù)交底技術(shù)員1人技術(shù)資料整理施工部部 長1人施工計劃調(diào)度員1人施工進度HSE部部長(兼)1人HSE文件

21、編制HSE員3人施工現(xiàn)場監(jiān)督文控部部 長1人文件控制行政部部 長1人內(nèi)外協(xié)調(diào)成 員2人后勤采辦部部 長1人合同購料計劃采購員1人材料購買保管員1人倉庫保管項目部作業(yè)層混凝土澆注機 組機組長1人混凝土澆注總體協(xié)調(diào)安排施工人員16人混凝土澆注施工管道焊接機組機組長1人焊接總體協(xié)調(diào)安排兼管工焊 工8人管道焊接操作手8人焊接設(shè)備操作管道防腐機組機組長1人防腐總體協(xié)調(diào)安排防腐工3人管道防腐清管試壓機組機組長1人清管總體協(xié)調(diào)安排設(shè)備操作手5人清管試壓設(shè)備操作設(shè)備管理機組操作人員2人垂直運輸、維護管理人員2人隧道電機車運輸、維護總 計70人根據(jù)工程情況局部調(diào)整7.2安全措施1、對現(xiàn)場施工人員進行安全教育培訓(xùn)

22、。2、所有進入隧道施工人員必須進行體檢，對于身體不適于狹窄空間作業(yè)的人員不得進入隧道內(nèi)施工。3、在通風(fēng)系統(tǒng)正常運行的條件下，才可進入隧道內(nèi)施工。4、保證施工人員、材料的豎井垂直運輸安全由于隧道施工的特殊性，施工人員、材料的豎井內(nèi)垂直運輸需要垂頻繁使用垂直運輸工具龍門吊。施工中，龍門吊需要指派專人負責(zé)，每天對龍門吊的安全狀態(tài)進行檢查和維護，確保垂直運輸安全。5、隧道內(nèi)的防水對隧道本身的抗?jié)B進行改善，如有積水，應(yīng)視滲水強度和積水情況，設(shè)置相應(yīng)型號的水泵進行抽水，確保隧道內(nèi)排水渠道通暢，最終保證施工安全。6、防止隧道內(nèi)電力系統(tǒng)漏電隧道內(nèi)管道安裝施工時，施工機具以鐵件為主。隧道內(nèi)電力電纜，處在潮濕的環(huán)

23、境中，施工中一旦發(fā)生漏電現(xiàn)象，會造成嚴重的后果。因此，施工時應(yīng)專門指派電工，對電力電纜、配電箱進行日常檢查維護，防止漏電現(xiàn)象發(fā)生。同時，用電設(shè)備要按照要求進行接地保護。7、隧道內(nèi)意外傷害的防護隧道內(nèi)大口徑、雙管線并行敷設(shè)施工時，工作空間狹窄，施工人員容易發(fā)生意外傷害，施工現(xiàn)場應(yīng)安排一名職業(yè)醫(yī)生，并配備齊全各種應(yīng)急藥品，保證意外發(fā)生時能夠立刻進行緊急處理，確保施工人員的人身安全。8質(zhì)量要求8.1質(zhì)量目標單位工程合格率為100%。工程設(shè)備、材料質(zhì)量合格率100%。管道焊接一次合格率達95%以上。管道補口補傷一次合格率99%。8.2質(zhì)量控制1、進場材料的品種、規(guī)格、性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標準和設(shè)計要

24、求，又產(chǎn)品質(zhì)量證明文件及檢驗報告。2、安排專門的材料保管員與設(shè)備管理員，做好各種出入庫手續(xù)。3、焊工必須經(jīng)考試合格并取得合格證書。持證焊工必須在其考試合格項目及其許可范圍內(nèi)施焊。4、試壓介質(zhì)應(yīng)選擇潔凈水5、強度試壓和嚴密性試壓以管道無異常變形、無滲漏、壓降不大于0.1MPa為合格。8.3質(zhì)量標準隧道內(nèi)管道安裝施工應(yīng)遵照執(zhí)行以下標準：1、輸油輸氣管道線路工程施工及驗收規(guī)范（GB50369-2006）2、石油天然氣管道穿跨越工程施工及驗收規(guī)范（SY0470-2000）在施工方案的編制及施工過程中，還應(yīng)參考下述施工規(guī)范：1、涂裝前鋼材表面預(yù)處理規(guī)范（SYJ0407-97）2、埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層技術(shù)標準（SY/T0413