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摘要

摘要：以某盾構隧道管道安裝工程為例，介紹了江河盾構隧道內大管徑雙管道的安裝技術。關鍵詞：盾構隧道；大管徑管道；雙管道；管道安裝Large-diameter Double Pipe Installation in Riv

摘要：以某盾構隧道管道安裝工程為例，介紹了江河盾構隧道內大管徑雙管道的安裝技術。

關鍵詞：盾構隧道；大管徑管道；雙管道；管道安裝

Large-diameter Double Pipe Installation in River Shield Tunnel

ZHANG Weiqian，ZHAO Pengcheng，CHEN Gang

Abstract：Taking a shield tunnel pipe installation project as example，the installation technology of large-diameter double pipe in river shield tunnel is introduced.

Key words：shield tunnel；large-diameter pipe；double pipe；pipe installation

近幾年，隨著川氣東送管道工程、西氣東輸二線管道工程等大型項目的建設，不可避免要穿越大江大河^[1]，盾構隧道應運而生。

1 工程概況

某工程盾構隧道長1400m，隧道斷面為圓形，內徑為3.08m，始發(fā)井為直徑為12m、深25m的圓柱形豎井，接收井為直徑為12m、深15m的圓柱形豎井。根據設計要求，圓柱形隧道底部澆筑高700mm的混凝土墊層，墊層上并行敷設兩條外徑為1016mm的管道。管道全部安裝在滑動支架上，每隔12m設置1個滑動支架，滑動支架滿足承重和抗浮的要求。

2 混凝土墊層澆筑

施工準備工作為：隧道內通風、通信、照明、電力等設施的安裝就位，電機車軌道的調整。

根據隧道的內徑大小，現(xiàn)場制作混凝土運輸車，見圖1。受電機車的運載能力和空間限制，運輸車一次可運輸4m³的混凝土，可澆筑墊層長度為3m；可同時運輸鋼筋籠、預埋件和混凝土，在運輸鋼筋籠時伸長可伸縮鋼管，將鋼筋籠掛在上面，鋼筋籠的長度為1.5m，將預埋件固定在裝滿混凝土的料斗桶內?；炷恋拇怪边\輸采用起重量為100kN的龍門吊，吊筒采用漏斗型開閉式，容積為1.5～2.0m³?；炷猎谒淼纼鹊乃竭\輸采用牽引力為150kN的軌道電機車牽引一臺混凝土運輸車。

由隧道接收井處向始發(fā)井處進行澆筑。當混凝土運輸車行駛到待澆筑位置時，啟動傳送帶上的電機，打開料斗桶下方的活動擋板，混凝土依靠自重下落到傳送帶上，輸送至待澆筑位置?；炷翝仓r，為保證施工的順利進行，需在待澆筑混凝土的正上方設置鋼支架跳板，跳板需距離混凝土成型面有一定的距離，以保證混凝土正常成型。隧道內的混凝土運輸時間較長，利用混凝土運輸?shù)臅r間進行軌道拆除。軌道每段長6m，將拆除的軌道吊掛在隧道壁上。在澆筑混凝土過程中，將預制好的鋼筋籠和預埋件安裝好，保證預埋件上表面水平，且和墊層處于同一水平面，澆筑時要嚴格按照施工規(guī)范進行振搗?；炷翝仓瓿?，在收漿后應進行養(yǎng)護。養(yǎng)護期間覆蓋保溫，并保持濕潤，覆蓋時注意不得損傷和污染混凝土表面。在混凝土上面漫鋪草袋，進行灑水養(yǎng)護^[2]。鋼筋籠及預埋件剖面見圖2。

3 隧道內管道安裝

① 軌道敷設

混凝土養(yǎng)護期滿后，以盾構隧道軸線投影為軌道中心敷設軌道。軌道敷設時，為保證鋼管運輸安全，防止電機車脫軌，對每處螺栓進行緊固，把軌枕間隔點焊在橫軌上，并派專人在鋼管運輸過程中對軌道進行巡檢。

② 管道支架安裝

防腐合格后的管道支架采用龍門吊吊裝下井，隧道內支架運輸采用電機車軌道運輸。在運輸鋼管的同時交叉運輸管道支架，并放置在規(guī)定的位置附近。布置若干根鋼管后，采用液壓龍門架和千斤頂組合方法，安裝管道支架，同時把橡膠板安放好。依次安裝管道支架，待管道全部焊接完成后，將管道上半部分管卡和安裝好的管道支架用不銹鋼螺栓固定在一起。

③ 鋼管下井

每根鋼管在地面噴砂除銹、做防腐層完成后，對防腐層進行檢漏、補傷，檢查合格后方可下井。鋼管在吊裝過程中要嚴格保證管口不被損壞。鋼管水平無晃動時即可吊卸，必須保證吊帶與鋼管之間有防滑措施，防止滑管。在鋼管兩端各設置1根晃繩，以調整鋼管方向。井上和井下人員通過對講機保持信息聯(lián)絡。在鋼管下井時，井下人員必須進入隧道，嚴禁停留在豎井內。鋼管下井時設專人指揮，將鋼管平放到拖車上，用3個手動葫蘆將鋼管固定在拖車上。電機車在豎井內和拖車分開，等待鋼管固定后再與拖車連接，進行運輸。

④ 隧道內運管、布管

吊裝下井的鋼管直接放置在拖車上，為防止鋼管防腐層損壞，拖車上敷設橡膠板。拖車靠電機車的推力進行鋼管運輸，電機車車頭在后，鋼管在前。鋼管運輸過程中，所有施工人員不得停留在鋼管前方。電機車每次運管1根，鋼管與拖車之間用手動葫蘆牢固固定(并加裝鋼絲繩，作為保險鏈)，防止電機車下坡時鋼管向前滑動。鋼管兩側放置斜形木方(木方上面墊有橡膠板)并用手動葫蘆拉緊，防止鋼管向兩側滾動。鋼管運輸至軌道盡頭時，通過2個龍門架吊起，電機車退出，軌道拆除，利用龍門架上的電動葫蘆將鋼管放置在臨時馬鐙上。布置若干根管后安裝管道支架(預先在管道支架下方縱向放置兩根直鋼筋，為調整管道的橫向位移作好準備)。用龍門架將鋼管放置到支架上，使鋼管與隧道壁的距離大于350mm，能夠滿足焊接要求^[3]。隨著左側管道的敷設，陸續(xù)拆除軌道，并將拆除掉的軌道依次橫放于未焊接管道一側，為焊接留出足夠的安全作業(yè)空間。布管時要注意測量預留管道長度，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)。布管300m后開始進行焊接施工，同時布管工作繼續(xù)進行，實行交叉流水作業(yè)。施工布管見圖3。

⑤ 隧道內管道組對、焊接

焊接前需根據焊接工藝規(guī)程編制現(xiàn)場焊接工藝卡，保證每名焊工各持1份^[4]。由于隧道內空間狹小，大型設備無法進入，為保證焊接空間，采用體積較小的電焊機。為了便于電焊機移動，需加工制作小車，小車上面放置兩臺電焊機，在管道一側墊層上移動，保證兩名焊工能同時焊接一道焊口。管道組對時，通過電動葫蘆將鋼管提起，安裝好外對口器。待管道焊接完成后，撤走管道臨時馬鐙，由管道支架承擔管道重量。隧道內設置多個配電箱，根據電焊機移動距離隨時更換電焊機電源。

⑥ 左側(第1條)管道位移

隧道內左側管道焊接完成300m，并且防腐補口完成并合格后，從管道端頭開始橫向位移，管道位移與焊接、補口、補傷同步進行。為保證前方作業(yè)人員的安全，制作管道橫向支撐架，支撐在補口、補傷及焊接作業(yè)人員附近。由于管道支架安裝時已經在其下方縱向設置了直徑為10mm的鋼筋，利用推力為500kN的電動千斤頂，并在右側管道的預埋件上焊接相應的槽鋼或厚鋼板作為千斤頂?shù)牡撞恐吸c，千斤頂前方頂住管道支架立板，對左側管道進行整體橫向位移。移動時應盡量使管道靠近隧道內壁，同時保證管道支架下的鋼筋不脫離支架底板，以免影響位移后的管道就位。每次位移完成后都要將右側管道預埋件上的臨時支撐拆除，并利用角磨機將焊渣等雜物清除干凈。由于管道較長，必須從管道一端逐步進行位移。根據管道直徑及重量，一般采取每根鋼管設置一個位移點，即按順序將管道支架設置為位移點，可同時設置4個位移點。設置以300m為1個基本段，對管道進行位移，并且保證位移處和前方施工人員始終保持300m距離，完成300m管道位移需移動6次。為防止管道滾動，在位移后的管道支架下方打入三角木楔。每300m管道位移后，在剩余空間敷設軌道，軌道敷設時應盡量遠離左側管道，避免對右側管道運輸造成影響。依次往后，直至把整條管道位移至靠近隧道內壁。管道橫向位移見圖4。

⑦ 右側(第2條)管道安裝

左側管道整體橫向位移完成后，另一側空間的最大橫向距離為1804mm，電機車寬度為1110mm，剩余空間可進行右側管道的運輸。管道進行組對時，右側管道放置在剩余空間的中間，管道兩側各有寬394mm的空間，滿足焊接要求^[3]。右側鋼管運輸及布管方法與左側基本相同，區(qū)別在于布管時將鋼管下方的軌道拆除，并運出隧道；卸管時將鋼管直接放置在管道支架上，不需設置臨時馬鐙。布管完成后進行組對焊接施工，同樣設置300m為1個基本位移段，為達到設計要求，位移距離只有162mm，位移方法同左側管道。位移完成后(即右側管道就位后)將右側管道支座底部與預埋件點焊在一起。

⑧ 管道就位

右側管道支座與預埋件點焊300m后，從兩條管道的一端開始，利用電動葫蘆將兩條管道支座底部連接在一起，依靠右側管道的支座底部固定作用力，通過對電動葫蘆和花籃螺栓的控制將左側管道進行回位位移，使左側管道中心位置符合設計要求。每兩根并行的鋼管下設置1組電動葫蘆，最少設置4組，進行一次管道位移。這樣依次進行，直到將左側管道全部回位，確保隧道平巷段內的管道安裝施工全部完成。為防止鋼管不規(guī)則反彈，做到有序控制規(guī)則位移，每次位移時用掩木作為限位器。雙管就位見圖5。

4 豎井管道吊裝

① 始發(fā)井管道吊裝

a. 90°彎管吊裝

彎管在豎井預制管吊裝前先行吊裝。吊裝時，為了保證下部焊口基本垂直，采用圖6所示的吊裝方式，通過調整手動葫蘆的長度來控制彎頭狀態(tài)。

b. L型彎管吊裝

井壁豎管和一端的彎管在地面上預制完成，經無損檢測、防腐補口、補傷合格后，進行吊裝。L型彎管吊裝見圖7。吊裝時，在管壁周圍捆扎一層5mm厚的橡膠板。管道下端安裝晃繩(直徑為20mm、長50m的麻繩)兩根，管道彎管上安裝晃繩(直徑為20mm、長20m的麻繩)1根。為防止吊帶滑脫，在管道彎管處安裝防滑卡具1套，卡具與鋼管之間鋪墊10mm厚的橡膠板。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到管道彎頭與預留孔洞等高位置時，吊車停止下放，吊臂緩慢擺動。在作業(yè)坑中安排作業(yè)人員，用鋼筋鉤將管道彎管上的晃繩鉤進預留孔洞，并控制彎頭的方向。隨著吊臂的擺動，將彎管輕輕放進預留孔洞中。焊接下方碰口時需要在豎井內搭建腳手架，安裝過程中，采用臨時措施固定，不可局部受力，待全部管夾安裝完成后，擰緊全部管夾，共同受力。