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大型输水管道交叉穿越防护工程技术重点

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《辽宁工程技术大学学报》2017年第10期

摘要:大型输水管道交叉穿越防护工程是一项非常复杂的工程项目,不仅难度大,而且问题也特别多,一直以来都是困扰工程技术人员的一项难题,尤其是输水管道交叉穿越工程技术要点的管控,更成为大家所关注和重视的中心。文章以某大口径多管道输水管线与钢管燃气管线、PCCP水源管线交叉穿越防护工程为例,对其工程施工过程中所要注意的问题及技术要点进行了深入的分析和研究。

关键词:大型;输水管道;交叉;穿越;防护;工程技术;要点

引言

随着我国经济建设的不断发展,各项工程建设如火如荼,而大型输水管道交叉穿越防护工程作为我国现代化建设的一个重要部分,被人们所关注和重视,只有保证工程技术的质量和效果,才能达到输水管道交叉穿越工程防护的目的,才能为人们正常的生产和生活服务。

1某输水管道交叉穿越防护工程的概况介绍

现在一项输水管道与PCCP水源管线及钢管燃气管线的交叉穿越工程,要求其交叉角度为52度,PCCP管线埋于地下深2.2米,燃气管线埋于地下深1.1米,PCCP管线与燃气管线呈平行状态分布,两者之间的间距为4.8米,而输水管道交叉穿越处设计为四个管道,要从燃气管线下面穿过,离地面要求达到6.3米,管道压力设计为0.6MPa。经过提前的勘查发现,大型输水管道的交叉穿越部位,其上部土质为耕植土,中部为粘土,下部为被风化了的安山岩。通过这一系列的概况了解,要求工程技术人员对输水管道的交叉穿越工程进行设计和施工,既要保证设计方案的合理性,又要达到工程要点控制的到位性。

2大型输水管道交叉穿越PCCP水源管线的设计和施工技术要点分析

2.1与PCCP水源管线穿越时的设计分析

我们已经知道水源管线的材质是PCCP,其标准管长为5米,进行交叉接口时需要采用的方式是承插式连接,因此在交叉穿越方案的设计时宜采用下撑式防护措施。这样就可以在水源PCCP管道的两侧大约2米处的地方进行灌柱桩的设计,而后再进行混凝土冠梁的浇筑,搭建工字钢的横梁,进而再筑好交叉穿越时所需要的支撑体系,达到大型输水管道与PCCP水源管线的穿越工程设计的目的。

2.2施工中的工程技术要点把控

在与PCCP管线交叉穿越施工的过程中,需要注意的是:

(1)交叉穿越前的支撑技术措施。灌柱桩浇筑施工完毕之后,在水源管道两侧要进行开挖时,一定要注意,大型的挖掘机只能挖掘离管道较远的沟槽,而距管道外0.5米左右的范围需要由人工来完成挖掘工程,并且要左右对称,由水源的上游向下游的方向进行。具体步骤为:首先要对水源管线以120度包角开挖。其次,在开挖之后需要对水源管线两侧用钢板桩进行支撑和保护工作,这样才能有效的防止水源管线因为失稳、失衡而产生滑塌现象。通常情况下支护的冠梁约53米左右,钢板桩需要3米长,板桩需要深扎入冠梁的底部约1.5米左右。最后在钢板桩做好全方位的支护工作之后,才能展开钢板桩外侧的挖掘工作,直到冠梁底部的高程。而且还要对底部高程用人工平整,振动夯压实后,再做胶木模板的铺设工作。需要加强技术管控的是需要在冠梁外留出2米的施工空间,管沟处设置半米左右的排水沟,全面做好对雨水及各种渗水的排放工作。在完成这一系列工程之后,才能进行冠梁的浇筑和施工建设。

(2)挖掘过程的技术措施。挖掘的过程在整个输水管道与水源管线交叉穿越工程中起着举足轻重的作用,它不仅关系到工程的进度和质量,更是工程安全性和稳定性的保证。因为混凝土浇筑需要一段时间的凝固期,这样才能达到其牢固性和稳定性,所以必须在等到冠梁和管道横梁的混凝土凝固技术达到要求之后,才能开始挖掘管道底部的管槽。但是管道通常与冠梁、横梁之间的距离非常的小,如果不注意挖掘的技术,就会对横梁及管道造成损坏,而且还会给钢板桩去除时还来麻烦,所以在进行开挖时,必须要提前做好准备工作,把钢板桩预先从冠梁的底部位置割断,拿走上面的部分,这样才能开始进行管道底部的挖掘工作,而且必须要由人工来进行挖掘,把下部的管道与土体进行分离。在进行冠梁外侧2米深度的地方进行挖掘时,也主要由人工操作为主,要按照顺序从冠梁中间向左右两端依次、对称的进行挖掘,当完成这些管道附近的挖掘工作之后,才能够运用挖掘机分层挖掘,但是距离灌柱桩距离半米左右的范围时还必须要进人工操作,以达到保护水源管线不受伤害的目的,保证交叉穿越及防护工程建设的顺利进行。

3大型输水管道交叉穿越燃气管线时的设计及安全防护措施研究

燃气管线的交叉穿越工程不同于水源管线,它具有相当大的危险性,如果施工不当不仅会造成经济上的浪费,而且还会给工作人员带来严重的伤害,所以在进行大型输水管道与燃气管线的穿越工程建设时,不仅要保证各项方案设计的科学性和合理性,更要加强安全技术的防范工作,以保证整体工程建设的万无一失。

3.1与燃气管线交叉穿越时的设计分析

燃气管道的材质通常都是以钢管为主,标准的钢管长度为20米,其进行接口时要采用的技术是坡口的焊接技术。在燃气管道的上方架设一道长度为60米的桁架钢梁,为了给建设企业节约成本,可以利用现场塔吊来进行支撑的设计对管道进行悬吊防护设计,可以把塔吊的吊臂来作为桁架钢梁。

3.2施工中的工程技术要点把控及安全防护措施研究

(1)工程施工过程中的防护措施。进行燃气管道上方桁架钢梁设计,其钢梁的结构为三角形结构,上弦杆为5公分长的钢管其直径为76公分,而下弦则使用两根8#槽钢。还要对燃气管道的周围加强保护,可以用角钢来作为它的保护架,把四周的角钢与角钢小横梁联接起来,保护架的间距通常为2米左右。而且还要沿着桁架钢梁设置一道U型的吊杆,其间距也要控制在2米左右,这样就可以把燃气管道悬挂在钢梁上,需要注意的是,要在管道与吊杆之间垫上橡胶板来对管道加强保护,防止其防腐层在反复的吊拉过程中被破坏,缩短管道的使用寿命。另外,还要在燃气管道桁架梁的两头设置厚支墩作为桁架梁的固定物,而且厚支墩一定要固定好,通常预先做好地脚螺栓的预埋工作,这样才能够将杵架梁牢牢的固定住,加强整个施工过程的安全性和可靠性。

(2)工程施工技术中的安全措施。众所周知,燃气是一种非常危险的气体,燃气管道如果不能做好安全防范工作,将会给人们带来很严重的安全隐患,尤其是把燃气管线长期暴露于空气当中,更会给其带来很大的危险性。因此,其一:在燃气管道被挖掘出来之后,因为它完全脱离土体,所以一定要用石棉布将其完全覆盖,而且还要在石棉布包裹完毕之后,再在其上方铺设闭孔板,其闭孔板的宽度通过为20公分,具体可以根据管道的直径而定。其二:因为燃气管道被挖掘出来之后,会被悬挂起来,再进行后续的施工建设工程。这时一定要将燃气管道悬吊完全固定好,才能使用大型的挖掘机进行管槽挖掘工作。并且管槽要分层挖掘,还要在8米高的地方设置一道宽度为1.5米的马道,这样才能保证挖掘出来的土方能够顺利运走。管道两侧的挖掘工程技术与水源管道一样,需要左右对称进行,避免出现土体的高度差,造成管道偏离现象。而且在燃气管道5米范围内必须要采用人工挖掘技术,从燃气管道的底部开挖,慢慢使其底部与土体分离。最后,在整个沟槽的挖掘过程中,一定要加强严密的监测工作,对U型螺栓进行随时的调整。尤其是对于交叉穿越的地方,更要加强技术管控,这也是穿越工程技术的关键环节。

4输水管道交叉穿越防护工程的安装及回填技术

不论是水源管道还是燃气管道都是非常危险的管道,为了保证其后续工程建设正常运行以及检修工作的顺利性,通常把穿越处的输水管道用混凝土包裹起来。另外,为了保证燃气管道的安全性,需要尽量减少它在空气中暴露的时间,加快其工程进程,可以从上下游向燃气管道安装,最后再安装钢管做好闭合工作。因为燃气管道与水源PCCP管线是平行且相距4.8米的,所以在进行大型管道交叉穿越防护工程时可以先平行于燃气管道方向沿着两个管道间的空隙进行放管,需要注意的是,要做好安全吊装工作,防止管道的碰撞。当做好这一系列的交叉穿越工程之后,就要做最终的回填工作,也是工程的最后一个环节,需要注意的是,在进行回填时,一定要从外用水撼砂分层填置,防止燃气管线和水源管线发生沉降现象。在进行沟槽的回填时,要先把其底部填满,再填两侧,分层压实,保证工程的质量效果,防止后期各项安全事故的发生。

参考文献:

[1]张利民.穿越大中型河流的原油管道工程施工技术分析[J].石油和化工设备,2012,15(5):44-45.

[2]王栋.大高差长距离重力输水管道水锤防护技术研究[D].长安大学,2013.

[3]杨丽.输水管道穿越段不确定性风险分析方法研究[D].天津大学,2014.

[4]付鑫.输水管道过河段施工方案选择探析[J].东北水利水电,2015,33(6):9-11.

[5]冯士龙.长距离大口径输水管道水压试验方法的探讨[J].科技创新与应用,2016(09):200.

作者:刘臣国 单位:山东电力管道工程公司

辽宁工程技术大学学报责任编辑:张雨    阅读:人次
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