川氣東送武漢隧道內(nèi)雙管安裝技術(shù)

1、川氣東送武漢隧道內(nèi)雙管安裝技術(shù)Sichuan-to-Eeat Gas Transmission Double Pipeline Construction in Tunnel 彭云超 中國(guó)石化華東管道設(shè)計(jì)研究院 江蘇徐州 郵編221008摘要：中石化建設(shè)的川氣東送管道屬于國(guó)家重點(diǎn)工程，預(yù)計(jì)在2009年10月左右干線抵達(dá)上海。在武漢采用盾構(gòu)隧道穿越長(zhǎng)江，盾構(gòu)橫截面為圓形，直徑為3080，需要同時(shí)安裝兩條101626.2規(guī)格的天然氣管道。隧道內(nèi)空間非常小，管道在就位狀態(tài)下無法完成焊接作業(yè)。因此，需要先焊接好一條管道后，把這條管道推在一邊，再焊接第二條管道。兩條管道都焊接好了后，再分別就位。由于管道管

2、徑大，管壁厚，管道重量和剛度都很大，安裝空間小，施工難度很大。本項(xiàng)目為受限空間下的管道安裝提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：隧道 輸氣管道 雙管 安裝Tunnel gas pipeline double pipeline construction1 設(shè)計(jì)概況1.1工程概況武漢長(zhǎng)江穿越隧道位于湖北省武漢市，隧道水平長(zhǎng)度1910m，隧道斷面為圓形，盾構(gòu)內(nèi)徑3080。始發(fā)井為138m 的方井，位于長(zhǎng)江北岸武漢漢南區(qū)大咀北約3Km。其井壁厚0.8m， 地連墻厚0.6m， 深15.3m。到達(dá)井為9.38m 的方井，位于長(zhǎng)江南岸江夏區(qū)金口鎮(zhèn)中塆南。 其井壁厚0.8m， 地連墻厚1m， 深32.8m。隧道內(nèi)管道全部

3、安裝在滑動(dòng)支架上。隧道水平段內(nèi)每間隔12m設(shè)置一個(gè)滑動(dòng)支架，滑動(dòng)支架滿足承重和抗浮的要求。隧道豎井內(nèi)每間隔5m設(shè)置支撐件，支撐件滿足豎井內(nèi)管道承重的要求，還應(yīng)滿足豎井內(nèi)管道沿隧道方向的位移要求。管道橫斷面布置見圖1。圖1 管道橫截面布置圖1.2管道參數(shù)及焊接、防腐、試壓和干燥武漢盾構(gòu)段采用101626.2 X70直縫埋弧焊鋼管，熱煨彎管曲率半徑Rh=6D，采用X70直縫埋弧焊鋼管，規(guī)格為101630.4 的鋼管制作，管道外防腐采用加強(qiáng)級(jí)三層PE，補(bǔ)口采用帶環(huán)氧底漆型三層熱收縮套（帶）防腐。穿越段管道焊接采用半自動(dòng)焊接，根焊采用E6010 4.0mm纖維素焊條，填充和蓋面采用E71T8-Ni1

4、2.0mm自保護(hù)藥芯焊絲。探傷采用100%射線探傷和100%超聲波探傷。射線檢驗(yàn)應(yīng)達(dá)到石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測(cè)（SY/T 4109-2005）的要求, 超聲波檢驗(yàn)和射線檢驗(yàn)級(jí)為合格。試壓前應(yīng)用臨時(shí)清管器清管，清管次數(shù)不少于2次。強(qiáng)度試驗(yàn)壓力為15.0MPa，持續(xù)穩(wěn)壓時(shí)間不小于4小時(shí)。經(jīng)檢查，無異常變形、滲漏等問題后可降到嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力為10MPa，穩(wěn)壓24小時(shí)，以無異常變形、無滲漏、壓降不大于0.1 MPa為合格。水壓試驗(yàn)合格后，應(yīng)排凈管內(nèi)積水，清掃的污物應(yīng)排到規(guī)定區(qū)域，清掃以不再排除游離水為合格，之后應(yīng)進(jìn)行輸氣管道的干燥，整個(gè)管道應(yīng)干燥至水露點(diǎn)不高于5。1.3 主要施工內(nèi)容隧道內(nèi)管道安裝主

5、要包括以下工作： 混凝土墊層澆筑 管道支架預(yù)制 隧道平巷管道安裝在正常情況下，安裝兩條1016管道，需要盾構(gòu)內(nèi)徑應(yīng)不小于3800。本項(xiàng)目由于工期緊張，沒有合適斷面的盾構(gòu)機(jī)，只有利用3080的盾構(gòu)機(jī)。而狹小的施工空間，大剛度的管道，有此帶來管道的安裝難度很大。在設(shè)計(jì)前期通過多次專家反復(fù)論證，制定出了先焊接完一條管道，把已經(jīng)焊好的管道推向隧道的一側(cè)，留出足夠的空間，再焊接第二條管道，待兩條管道都焊接完了之后再分別就位的總體方案。本部分為施工重點(diǎn)難點(diǎn)，第3部分詳細(xì)說明。 豎井管道安裝本部分為施工重點(diǎn)難點(diǎn)，第4部分詳細(xì)說明。 管道清管、測(cè)徑、試壓和干燥本工程采用整體清管、試壓方法，即平巷及兩豎井管道整

6、體試壓和干燥。隧道注水、地貌恢復(fù)2 平巷管道安裝2.1 運(yùn)管、布管吊裝下井的鋼管直接放置在運(yùn)管拖車上，為防止鋼管防腐層的損壞，拖車上鋪設(shè)橡膠板。拖車靠10T電瓶車的推力進(jìn)行鋼管運(yùn)輸，電瓶車車頭在后，鋼管在前。鋼管運(yùn)輸至軌道盡頭時(shí)，通過2個(gè)龍門架吊起，電瓶車退出，軌道拆除，利用龍門架上的倒鏈將鋼管放置在臨時(shí)支撐上。布置若干根管后安裝管道支架（預(yù)先在管道支架下方縱向放置兩根直鋼筋，以便為調(diào)整左側(cè)管道的橫向位移做好準(zhǔn)備）；用龍門架將鋼管就位到支架上，使鋼管與環(huán)片的距離大于350mm，能夠滿足焊接要求。布管300m后便開始進(jìn)行焊接施工，同時(shí)布管工作繼續(xù)進(jìn)行，達(dá)到交叉流水作業(yè)。圖2 施工布管圖2.2 平

7、巷內(nèi)管道組對(duì)、焊接由于隧道內(nèi)空間狹小，大型設(shè)備無法進(jìn)入，需要采用體積較小的電焊機(jī)。為了便于焊機(jī)移動(dòng)，需按照?qǐng)D3所示形式加工制作小車，以順利完成第一條管道焊接。小車上面放置兩臺(tái)電焊機(jī)，在管道一側(cè)墊層上移動(dòng)，保證兩名焊工能同時(shí)焊接一道口。圖3 運(yùn)載焊接設(shè)備小車進(jìn)行右側(cè)（第二條）管道焊接時(shí)，隧道內(nèi)兩根1016管道中間已經(jīng)不能滿足焊機(jī)小車通過，故選擇用槽鋼做軌道，將槽鋼固定在兩條管道上方，電焊機(jī)小車可以在槽鋼內(nèi)移動(dòng)。2.3 左側(cè)（第一條）管道位移隧道內(nèi)左側(cè)管道焊接完成300m，并且防腐補(bǔ)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(bǔ)口補(bǔ)傷同步進(jìn)行。在圖4中，利用50T電動(dòng)千斤頂，在右側(cè)管道

8、的預(yù)埋件上焊接相應(yīng)的槽鋼或厚鋼板作為千斤頂?shù)牡撞恐吸c(diǎn)，千斤頂前方頂住管道支架立板，對(duì)左側(cè)管道進(jìn)行整體橫向位移。由于管道較長(zhǎng)，必須從管道一端逐步進(jìn)行位移，根據(jù)管道直徑及重量，一般采取每一根鋼管設(shè)置一次位移點(diǎn)，即按順序?qū)⒐艿乐Ъ茉O(shè)置為位移點(diǎn)，可同時(shí)設(shè)置4個(gè)位移點(diǎn)。設(shè)置以300m為一基本段，對(duì)管道進(jìn)行位移，并且保證位移處和前方施工人員始終保持300m，完成300m位移需移動(dòng)6次。每300m管道位移后，在剩余空間鋪設(shè)運(yùn)送第二條管道的軌道，軌道鋪設(shè)時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離左側(cè)管道，避免對(duì)右側(cè)管道運(yùn)輸造成影響。依次往后，直至把整條管道位移至環(huán)片壁，整體軌道鋪設(shè)完成。圖4 管道橫向位移示意圖2.4 右側(cè)（第二條）管道

9、安裝及就位左側(cè)管道整體橫向位移完成后，在另一側(cè)最大空間為1804mm（見圖5），電瓶車寬度為1110mm，剩余空間可進(jìn)行右側(cè)管道的運(yùn)輸。管道進(jìn)行組對(duì)時(shí)，右側(cè)管道放置在剩余空間的中間，管道兩側(cè)各有394mm空間，滿足焊接要求。布管完成后組對(duì)焊接施工，同樣設(shè)置300m為一基本位移段，位移290mm直接就位，位移方法同上述方法，位移完成后將右側(cè)管道支座底部與預(yù)埋件點(diǎn)焊在一起。圖5 右側(cè)管道焊接時(shí)的空間示意圖2.5 左側(cè)（第一條）管道就位右側(cè)管道及支座與預(yù)埋件點(diǎn)焊300m后，從兩條管道的一端開始，利用電動(dòng)倒鏈將兩條管道支座底部連接在一起，依靠右側(cè)管道的支座底部固定作用力，通過對(duì)電動(dòng)倒鏈將左側(cè)管道進(jìn)行回

10、位位移，使左側(cè)管道中心位置符合設(shè)計(jì)要求。每并行兩根鋼管下設(shè)置一組電動(dòng)倒鏈，最少設(shè)置4組，進(jìn)行一次管道位移。這樣依次進(jìn)行，直到將兩條管道全部回位，確保隧道平巷段內(nèi)的管道安裝施工全部完成。 3 豎井管道安裝3.1豎井管道支架安裝將地面已預(yù)制好的井壁管道支架安裝就位，由于豎井垂直落差大，在井壁上安裝支架時(shí)需要高空吊籃輔助，將吊籃按需要隨時(shí)固定在豎井壁上。3.2管道地面組對(duì)焊接在兩岸地面分別預(yù)制豎井內(nèi)立管，南岸預(yù)制成“ L”型，北岸預(yù)制成“S”型。焊接完成后，進(jìn)行無損檢測(cè)，防腐補(bǔ)口、補(bǔ)傷。3.3南岸管道吊裝豎井管道安裝時(shí)，考慮到立管的重量及吊裝高度要求，在隧道南、北兩岸分別設(shè)置100T吊車1臺(tái)。彎管（

11、90）吊裝彎管在豎井預(yù)制管吊裝前先行吊裝。吊裝時(shí)，為了保證下部焊口基本垂直，采用如圖6所示的吊裝方式，通過調(diào)整倒鏈的長(zhǎng)度來控制彎頭狀態(tài)。“L”型彎管吊裝井壁豎管和一端的彎頭在地面上預(yù)制完成。吊裝時(shí)，管道下端安裝晃繩兩根，管道彎管上安裝晃繩1根，為防止吊帶滑脫，在管道彎管及下端管頭處安裝防滑卡具各一套，卡具下面鋪墊10mm橡膠板，并以2根12mm鋼絲繩（單根長(zhǎng)度50m）將卡具連接起來。當(dāng)?shù)跹b到管道彎頭與預(yù)留孔洞等高位置時(shí)，吊車停止下放，吊臂緩慢擺動(dòng)，在操作坑中設(shè)置作業(yè)人員，采用鋼筋鉤將管道彎管上晃繩鉤進(jìn)預(yù)留孔洞，并控制彎頭指向。隨著吊臂的擺動(dòng)，將彎管輕輕放進(jìn)預(yù)留孔洞中。圖6 “L”型彎管吊裝示意圖3.4 北岸管道吊裝井壁豎管和兩端彎頭在地面上預(yù)制完成，在焊接時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，保證彎頭兩端處于同一水平面上。經(jīng)無損檢測(cè)、