西气东输二线25标段山岭隧道内管道安装技术

西气东输二线25标段山岭隧道内管道安装技术摘要以往在隧道内用轻轨逐段发送的方式进行管道安装，工程完工后轻轨的拆除非常繁琐，如果工期紧急常常将轻轨遗弃在隧道内，造成施工成本增加。而在隧道内布置管墩，用运管小车向隧道内布管的方式简单、方便、高效并节约了前期投入资金。主题词隧道施工小车施工1前言西气东输二线管道工程共有24条陆上隧道，其中岷山1#、2#隧道、牛子岭隧道内的管道安装根据地理情况、工期安排，采用隧道内组焊的方式圆满地完成了施工任务，保障了工期和工程质量，降低了施工成本。本文主要介绍了Ø1219mm输气管道在岷山2#隧道内的施工方法，施工经验可对同类型施工借鉴。2岷山2#隧道概况2.1隧道概况岷山2#山岭隧道实长1524.71m，纵坡采用“人”字坡设计，进口段纵坡为0.17°，出口段纵坡约为1.72°，进出口高差75.4m，隧道断面为4.5m×3.7m（宽×高）。管材采用直缝埋弧焊钢管，材质为X80，管径Φ1219mm，壁厚22mm，管道设计压力10MPa，强度试验压力15MPa，100%射线照相和100%超声波探伤检验。管道采取钢筋混凝土支座上敷设的方式，管墩顶面设预埋件，管道采用管卡固定。管道进出洞口各设置固定墩1个。隧道净断面为4.5m×3.7m(宽×高)。岷山2#隧道进口位于九江县新合镇尖山村，从新合镇省道至隧道进口距离8km，其中有5km左右的盘山路，大型设备不能进出，管材运输比较困难，尤其是隧道进口100m左右，山体陡峭。出口位九江县新合镇孙家垄村，隧道出口通过山间水泥路与外部公路连接，出口道路崎岖坡陡，路面狭窄。3需要解决的问题在管道安装施工需要解决以下几个问题：方案选择、管材运输、安全保障和电源选择。3.1施工方案的选择根据隧道内管道敷设的不同形式以及隧道口周围地形条件等因素，隧道内管道安装方法可分为隧道内直接组焊和隧道外预制发送两种。隧道外预制发送根据不同情况又可采取滚轮发送和轻轨发送两种。隧道外预制发送方法施工需安装辊轮或铺设轻轨、小车等暂设，并需要考虑制动装置，受工期影响，三条隧道施工时间间隔较短，轻轨等设备不能做到重复使用，投入较大。隧道内组焊需用运输小车、龙门架、导链等进行隧道内运布管，组焊后进行隧道内防腐补口。该种方法相较隧道外预制发送在运布管、组焊方面劳动强度大，且HSE管理措施要求严格，但一次性施工投入较小，隧道开凿完成交付管道安装后，即可全面展开施工。施工周期相对较短，能够满足工程工期要求。经过现场多次踏勘来看，隧道进口处山体陡峭，没有作业平台，不适于隧道外预制，隧道出口有约12m×30m狭长场地，挨着场地是陡峭的山体，如果作为管道预制场地还需考虑设置堆管场地，并考虑如何将钢管吊装到轨道上，场地较紧凑，考虑工期因素选择3.2管材运输隧道进口处施工便道陡峭，运管小车空载也不能到达隧道口，出口附近当地水泥道路蜿蜒陡峭不能供运管小车负重通行，但勉强可供运管小车空载行驶至，因此确定用吊管机将管材导运至隧道出口，再用运管小车将钢管向隧道内运送的方式解决管材运输问题。3.3安全保障由于隧道较长，空间受限，如果洞内置放采用柴油发电机供电容易发生窒息等安全事故，因此隧道内管道安装电源优选外接电源并在隧道内设置通风机保障洞内通风。3.4电源选择根据周围用电条件一般选择外电或发电机自主发电。隧道主体施工单位施工时使用外电，并在隧道进出口处各设有一台300kw变压器，经过核算可满足管道安装用电要求，因此电源选择使用外电。4施工流程前期准备开挖混凝土基础基槽前期准备开挖混凝土基础基槽临时管墩布置运管小车运布管→→管道组装焊接→防腐补口→隧道进出口管段安装→管道试压、连头→管墩浇筑、管道就位→洞口封堵。5具体措施5.1前期准备施工前需将管道混凝土支墩基槽开挖成型，之后原土回填以利于运管小车向隧道内布管。隧道内施工用电电缆布置完毕，完成施工机具改装，安全保障措施落实完毕方可进行下一施工。5.1.1施工机具准备(1)可移动式焊机小车由于隧道内布管之后通道狭窄，电焊机需放置在轮式小推车上便于移动，推车数量参考焊接工艺规程规定的焊道层数，在岷山2#隧道施工中共制作轮式小推车10个，其中8个推车上各放置一台电焊机和保护气体钢瓶，另外两台放置液化气罐。图图5.1.1-1轮式小车放置施工材料（2）龙门支架图5.1.1-2制作龙门架制作龙门支架2个用于钢管吊装就位，每个龙门架配2个10t手拉葫芦和1根20t吊装带，吊装带长度以钢管周长的1/2为宜。图5.1.1-2制作龙门架（3）移动式小型防腐喷砂车根据通道宽度，自制人力可推动的移动式小型喷砂车1台，用于隧道内防腐补口。（3）安装电力系统a.利用硅管预埋支架架设3条电缆，一条用来架设YQ2×4m236v低压照明线路和轴流风机，一条架设3×75mm2+1×16mm2动力电缆连接配电柜，配电柜每隔500m设置1个，从配电柜引出8根3×25mm2+1×10mm2动力电缆连接电焊机（电缆条数与电焊机数量一致）。隧道内每隔12m左右设置一处照明灯，照明灯需防水、防爆。同时照明与动力线应单独架设。隧道内还应配置应急照明b.各种用电设备接地及电缆线绝缘应良好，临时用电插座采用托架固定在隧道墙壁上，严禁放置在阴暗潮湿的地方，以防止触电事故的发生。c.施工现场照明电源和动力电源应独立设置，并安装漏电保护器。电缆距隧道底面高度不小于2.0m。电缆固定点要有防护绝缘设施与隧道壁绝缘。d.焊接设备可靠接地，装设漏电保护器，焊接电源线采用防水电缆，施工过程中随时检查电路绝缘情况，防止线路破损，人员触电。5.2临时管墩及布管每两个临时管墩为一组，其上放置一根钢管，临时管墩以混凝土支墩用的土建材料如砂石为主，用编织袋装填后码砌，编织袋上方铺方形枕木防止防腐层损伤，其顶面比设计标高稍高。每布置一组临时管墩后用运管小车到开进隧道，到达管墩位置后用龙门吊架将钢管吊起，运管小车撤离后再将钢管落在临时管墩上，并在管底用三角型木块固定防止滚管，钢管尽量布放的顺直，两管之间的间隙尽可能的小，以减少下道工序工作量。从实际工作效率来看，平均每小时可布放1根钢管，每天可布放12根，大概要12天完成布管工作。图5.2-1临时管墩图片图5.2-1临时管墩图片5.3管道组焊组焊可与运布管同步进行。布管到位后，采用龙门架进行管道吊装，并使用外对口器组对。管材预热应使用环型火焰加热器，以保证对管口加热均匀。组对前应清除管内杂物，保持管内、管口清洁。焊接设备采用林肯DC-400电焊机。焊接应严格按照焊接工艺规程执行。完成后，依次进行无损检测、返修、补口、补伤、管墩浇筑、管道就位等工作。将焊道周围的焊渣和铁锈清理干净，达到防腐补口施工标准要求后，开始进行防腐补口作业。5.5隧道进出口位置的管道安装隧道进出口位置有部分为地下管道，受隧道内部空间限制，运管小车无法将弯管运送到位，这部分的管道运输、组对也是工程中的难点。在岷山1#、2#、牛子岭隧道施工大体中分为两种安装方法。5.5.1隧道口有较大相对平坦的场地情况下的施工该种情况一般是上下两根弯管组对成“S”型。为便于组焊，埋地段管沟分两级开挖，第一级管沟深度以第一根弯管管端埋地深度为基础进行开挖，开挖后顺着管沟方向向外开挖出一坡道供运管小车通行，弯管运到洞内后，地面上、下各放置一台龙门吊将弯管逐步移到焊接位置进行组焊。之后按设计要求的管沟深度进行第二级管沟开挖，再用运管小车和龙门吊相互配合完成运管和组对工作。5.5.2隧道口为陡坡情况下的施工该种情况一般是上下两个弯头组对成“S”型。受地形和洞内空间限制无法用运管小车运送钢管，只能使用单斗挖掘机与龙门架相互配合完成管材的运输和组对。施工中管沟同样采用二级开挖，管材运输前需将沟内铺垫细土，弯头及钢管包覆胶皮保护防腐层，用挖掘机吊起弯头一端将弯头拖到洞内。受挖掘机起重能力的限制，需将整根直管切割成3m的短管向洞内运送。5.6管道试压隧道内管道按标准规范要求应单独进行试压。岷山2#隧道内管道安装用时12天，圆满完成了施工任务，相较隧道外预制发送方式，工期提前了18天，经测算，节约材料费200余万元。回顾施工过程，在工作细节上仍然存在不足，主要表现在：1、隧道两端管道与地下管道连接后造成两端临时管墩载荷增加，出现下沉现象