□劉春雷 □劉長(zhǎng)垠 □袁春麗
(1河南方正水利工程咨詢(xún)有限公司;2河南省水利宣傳中心)
工程位于南陽(yáng)市境內(nèi),為南陽(yáng)市某水廠輸水線路;總長(zhǎng)2.20km,管材均為預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管,其中水廠線有1.28 km為洞挖方案,洞挖結(jié)束后,隧洞內(nèi)安裝PCCP管道。隧洞斷面設(shè)計(jì)為馬蹄形,襯砌后的標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸3.10 m×3.50 m,坡降3000:1。PCCP管道外徑2.20 m,隧洞為全斷面噴射鋼筋混凝土,轉(zhuǎn)點(diǎn)處設(shè)工作坑以便鋼制彎管安裝。
在隧洞內(nèi)安裝PCCP管道首要考慮的是運(yùn)送管道。每節(jié)管道自重15 t,確保在小斷面隧洞內(nèi)運(yùn)送、安裝PCCP管道采取哪種方法最有利于節(jié)約成本、保障工期最為關(guān)鍵。
方案一:采用新技術(shù)、新工藝的隧洞PCCP管道運(yùn)裝的馱管機(jī)。安裝工藝流程:測(cè)量放線與斷面復(fù)測(cè)→打插筋空及插筋→軌道墊板安裝調(diào)整→清基及混凝土澆筑墊層→安裝軌道→馱管車(chē)試運(yùn)轉(zhuǎn)及模型管檢查→管道吊裝→馱管車(chē)運(yùn)至安裝位置→調(diào)整待裝管中心及高程→清承插口套橡膠圈涂潤(rùn)滑劑→管道成插孔鏈接及檢查支撐加固→接頭壓水試驗(yàn)→內(nèi)壁勾縫→復(fù)測(cè)并記錄中心線、高程。實(shí)施該方案必須培訓(xùn)施工人員,并有專(zhuān)業(yè)操作人員操作牽引車(chē),馱管車(chē)設(shè)備成本費(fèi)用高。
方案二:根據(jù)本工程的特點(diǎn),只需對(duì)第一方案的牽引馱管設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化,自行制造微型雙軸四輪軌道車(chē),購(gòu)買(mǎi)液壓千斤頂、卷?yè)P(yáng)機(jī)就能滿(mǎn)足運(yùn)裝需要,設(shè)備操作簡(jiǎn)便,成本低廉。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)演練雙軸四輪軌道車(chē),工人很快掌握了運(yùn)裝技巧。因此,采取第二方案運(yùn)用于本工程的施工。
一是管道進(jìn)隧洞前,應(yīng)逐根檢查管道承插口和管材有無(wú)損壞現(xiàn)象,出現(xiàn)損壞需要修復(fù),并獲得監(jiān)理工程師同意后,方可使用。二是對(duì)承插口出現(xiàn)的飛邊,毛刺應(yīng)予以處理,以防劃破橡膠圈引起接頭滲漏。三是同時(shí)我部應(yīng)對(duì)管道的承插口尺寸(包括細(xì)部尺寸)進(jìn)行必要的檢測(cè),以免出現(xiàn)承插口局部失圓尺寸影響安裝。四是承插口橢圓度對(duì)PCCP承插口橢圓度偏大時(shí)會(huì)造成承插口配合困難,我們可以在安裝前標(biāo)出承、接口各自橢圓的長(zhǎng)短軸方向,以保證在安裝時(shí)調(diào)整承插口沿圓周方向的配合點(diǎn),減少承插口插入時(shí)配合的變形強(qiáng)度。五是安裝前還應(yīng)對(duì)橡膠圈進(jìn)行逐個(gè)檢查,橡膠圈不應(yīng)有裂縫、破損氣泡現(xiàn)象。橡膠圈應(yīng)保存在陰涼場(chǎng)所,遠(yuǎn)離燃油、汽油和其他容易損壞橡膠的物料。冬季施工時(shí),可將膠圈預(yù)先放在15~25℃的環(huán)境中保持24 h,恢復(fù)彈性后再用。
3.2.1 斷面復(fù)測(cè)
首先對(duì)隧洞斷面進(jìn)行復(fù)測(cè),根據(jù)測(cè)量成果能夠滿(mǎn)足PCCP管道在隧洞中通行需要時(shí),按照設(shè)計(jì)比降澆筑10 cm的C15混凝土墊層。
3.2.2 微型軌道車(chē)制作加工
材料選用長(zhǎng)度1 m直徑10 cm圓鋼2根,兩端進(jìn)行加工安裝壓力軸承及鋼制軌道車(chē)輪,兩側(cè)車(chē)輪保持平行用厚度3 cm寬30 cm的聯(lián)系鋼板焊接牢固。再根據(jù)PCCP管道外曲面在聯(lián)系鋼板兩側(cè)焊接托板,保證PCCP管道在軌道車(chē)上的穩(wěn)定性。
采用JM8T電控慢速大噸位卷?yè)P(yáng)機(jī),滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.12,PCCP管自重15 t,由公式f=μN(yùn)得出1800 N,電機(jī)總功率為:9 kW,由P=FV得出牽引速度為5 m/min,擬定繩速為5 m/min,鋼繩直徑為Φ31mm,容繩量500m。外觀尺寸:寬1.20m,長(zhǎng)1.60m。
第一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝在第一個(gè)轉(zhuǎn)角處,里程為F0+790.555,把卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝在PCCP管道內(nèi)部,在卷?yè)P(yáng)機(jī)底部用方木踮起保持卷?yè)P(yáng)機(jī)平衡,并在卷?yè)P(yáng)機(jī)前后用液壓裝置撐起橫承用鋼絲繩連接固定,保證其在管內(nèi)工作時(shí)穩(wěn)定。同理,第三臺(tái)第四臺(tái)分別安裝在第二、第三轉(zhuǎn)角處。第二臺(tái)安裝在二號(hào)豎井井底部,并用螺栓錨固固定。
打孔插螺栓安裝軌道、進(jìn)行調(diào)試,待軌道鋪設(shè)結(jié)束后,將兩輛四輪軌道車(chē)放置在鋪設(shè)的軌道上進(jìn)行空載運(yùn)行實(shí)驗(yàn),調(diào)整軌道能夠保障運(yùn)管順暢后,將一節(jié)PCCP管道吊放到四輪軌道車(chē)上進(jìn)行檢測(cè)直至運(yùn)行暢通為止。
在洞口外采用汽車(chē)吊吊管,用卷?yè)P(yáng)機(jī)拉進(jìn)預(yù)定安裝位置進(jìn)行PCCP管道的安裝。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐操作,每個(gè)作業(yè)班組工日完成6節(jié)(36 m)PCCP管道的運(yùn)裝作業(yè),滿(mǎn)足了管道運(yùn)裝工期要求。
一是隧洞混凝土襯砌或錨噴支護(hù)必須按照設(shè)計(jì)斷面要求施工,斷面尺寸不得小于設(shè)計(jì)尺寸,表面保持順滑,以免影響管道在隧洞內(nèi)的拉運(yùn)、卸車(chē)。二是根據(jù)設(shè)計(jì)比降處理好隧洞內(nèi)混凝土墊層,確保應(yīng)有的平整度,保障軌道安裝牢固,以防脫軌,畢竟PCCP管道每節(jié)自重較大,小斷面隧洞空間有限,二次裝運(yùn)困難較大。三是軌道、運(yùn)輸車(chē)、PCCP管道的高度之和應(yīng)小于隧洞到墊層的高度,確保管道卸車(chē)和軌道拆除的需要。四是卷?yè)P(yáng)機(jī)應(yīng)安裝牢固,具備足夠的牽引力。
在小斷面隧洞內(nèi)運(yùn)用微型雙軸四輪軌道車(chē)運(yùn)輸、安裝PCCP管道的實(shí)例,完全擺脫對(duì)馱管安裝機(jī)械的束縛,從而降低施工成本提高生產(chǎn)效率方面起到了關(guān)鍵作用。