双密封复合涂塑钢管在复杂地形的施工运用

蒋良权 封 磊

（中国水利水电第三工程局有限公司 陕西 西安 710065）

1 工程概况

乌海市甘德尔山高山草甸区域绿化灌溉工程，是一项市政绿化灌溉工程。工程主要建设任务是将黄河水抽取至甘德尔山山顶用于灌溉绿化山顶植被。工程主要施工项目有提水泵站四座，主供水管道4km，灌溉支管12.5万m，10万m2人工湖一座，绿化面积210万m2。供水主管采用DN550双密封复合涂塑钢管，沿山脚，经过山顶进入人工湖，沿途地形复杂，地质多为轻度风化岩石，随着近年乌海市降水量增大，使得山体岩石存在不稳定性。工程最复杂段为三级泵站至山顶段，此段供水管线总长310m，最大高差158m，管路沿半山腰布置，穿过山脊后进入人工湖，沿线坡度较大，地势较陡，地形复杂，施工道路难以形成，施工机械难以使用，施工难度较大。

2 工程地质、地形概况

2.1 地形地貌

甘德尔山位于黄河海勃湾水利枢纽工程库区东侧，濒临黄河，居于乌海市的中心位置，属贺兰山北部余脉。长约23km，最宽处约10km，甘德尔山主峰海拔高度约1805m，相对高差513m，南北走向。地质构造主要由构造侵蚀中低山地和剥蚀丘陵区为主，山前有堆积冲洪积扇区。

2.2 水文地质条件

随着黄河海勃湾水利枢纽蓄水发电，乌海湖湖区水面不断增大，乌海市近年降雨量明显增大，地表水年径流量分布的总趋势是：丘陵区大于平原区和山区。山区岩石裸露，地面坡度较大，径流深较大，一般在3mm～5mm。丘陵地区植被差，地面坡度较大，径流深1.5mm～3mm，宽谷沟地植被较多，地面坡度缓，其土壤多为沙壤土，径流深在1.5mm以下，个别地区沙化严重，不产生径流。

3 施工重点难点及对策

（1）三级泵站至人工湖段管线总长410m（其中三级泵站至山顶段管线长度310m），最大高差158m，施工道路难以形成，机械难以施工。此段施工采用架设钢结构滑道配以卷扬机牵引，并沿管线架设缆绳的施工方法。

（2）供水主管采用DN550双密封复合涂塑钢管，此种管材接口处采用双密封连接，设一个密封槽，一个隔热槽，内部采用柔性密封材料，外部采用焊接密封，管道焊接完成后焊缝及密封口根据规范要求，要100%检查。因此本工程密封口检测采用两种不同的检测方法对其进行检测，其中外部检测采用声波探测法，内密封口采用在原材料密封口处打眼焊接通气接口，然后采用0.3m3空压机进行打压检测。

（3）三级泵站至人工湖段管线沿山腰，穿越山顶进行布设，沿途大部分管道处于悬空布设，原设计对此段的加固方法为浇筑混凝土支墩，由于此段山体存在不稳定性，经常发生山体岩石滑落等情况，加之在后期运行过程中受水锤等因素影响，管道可能存在移位、断裂等情况，且支墩布设处为山腰部位，底部多为山体岩石风化堆积物，支墩基础极不稳定。针对此情况，工程对支墩基础进行了深度处理，先清除基础风化堆积物至岩石面，然后植入锚杆对支墩进行加固、防侧滑、倾覆处理，在管道加固方面将用于施工手段的滑道，进行二次加固、防腐处理作为管道永久性支撑体。

（4）施工作业面处于山腰部位，且地质条件较差，施工存在一定安全风险。施工过程设置专职安全员进行监护，并架设安全缆绳以此保护施工人员安全。

（5）山顶自下188m部分施工，材料自山脚运输至山顶，本段施工道路蜿蜒曲折，坡度较陡，最大坡度约为40°，材料运输困难较大。对策：本段材料运输，先采用载重汽车或拖板车将材料及设备运输至山脚下，然后采用液压反铲及装载机将材料及设备运输至山顶施工平台，利用滑道往下倒运。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

施工工艺流程如图1。

图1 施工工艺流程图

4.2 滑道制安

本段引水管线为DN550，壁厚为6mm，法兰片直径φ600，根据此数据，本次滑道设计宽度47cm，滑道材料采用Q235B矩形钢，尺寸为60mm×80mm×5mm。滑道布置沿引水管线位置布置。

图2 滑道制作立面图

图3 滑道加固立面图

4.3 管道安装

该部分管道分为两段采用不同方法施工，从山顶往下188m采用反拉，将管道从山顶拉运到下部，逐根就位并焊接，至下而上进行，就位一根，焊接一根。从山脚往上122m部分将管道从山脚往上用5t卷扬机往上拉运，至上而下进行，全部拉运就位完毕后再进行焊接。

4.4 连接焊缝质量检测

内密封检测采用在原管材密封口处焊接进气接入口，然后将空压机接到进气口处进行打压试验，若气压稳定，达到设计要求，则密封良好，若气压减低，则密封性不好，没有达到设计要求，则需要将外部焊缝切开进行二次重新对接。

外部焊缝检测采用超声波进行检测。

4.5 支墩混凝土浇筑

三级泵站至人工湖段主供水管道长510m，最大高差158m，管路沿山腰布置，穿过山脊后进入人工湖，沿线坡度较大，地势较陡，地形复杂，管道处为约0.5m～1m厚的风化岩石堆积物，下部为风化岩石，风化厚度约为1m。本段原设计采用浇筑素混凝土支墩的方法来加固管道，若采用原设计进行施工，支墩可能存在侧滑、倾覆等现象，将对管道造成较大破坏。另本段管道沿山腰布设，最大离地高度4.5m左右，管道分布蜿蜒曲折，受大风、岩石滑落、通水冲击等作用，管道整体稳定性将受到影响。

根据上述情况本段供水管道加固采用临时滑道与增加支墩混凝土锚杆相结合的方法进行。具体施工方法：原钢结构滑道支撑不进行拆除，作为本段供水管道整体结构的一部分，每个支墩混凝土增加4根锚杆，锚杆采用Φ25钢筋，长度2.5m，入岩深度2 m。并将支墩尺寸改为1.5m×1.5m，高度随管线走向确定。

混凝土浇筑分两部分进行，三级泵站以上144m，采用商品混凝土，12m3罐车拉运，人工接力入仓的施工方法。山顶以下188m，采用自拌混凝土，混凝土由JZC500型混凝土搅拌机拌制，ZL50装载机运输(运距约200m），拖泵入仓的施工方法。

5 结语

双密封复合涂塑钢管复杂地形施工技术在乌海甘德尔山高山草甸区域绿化灌溉工程中得到成功应用。由于本工程使用的材料为双密封复合涂塑钢管，此材料在施工时对涂塑层保护方面要求较高，同时对双密封口对接焊接要求也较高，所以此施工技术在本工程中的应用不但解决了施工进度、成本问题，在很大程度保证了施工质量。在本施工技术中先采用滑道作为施工辅助措施，进行管道焊接及支墩混凝土浇筑施工，然后对滑道防腐及二次加固处理，使得滑道作为管线永久支撑及主电缆支架，此技术的应用在很大程度上解决了设计对管道支撑及主电缆铺设方面的不足。此施工技术可作为类似工程施工时参考，但应根据不同的地形地貌、管材及设计要求情况作出相应的调整。陕西水利