微型轨道车在小断面隧洞安装PCCP管道中的应用

2015-08-15刘春雷刘长垠袁春丽

河南水利与南水北调 2015年18期

□刘春雷 □刘长垠 □袁春丽

（1河南方正水利工程咨询有限公司；2河南省水利宣传中心）

1 工程概况

工程位于南阳市境内，为南阳市某水厂输水线路；总长2.20km，管材均为预应力钢筒混凝土管，其中水厂线有1.28 km为洞挖方案，洞挖结束后，隧洞内安装PCCP管道。隧洞断面设计为马蹄形，衬砌后的标准断面尺寸3.10 m×3.50 m，坡降3000:1。PCCP管道外径2.20 m，隧洞为全断面喷射钢筋混凝土，转点处设工作坑以便钢制弯管安装。

2 方案比选

在隧洞内安装PCCP管道首要考虑的是运送管道。每节管道自重15 t，确保在小断面隧洞内运送、安装PCCP管道采取哪种方法最有利于节约成本、保障工期最为关键。

方案一：采用新技术、新工艺的隧洞PCCP管道运装的驮管机。安装工艺流程：测量放线与断面复测→打插筋空及插筋→轨道垫板安装调整→清基及混凝土浇筑垫层→安装轨道→驮管车试运转及模型管检查→管道吊装→驮管车运至安装位置→调整待装管中心及高程→清承插口套橡胶圈涂润滑剂→管道成插孔链接及检查支撑加固→接头压水试验→内壁勾缝→复测并记录中心线、高程。实施该方案必须培训施工人员，并有专业操作人员操作牵引车，驮管车设备成本费用高。

方案二：根据本工程的特点，只需对第一方案的牵引驮管设备进行优化，自行制造微型双轴四轮轨道车，购买液压千斤顶、卷扬机就能满足运装需要，设备操作简便，成本低廉。经过现场演练双轴四轮轨道车，工人很快掌握了运装技巧。因此，采取第二方案运用于本工程的施工。

3 方案实施

3.1 安装准备工作

一是管道进隧洞前，应逐根检查管道承插口和管材有无损坏现象，出现损坏需要修复，并获得监理工程师同意后，方可使用。二是对承插口出现的飞边，毛刺应予以处理，以防划破橡胶圈引起接头渗漏。三是同时我部应对管道的承插口尺寸（包括细部尺寸）进行必要的检测，以免出现承插口局部失圆尺寸影响安装。四是承插口椭圆度对PCCP承插口椭圆度偏大时会造成承插口配合困难，我们可以在安装前标出承、接口各自椭圆的长短轴方向，以保证在安装时调整承插口沿圆周方向的配合点，减少承插口插入时配合的变形强度。五是安装前还应对橡胶圈进行逐个检查，橡胶圈不应有裂缝、破损气泡现象。橡胶圈应保存在阴凉场所，远离燃油、汽油和其他容易损坏橡胶的物料。冬季施工时，可将胶圈预先放在15～25℃的环境中保持24 h，恢复弹性后再用。

3.2 管道在隧洞内运输

3.2.1 断面复测

首先对隧洞断面进行复测，根据测量成果能够满足PCCP管道在隧洞中通行需要时，按照设计比降浇筑10 cm的C15混凝土垫层。

3.2.2 微型轨道车制作加工

材料选用长度1 m直径10 cm圆钢2根，两端进行加工安装压力轴承及钢制轨道车轮，两侧车轮保持平行用厚度3 cm宽30 cm的联系钢板焊接牢固。再根据PCCP管道外曲面在联系钢板两侧焊接托板，保证PCCP管道在轨道车上的稳定性。

3.3 牵引设备安装说明

采用JM8T电控慢速大吨位卷扬机，滑动摩擦系数为0.12，PCCP管自重15 t，由公式f=μN得出1800 N，电机总功率为：9 kW，由P=FV得出牵引速度为5 m/min，拟定绳速为5 m/min，钢绳直径为Φ31mm，容绳量500m。外观尺寸：宽1.20m，长1.60m。

第一台卷扬机安装在第一个转角处，里程为F0+790.555，把卷扬机安装在PCCP管道内部，在卷扬机底部用方木踮起保持卷扬机平衡，并在卷扬机前后用液压装置撑起横承用钢丝绳连接固定，保证其在管内工作时稳定。同理，第三台第四台分别安装在第二、第三转角处。第二台安装在二号竖井井底部，并用螺栓锚固固定。

3.4 轨道安装

打孔插螺栓安装轨道、进行调试，待轨道铺设结束后，将两辆四轮轨道车放置在铺设的轨道上进行空载运行实验，调整轨道能够保障运管顺畅后，将一节PCCP管道吊放到四轮轨道车上进行检测直至运行畅通为止。

3.5 运装管道

在洞口外采用汽车吊吊管，用卷扬机拉进预定安装位置进行PCCP管道的安装。经过现场实践操作，每个作业班组工日完成6节（36 m）PCCP管道的运装作业，满足了管道运装工期要求。

4 采用轨道车运输管道应注意的事项

一是隧洞混凝土衬砌或锚喷支护必须按照设计断面要求施工，断面尺寸不得小于设计尺寸，表面保持顺滑，以免影响管道在隧洞内的拉运、卸车。二是根据设计比降处理好隧洞内混凝土垫层，确保应有的平整度，保障轨道安装牢固，以防脱轨，毕竟PCCP管道每节自重较大，小断面隧洞空间有限，二次装运困难较大。三是轨道、运输车、PCCP管道的高度之和应小于隧洞到垫层的高度，确保管道卸车和轨道拆除的需要。四是卷扬机应安装牢固，具备足够的牵引力。