海水压力管道改迁施工技术研究

2018-03-05

中国水能及电气化 2018年1期

(中铁十八局第一工程有限公司，河北涿州 072750)

1 工程概况

育秀东路站为厦门市轨道交通2号线中间站，位于湖滨北路与育秀东路交叉路口，轨道沿湖滨北路东西向敷设。站址北侧以居住、商业用地为主，南侧为筼筜湖。海水压力管道改迁工程是在地铁施工的基础上进行合理改迁，海水压力管道分为6期进行迁改。第一期海水改迁对应站体围挡一期,一期施工围挡为避让站体将育秀东路交叉口d1400海水压力管道改迁至站体东侧。

2 工程地质条件

场地内岩土层自上而下依次分为素填土、粉质黏土、粗砂、残积砂质黏性土、全风化花岗岩、中等风化花岗岩、微风化花岗岩。岩土层中素填土特征如下：灰褐、红褐、灰黄色，松散—稍密状，稍湿，成分主要以黏性土及石英砂颗粒为主，含少量碎块石、砖块等，顶部30～60cm一般为沥青混凝土路面或人行道面砖及垫层。海水压力管迁改工程开挖范围内岩土层自上而下依次为杂填土、淤泥。

3 海水压力管道改迁施工技术

3.1 新旧管道接头处理

新旧管道接头处理首先要对旧海水压力管位置进行确定，对接头弯管角度进行确定，准备好尺寸符合标准的三通弯头。旧管位置的确定通过人工进行探管，两个工人进行施工大约需要3天(见下图)。围挡大小为6m×6m，探沟顶面和地面的尺寸分别为4.37m×2.3m、0.5m×3.5m。

接头处探管示意图(单位：m)

通过三通弯头完成新旧管道的连接，进行拼接时关闭旧管阀门，并在距离端头约60cm的位置设置6cm的小孔共2个，分别连接两台水泵，将压力管内的水抽出，抽水完成后从小孔处将压力管截断，装上提前准备好的三通接头。为减少三通接头安装工序，使用法兰盘进行安装。整个过程需要36h，压力管阀门必须全程关闭。

3.2 管道拆除

拆除管道时，优先选择机械拆除。当受到实际条件限制，不能进行机械拆除时，应选择人工拆除。

对管道拆除产生的建筑残渣要及时打扫，维护施工现场的卫生及安全。对施工区进行围挡并设立警示牌，保证施工安全。管道拆除损坏的路基不能过长时间暴露，要尽快完成对损坏路基的修补，以免遇到雨天造成结构不稳定。

3.3 海水压力管道施工流程

3.3.1 施工前期准备

要点：施工组成员与技术指导对施工技术进行沟通，对施工方案、内容、顺序、进程、技术以及安全问题等进行全面了解；对安装的钢管要求进行质量验收，具备合格证明，记录各项参数的检验结果；完成钢管的测量后，将高程点及里程点等控制点放至相应位置，并进行校准；完成对钢管运输轨道的安装后进行质量验收；准备好起重锚点和运输台车；调试施工设备，使其处于良好的状态，同时准备好电力系统等能源供应。

3.3.2 钢管清口

钢管清口时，先对其外表面与管口相距25mm左右处的泥土、浮锈等大颗粒污染物用钢丝刷进行清洗。规定管口钝边、坡口角度的焊接标准范围分别为1～1.60mm和30°～35°，遇到不达标钢管，对其进行修整。

对钢管接口要彻底清洁，将管内灰尘、铁锈等杂质清理干净。

3.3.3 钢管组对

钢管组对的第一步是对管口再次进行质量验收，尤其是钢管下部，检查结果符合标准后开始进行钢管组对。弯管起点和始装节安装里程偏差上限分别为10mm、5mm。始装节管子的端部要求垂直，垂直偏差上限为3mm。连接PCCP的管节中心允许最大偏差为5mm；连接岔管的弯管起点管口及管节的中心允许最大偏差为10mm，其余管允许最大偏差为20mm。

组对的钢管在符合外部标准的前提下对其周长进行检查，为了顺利对口，进行组对的两个钢管周长差不大于3mm。检查中若发现钢管周长差值过大影响正常组对，应由现场监理签字，建立台账。

进行钢管组对的场地基本要求为：温度在5℃以上，相对空气湿度小于85%，照明条件好，且要避免风、雨、尘土干扰。

安装完成后，要对至少2对直径进行测量，确保相互垂直两直径差值不大于30mm。

3.3.4 焊接标准

钢管焊接作业的工人必须通过《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》(GB 50236—2011)或《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》(国质检锅[2002]109号)的考试，并依据取得的相应证书进行该项目的焊接操作[1]。

对焊接坡口的切割可使用氧-乙炔焰，通过砂轮对表面由于氧化产生的污垢进行打磨。组装焊件前对焊接口进行彻底清洁，清洁标准为可见到金属光泽；焊接使用手工电弧焊进行，焊接过程参考图纸，并选用J422焊条进行Q235A钢之间的焊接，焊条提前在150℃干燥箱烘烤1h，烘烤完成后放置在100～200℃的恒温箱中备用。进行焊接的环境标准为：风速不超过8m/s；相对空气湿度不大于90%；不能淋雨，或雨天采取有效防护，比如降低湿度——对待焊部位使用氧-乙炔火焰进行烘烤；防水、降低风速——搭建防护棚等。

钢管焊接前，焊接人员需对待焊部位的清理情况和焊件的质量进行反复检查，若不符合标准，需经整改全部达标才能进行焊接施工；参考表1进行焊条电弧焊的焊接电流选择，仰焊、立焊时电流可低于平焊时电流的10%。

表1 焊条与电流匹配参数

对坡口底层进行焊接时最好选择小直径的焊条，作业时应按照标准来执行，不能随意更改焊接顺序和工艺。

定位焊的施工人员必须要有焊工证书，进行点焊采用的材料要和正式焊接所使用的材料一致，点焊最短为20mm，最高位置为设计焊缝厚的2/3处，间距应适中。点焊若是出现气孔、裂纹等现象，需对其进行清理，然后再次进行焊接[2-3]。

进行T型接头角位置的焊接，一定要在两端进行引出板、引弧板的设置，坡口的型式和材料选择参照被焊物，与其保持一致，引出板、引弧板的尺寸规格为：宽不小于5mm，长不小于6mm，焊缝的引出长度最少为25mm。完成焊接后，对引出板、引弧板等卡具进行火焰割除，并进行磨平处理，注意卡具的去除要使用火焰进行割除，不允许使用锤子进行击落。

为了使焊接效果更好，焊接时的顺序为：先进行约束力大处的焊接，后进行约束力小处的焊接，以此达到减小形变的目的；进行多层焊时，错开层间接头；针对较隐蔽的位置，依据施工图的要求对该位置进行相应的图层处理，完成前期处理工作即可继续组对；焊接工作完成后，进行相关收尾工作，对飞溅物、熔渣等进行清理，检查合格后，进行此项作业的焊工需将本人代号打在焊缝周围；焊接时焊缝高度按照图纸标注的进行，未标出部分的焊脚高度不能小于焊件的最薄处[4]。

焊接完成后的焊缝处应该平滑美观，焊接产生的飞溅物和焊渣应该清理干净，且不能出现裂纹、弧坑、焊瘤以及气孔等瑕疵(具体外观要求见表2)。

表2 焊缝外观质量要求

注δ为较薄件的厚度。

3.3.5 钢管件及接口防腐

焊接完成后，经检验合格，即可进行防腐处理。

管外壁防腐：手工对钢管进行除锈，或者使用环保喷砂达Ra2.5级。

管内壁防腐：手工对钢管内壁进行除锈，或者使用环保喷砂达Ra2.5级；对表面进行100μm防腐涂料的喷涂；再次进行500μm无溶剂环氧重防腐涂料的喷涂。

内外壁喷涂：对管道内壁、外壁进行喷涂时使用Spray Shield进行结构性喷涂。钢管表面厚度为3mm，进行防腐喷涂前，首先要对其进行预处理。进行预处理必须先要对表面进行彻底清洁，将焊渣、油脂、焊接飞溅物等清理干净。对内壁的防腐要在其表面进行超厚浆型环氧沥青漆的涂刷，底漆、面漆的厚度分别为250μm和250μm。对钢管表面进行预处理时，在环缝两边分别预留100mm的空隙不进行涂刷，其他地方的喷涂应用小型高压喷涂机完成。在钢管外壁进行泥浆涂刷，尽量使泥浆均匀，并进行保养。由于油漆的易燃性和略微的有害物质含量，在施工时一定要注意通风、防火。防腐处理后的钢管放置在安全区域，避免涂层受到剐蹭，远离高温等不利影响因素。再次喷涂要等到表面相对湿度下降至70%后进行，并且喷枪的走向应和上一层垂直，交叉覆盖钢管表面受到涂料的部分[5]。

3.3.6 通水试验及验收

整个施工流程全部完成后，进行通水试验。在试验前，要对管道进行清洁和消毒，保证管道内部干净。

竣工验收：海水压力管改迁施工整体完成后，施工单位提出工程验收申请并提交相关资料。由监理上报，得到发包人的批准，即可进行竣工验收。