穿越G102国道混凝土套管钢管施工方案分析

摘 要：混凝土套管钢管施工工艺多应用于主干道、路面承载力较大的工程中，但是需要依据现场施工条件确定管道的尺寸。该工艺操作便捷，施工效率突出。本文结合实例进行分析，首先介绍了工程的实际情况，其次总结了工程施工方案，然后对施工注意事项进行论述，以供参考。

关键词：混凝土套管；承载力；钢筋

1 引言

在供水管道工程施工中混凝土套管顶进施工结构，包括内管与外管，外管与内管之间设置有底座；底座位于外管内的底部，下端为与外管的内径相匹配的弧形结构、上端设置有与内管的外径相匹配的梯形凹槽。当路面承载力较大，管道穿越时采用了混凝土套管施工。

2 工程实例

辽西北供水工程（三段）管道建安工程三标钢管安装施工范围为GC64+108.68～GC64+468.634，长度为359.954m。其中穿越G102国道为4排DN4000混凝土套管（套管安装由专业施工队伍施工），内穿φ3220（外径）钢管，钢管布置型式为并排4根，两管中心的距离为15.0m，钢管设计压力1.6Mp，穿越套管钢管中心高程为81.827m，原地面高程为88.051m。

3 穿越G102国道混凝土套管钢管施工方案

本工程钢管由业主提供，并由其他承包商负责从制管厂运输至施工现场，主要采用平板车将钢管运输至安装工作面，后采用一台130t汽车吊，进行钢管卸装。钢管的安装方法采取由套管内一端向另一端拉动施工的方法。即首先在下游侧将两节钢管焊接完成，无损检测合格后再进行外防腐处理，后利用安装于上游侧的10T卷扬机牵引，经过套管内已安装轨道将已焊接、防腐处理的钢管拉动一定长度（每次拉动长度为1节钢管的长度），如此反复焊接、牵引，直至套管内所有钢管安装到位。

3.1 前期准备

穿越G102国道的混凝土套管需全部安装结束，且内缝已处理完成，并已具备安装钢管条件；现场施工道路满足运管车和130T汽车吊等设备的工作条件；根据招标文件、设计图纸要求编写施工方案和各种技术类文件，依照业主、监理审批通过后的施工方案和各种技术类文件，对现场施工人员进行技术交底；及时组织钢管牵引设备（卷扬机）、焊接设备、焊接检查等设备的采购、进场与安装调试工作；钢管进场验收：按照水利水电工程质量规定，钢管进场后按下表進行验收，对质量达不到要求的钢管，通知厂家对不合格钢管进行处理；测量放样：参照施工设计图纸提供的数据，计算每节钢管的安装控制点的坐标值，根据GPS一期控制网点，按照测量规范的要求，建立钢管安装控制网，然后根据钢管安装要求，布置钢管安装控制点。样点的放设主要采用TC2003全站仪和水准仪等仪器联合测放。

3.2 施工要点

3.2.1 钢管拉动轨道、运输小车、卷扬机安装

考虑到不能直接在混凝土套管进行膨胀螺栓施工，首先在混凝土套管内部底部58°的范围内进行一期混凝土浇筑并预埋锚筋，一期混凝土浇筑高度为120mm，锚筋布置型式为单排2组，1组2根，前后间距为500mm。一期混凝土浇筑完成后，钢管轨道布设于混凝土套管底部22°的范围内，轨道采用2根L100×63×6的角钢沿管道轴向分节制安而成，轨道间距664mm；轨道之间采用40×4mm角钢焊接、间距为500mm，施工时将锚筋、加固角铁与轨道焊接结实。轨道安装完成并验收合格后进行二期混凝土浇筑，浇筑高度为128mm。

与钢管接触面采用运输小车，每节钢管下放置2个运输小车，每个运输小车由四个行车轮和10#槽钢骨架（800mm×650mm×100mm）组成，钢管安装轨道与运输小车布置示意图见图1。

卷扬机和导向滑轮基础混凝土位于GC64+183.000位置，基础结构尺寸为40m（长）×3m（宽）×3m（深），混凝土顶部高程为80.075m，混凝土分两次浇筑，先浇筑垫层混凝土，厚度为0.2m，第二次浇筑至高程80.075m。待混凝土强度要求达到后，进行卷扬机、导向滑轮、动滑轮组安装。

3.2.2 钢管接收、吊装

第一，钢管接收。钢管被运输至施工现场后，依据程序进行验收。验收合格后，采用130t汽车吊进行卸管。施工中，尽量一次将钢管卸放到堆管位置，不具备条件时，按要求摆放。管道装卸时，始终保持轻装、轻放的原则[1]。钢管吊装采用双点兜身吊。吊具采用30T吊带，避免起吊索具的坚硬部位碰损管件及保护层。第二，吊装。钢管摆放至最佳吊装位置：作业前必须核实钢管的位置已处于起重设备的工作半径范围内；钢管采取平卧摆放；挂吊带：钢管平卧放正后，以12m钢管两端管口为基准点，选择距离管口3m位置处挂30T吊带，不得采用钢丝绳进行吊装，防止破坏钢管外壁防腐层表面；吊装钢管至操作平台：当钢管稳定后吊离地面20cm，检查各吊点及吊索具，起吊后使钢管中心线调整对准轨道中心线，然后平稳落钩，当钢管离到轨道高50～80cm时即停车，用溜绳旋转钢管对准轨道，然后慢慢落钩至运输小车上。

3.2.3 钢管入沟槽、就位

用130t汽车吊将吊起的钢管小心地运送到管道设计位置或已经装妥的管道处，准备安装、对接。当管件移动时，为防止对接处碰撞，移动管件应缓慢操作（平稳的移动）[2]。混凝土套管内钢管焊接放置于GC64+288.086处进行施工，首先将第一节钢管4/5放置到套管内轨道上部运输小车上，在第一节钢管最前端、内侧底部30°范围处左右两侧各焊接吊耳一块，用于固定钢丝绳，随后即开始进行第一节钢管和跟后钢管进行对接压缝，在压缝过程中注意控制错牙和环缝间隙。

3.2.4 钢管焊接

环缝焊接需由多个焊工相互协作、对称焊接，采用多层多道焊的模式，对于环缝，需逐条处理，需注意的是管壁上不得焊接临时支撑或者是脚踏板等构件。直径大于600mm的钢管在焊接时需采用双面焊接，在单侧焊接结束后进行全面清洗和充分打磨。多层焊的层间接头需相互交错，每条焊缝应当一次性完成，若处于某种原因中断，则需要采取相应的防雷措施，在重新焊接前对表面进行清理[3]。

在拆卸引、熄弧板时不得损坏木材，拆除后需要将残余焊疤膜打磨平整，与母材表面处于同一水平。焊接结束后对焊接质量进行检查，一、二类焊缝自检合格后在焊缝附近用钢印打上工号，并做好记录。

4 施工注意事项

4.1 测量放样

依据施工设计图纸提供的数据信息对每节钢管安装控制点的坐标值进行计算。依据GPS一期控制网点和测量的相关要求，建立相应的钢管安装控制网。然后依据钢管的安装要求对钢管安装控制点进行合理布设。样点的放设主要采用TC2003全站仪和水准仪等仪器联合测放，所有测量仪器达到测量规范要求并经国家认可的检测部门校正。

4.2 钢管焊接

钢管纵缝、凑合节合拢环焊为Ⅰ类焊缝；环缝、加劲环、支撑环及其管壁间的角焊缝为Ⅱ类焊缝；不属于一、二类焊缝的其他焊缝为Ⅲ类焊缝。焊缝检验人员验收时必须严格按照焊缝等级类别要求进行验收。钢管纵向焊缝、凑合节合拢环焊、环焊缝及弯管对接焊缝采用手工电焊条焊接。碳弧气刨采用镀铜圆形碳棒，直径选用φ8mm。电焊条必须烘烤发放，并放置在保温筒内，随用随取。

5 结束语

综上，供水工程中在穿公路、河道、大型建筑中，为了能够承受施工上方足够的承载力，一般采取混凝土套管钢管作业。混凝土套管钢管不但施工工艺简单，而且大大增加了管道作业的安全性和承载力，延长管道的使用寿命，在运行中方便检查和维修，具有极高的实用价值的优点。

参考文献：

[1] 黄远超，杨忠军.套管中狭窄空间安装预应力钢筒混凝土管施工技术[J].施工技术，2012（17）：100～102.

[2] 刘志勇.混凝土排水管道套管的顶管施工[J].图书情报导刊，2012（8）：146～148.

[3] 侯庆雷，王江峰.南水北调配套工程顶管施工技术研究[J].华北水利水电大学学报（自然科学版），2015（1）：21～24.

作者简介：

杨文（1987—），男，本科，工程师，主要从事：市政工程及水利水电工程方面工作。