缩短大口径球墨铸铁管承插安装时间探析

孙文慧，陈 爽，相 国

（山东临沂水利工程总公司，山东 临沂 276000）

临沂市第二水源项目输水管道工程全长49.4 km，主要包括输水工程和净水厂、清水管网工程，工程建设规模为20 万t/d，建成后将与临沂城30 万t 供水工程实现连通对接，供水范围覆盖整个市辖5 区，重点惠及兰山西部城区、罗庄区、高新区等区域。本公司承建输水管道长近14 km，施工战线长，工期210 d。建设主要内容包含输水管道工程及输水隧洞两大部分。输水管道工程采用地下埋设有压管道重力流输水至拟建水厂，其中桩号0+000-9+000 段为三管布置，桩号9+000之后双管布置。输水管道为DN1200 球墨铸铁管道，局部取用TPEP 防腐Dg1220×14 mm 钢管。与普通钢管相比，防腐性能优异、延展性能好、安装简易是球墨铸铁管的显著特点。调查分析得知，按照现阶段施工方法及现有设备，本次管道主体工程完工时间超过计划竣工日期，结合后期需要改善问题，严重影响临沂市供水需求。

1 管道安装流程

目前球墨铸铁管有两种连接方式，法兰连接和承插连接。承插连接又分为T 型管安装和K 型机械接口安装。临沂市第二水源项目输水管道工程球墨铸铁管安装主要采用T 型管承插连接。管道安装流程：施工准备→检查管道→吊运铺设、管道稳固→管道承插口清理→上胶圈→安装机具设备→手拉葫芦拉紧使之插入承插口→检查→垃圾清理。

2 管道安装现状调查及原因分析

利用项目部现有的仪器分别在桩号K1+000-K1+060、K2+000-K2+060、K5+000-K5+060、K8+000-K8+060、K11+000-K11+060 设置试验段进行球墨铸铁管道承插对接相应施工工序时长调查分析。目前管道承插口安装工序时间平均为14.0 min/节，结合市场调查信息，与类似项目进行横向对比，青龙河河道综合整治工程项目及兰陵县会宝岭水库城乡供水项目中，管道设计管径，长度及重量等管道参数大于第二水源输水管道项目，平均单节球墨铸铁管道安装时间最小为15.82 min/节，管道承插口安装工序时间最小为8.9 min/节。通过管道承插对接相应施工工序时间偏差排列图（见图1）可以看出，球墨铸铁管道承插对接施工工序时长累计偏差最大6.9 min，其中管道承插口安装工序时间偏差值为5.1 min，占管道安装总时间偏差值的73.91%。管道承插口安装工序时间长是影响大口径承插式球墨铸铁管道单节安装时间主要症结。

小组从人机料法环测6 个方面分析，对相关末端原因进行验证后得出导致“球墨铸铁管道承插口安装工序时间低”的主要原因是：人工手拉链条用力不均；胶圈材质硬度大、摩擦力大；管道起吊点位置不准确。

图1 管道承插对接相应施工工序时间偏差值排列图

3 施工对策

3.1 改变手拉葫芦支配系统结构

未改进前，在手拉链条的内侧有一个棘轮棘爪机构，人工手拉链条带动齿轮旋转，很容易因为不同施工人员操作造成导向轮挤压链条打结、卡链，改进后由两对平滑自锁的夹钳，像两只钢爪一样交替夹紧，代替原来棘轮棘爪，直线运动达到牵引作用。通过带动结构由手拉链条改为夹钳、增加旋转手柄措施，倒链拉进平均时间提高了3.42 min/节，球墨铸铁管道承插口安装工序中手拉葫芦拉进平均时间3.24 min/节，缩短球墨铸铁管道承插口安装工序时间为10.58 min/节。

3.2 更换新型STD 型胶圈及在承插口涂抹润滑油

通过以上两个措施减小胶圈材料硬度、摩擦力后，缩短管道承插口胶圈安装时间为1.3 min/节，胶圈安装平均时间提高了1.4 min/节，缩短管道承插口安装工序时间12.6 min/节。

3.3 管道起吊点位置确定

通过力学计算，两吊点对称布置在构件中心的两侧时，吊点距离构件端部0.207 L 时位置最为合理。管道承插口安装工序时采用吊车提升管道，先将管道吊离地面5 cm 左右，在管道左右摇摆的时候慢慢稳钩对准插口与承口管道中心线（管道轴线偏差值不大于5 cm），手动倒链将管道插口推入上支管道的承口。

4 实施效果检查

在实施阶段随机抽取了50 节管道对各工序安装时长进行测量，球墨铸铁管道承插口相应施工工序对策验证时长详见表1。

表1 中所示平均单节球墨铸铁管道承插口对接安装工序时间为7.04 min/节，较原来的14.0 min/节，缩短时长近50%。平均单节承插式球墨铸铁管道安装时长经计算为14.54 min。

表1 管道承插口对接相应施工工序对策验证时长调查表

5 效益总结

由于球墨铸铁管道主体安装提前完成，项目部管理费、施工现场机械费、人工费等施工成本极大降低。除经济效益突出外，许家崖水库作为临沂市的第二水源地，惠及人口数百万人。许家崖水库向城乡工业供水转变，在临沂市国民经济发展中的地位将逐步提高。费县第二水源输水管道提早进入运营期，能及早发挥社会效益，对临沂及费县供水有重要意义。

6 结 语

结合现场实际，通过采用新型STD 型胶圈及改变手拉葫芦支配系统结构等措施，将缩短大口径承插式球墨铸铁管道单节安装时间，在保证管道安装质量的同时，大幅提高了球墨铸铁管道安装效率。将本次球墨铸铁管道安装施工所采取的多方面措施以及方法归纳总结，作为项目长期管理措施写入项目管理计划，为今后同类工程项目的施工提供参考和指导。