大管径钢管穿越顶管隧道的质量控制.pdf

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1、42■技术交流石20油12和年化第工15设卷备一大管径钢管穿越顶管隧道的质量控制赵勇强，李友，李海滨，刘高生(中国石油天然气管道局第三工程分公司，河南郑州451450)[摘要]对影响顶管隧道主管穿越的每一环节进行了详尽分析，提出了合理的穿越支架结构，设计了一套约束支撑滚轮相对位置的导向轨道平台，建立了穿管过程中主管在不同接触状态下的挠度方程，结合现场测量的隧道轨道高程确定了主管穿越时的具体接触状态，通过计算在确定接触状态下钢筋混凝土套管的受压状态判断主管可否顺利穿越隧道，介绍了牵引装置的设计和制作方法。[关键词]隧道穿越；大管径钢管；挠度；牵引装置；质量

2、控制常山江顶管隧道工程是西气东输二线南昌一上作井尺寸大及混凝土竖井无法拆除的情况，此处海支干线的控制性工程，此段线路全长317．5m，穿越采用竖井内组焊，组焊回拖交替进行的方案其中顶管隧道长306m，穿越层主要为鹅卵石层施工。管道内敷设采用支架式。本文主要针对如及流沙层，个别地段甚至出现大量溶洞，施工难何实现主管穿越及穿越质量控制提出方案。度极大。工程主要由西岸始发井、东岸接收井、1支架结构及安装设计顶管隧道及管道安装四部分组成，始发井垂直深1．1支架结构度15m，顶管隧道施工方采用德国大型进口顶管设本线路管线外径1016mm，管线材质为X70管备，并聘

3、请国外专家进行现场技术指导，经过几个线钢。根据主管尺寸及重量并结合设计要求，支月的奋战，顶管隧道已完成。之后施工单位面l临的架设计如下：是管道焊接及主管穿越隧道难题。针对顶管隧道操‘胤一一寸丁争牛十⋯{i__专鹫霉。{逵⋯⋯⋯⋯⋯j』④fl5毒中}P=：!蠖⋯!；-；裔量≤～：j’奇—LL图1支架结构尺寸图作者简介：赵勇强，男，河南中牟人，本科学历，工程师。现任中国石油天然气管道局第三工程分公司副经理，从事长距离大管径管施工管理工作。第10期赵勇强等大管径钢管穿越顶管隧道的质量控制．．43．材料明细表编号构件名称规格长度(咖)数量备注1管箍板700×20

4、ram1930(1610)20235一B2竖向管座lZG270-5003侧向管座4ZG270—5004滚轮200mm4ZG270—5005滚轮中200mm1ZG270—5006加筋板板65×lOmm24Q235一B7端头螺栓M20(4．8)12010双帽一垫8螺柱M42(45锻钢)400l四四垫，帽一垫，垫厚5mm9端头螺栓1d42(45锻钢)2204双帽四垫，垫厚5mm10橡胶板800×lOmm3860l1．2安装位置组装焊接前，按顺序核对焊接管材编号，确定每根管材的位置，并计算出所需管材的平均长度为11．66m，将第一个支架固定安装在第一根管材的中间

5、位置，根据管材编号顺序，按每11．66m一个支架，计算出每个支架在防腐管的具体位置，预先安装固定。管图2支架安装位置示意图通过确定每个支架在防腐管上的位置，可以确定管道穿越时，每个支架在隧道水泥套管上的位置，结合隧道内套管的高程可以得到每个支架与套管的接触情况，进而计算出不同接触下水泥套管的受力状态，最终确定套管高程分布是否符合管道穿越条件。对不符合条件的高程分布，应进行整改。2始发井导轨设计图3导轨安装示意图为保证管道穿越时管线能顺利地按照设计穿越隧道，支架滚轮应在同一条中线上，避免管道穿越中出现支撑滚轮偏离轨道的现象，使支架支撑滚轮与水泥套管充分接触

6、，必须为穿越主管搭建一条导向轨道。导向轨道见图3。导轨由lOm×2m×0．02m钢板作为导轨平台，其上表面必须水平且与水泥套管底部内表面保持相同的绝对标高，引槽由2块2m×O．3reX0．02m钢板组成，焊接至导轨平图4导轨平面布置图台，具体制作尺寸参照图4。44一●技术交流石油和化工设备一2012年第15卷当安装了支架的待焊接管由吊管机从井口3．2确定接触关系吊至导轨平面时，由操作人员调整支架角度，使在得到钢管挠度后，通过对比实际测量的隧得支架支撑滚轮落到引槽中，再沿引槽方向移动道高程数据，找出最大滚轮悬空数。在支点间滚防腐管，直至达到焊接的最佳位置。

7、经计算，现轮为单数时，只需验证最大挠度是否大于隧道高有尺寸足以保证支架滚轮始终在引槽内做直线移程差，如果挠度超过此段高程差，说明此处滚轮动，这样就可保证在穿管过程中，支架滚轮不会起到支撑作用。如果支点间滚轮数为偶数，则通出现左右偏差。过曲线关系式算出滚轮处的径向位移，再与隧道3套管内轨道高程质量控制高程差作比较。由于穿越地质条件复杂，地基沉降、提升、根据测量数据做出隧道高程断面图，其中里不平，地下水位下降，施工中振动或土质不均匀程比例为1：1，高程比例为1000：1。等因素以及现有项管技术的制约，在顶管过程中，施工缺陷不可避免，使顶出的线路偏离设计线路，

8、因此在施工前，必须评估这些顶管缺陷是否会对管道穿越产生影响。顶管隧道高程的分布不