燃气管道穿越河流抢修施工技术措施.docx

Word版本下载可任意编辑】 燃气管道穿越河流抢修施工技术措施?敷设地下燃气管道时,常需穿越河流,其施工工艺根据施工现场条件而定目前一般采用的施工方法为架空跨越和水下敷设两大类 一、架空跨越法 穿越河流的管线从水面上架空而过,适用于附近有桥梁或河流较狭窄的情况 架空跨越可分:附桥架设法、管桥法和拱管法等三种类型 1.附桥架设法 由于城市地下燃气管道一般敷设于公路旁,在穿越河流时即可依附于公路桥梁两边架设,故也称“桥管”该方法在施工中最为常见 (1)桥管安装位置桥管安装位置一般由桥梁管理部门指定一般布置如下: ①新建桥梁预留的管孔内(见图2—9—26) 图2—9—26架设在桥梁上的预留孔 ②原有桥梁无预留孔而需搁置在特制钢架上(见图2—9—27) (2)吊装荷重计算有关管道架空绕度计算参阅第三章桥管绕度的平衡安装见图2—9—28 由于钢管的吊装在离水面数十米的高空开展,与陆地上正常施工相比应增加吊装安全因素 计算最大吊件质量的方法与钢管施工同根据吊装的落点、吊机停放位置的距离,选择吊机类型为确保吊机操作时的稳定,应考虑吊臂与水平仰角为60。

吊机停放位置应选择在平整的场地,距离桥栏杆应大于一米 吊机选定后应将吊装时的总荷重与该桥梁的载荷作校核,满足下式才可施工: ∑mF时可采取加铺铁板使载荷分散或移动吊机停放位置等方法来弥补 ? 图2—9—27钢管过桥架空安装示意图 1—桥桩;2—镶接铸管;3—绝缘玻璃布沥青(离地面700毫米以上);4—支墩; 5—波形管托架;6—固定半圆环;7—波形管;8—桥栏杆;9—桥灯 (3)操作顺序桥管施工应由专人负责指挥,吊装按照先桥上后桥下的顺序开展吊装中应遵守安全规程,按预先制订的施工方案实施 ①根据挠度计算的数值,在地面平台上完成直管部分拼装焊接(跨距大的河流可分若干段) ②直管部分吊装就位时,为防止钢管扭转(特别稍带拱形的钢管),应采用“八字型”双索吊装为减少架空焊接量,吊装长度应根据吊机荷重选择最大值吊装的直管用抱箍加以固定后,方可拆掉吊装绳索较窄的河流,直管部分可以一次吊装完成较宽的河流可分若干段,在支架上拼接,但必须引放样线,使各段拼接的直管保持同心 图2—9—28较大跨距桥管绕度的平衡安装 ③除较窄的河流外,一般桥管均需安装温度补偿器。

补偿器应设置于直管部分,为水平安装补偿器的两侧钢管应设支架,或预先制作托架作支点目前桥管上广泛采用“波形补偿器” ④分别用放样线定出桥管和岸管的轴线,丈量出垂直距离,根据盘弯角度,计算出两侧引管具体尺寸,在地面平台上制作成双弯管配件(丈量方法见本章前述),然后分别吊装至桥管两端拼接 在口径较小(一般φ5300毫米以下)、长度较短(一般10米左右)的情况下,桥管和引管可在地面上拼接为整体一次吊装就位,可防止架空拼焊量,提高工效 ⑤与岸管镶接应在最后阶段开展引管的岸侧直管部份长度应大于200毫米,并砌筑混凝土根底为支点,以防桥管载重引起下沉 ⑥除锈、防腐去除钢管表面铁锈,涂二度底油漆,(大部分可预先在地面上完成)引管的埋地部分防腐应采用外包玻璃布和沥青(三油二布),并延伸至地面上20厘米 2.管桥法 当地下管穿越河流时无桥梁依附或有桥梁但无条件供管道架设时通常采用打桩、架空的穿越施工这种方法称“管桥法” (1)按照穿越管道的轴线位置定出管桥桩的定位直线,并根据设计要求确定打桩点,完成打桩管桥桩横梁上应预埋抱箍螺钉 (2)由于无桥梁依附,管道拼接将在河流某一岸开展。

由于吊机无法停靠,使吊装就位发生困难,施工中采用牵引方法将管道拖移就位因此,施工前必须在河岸选择好桥管拼接位置,并制作好“拼装平台”,在“平台”的对岸打桩(地锚),安装电动卷扬机 牵引设备的牵引力的验算式为: Q>N;N=PfK 式中Q——牵引力(牛); N——牵引载荷(牛); P——牵引管道所受的重力(牛); f——摩擦系数,钢与土壤取0.4; K——起动系数,取2 (3)在较狭的河流上施工时,一般采用移动吊装法根据测量所得尺寸在河岸“平台”上将“管桥”整体全部制作完成,两端封口,然后启动设置在对岸的牵引设备,将“管桥”移至水中,并借助于水的浮力将管桥的一端浮运至对岸,然后在两岸各设一台吊机同时协调起吊至“管桥桩”上就位,并随即用抱箍加以固定 (4)在较宽河流上施工时,由于跨度大“管桥”无法整体吊装,可采用“浮运吊装”法(见图2—9—29) 图2—9—29过河桥管浮运起吊法安装示意图 1—滚动活轮组;2—吊车;3—船吊设备;5—敷没钢管;6—驳船; 7—钢管安装座;8—钢筋混凝土管桩;9—牵引钢绳;10—吊车;11—卷扬机;12—地锚 在河岸设置操作平台,并安装滚动活轮组。

于河对岸打“地锚”,安装电动卷扬机和滚动活轮组呈一直线并选用小型驳船,在船上搭建平台,其高度与河岸平台呈同一水平(以吊装时水位计) 操作时,先将钢管吊至活轮组上组装焊接(活轮组可视现场条件设若干组),完成后运用对岸牵引设备,将已组装的钢管往对岸方向移动,并将移至河中钢管搁置于驳船平台上,并加垫块将钢管调整至水平位置,再往钢管下垫入木板或橡胶板,防止滑动然后启动卷扬机牵引钢管,利用驳船的浮力即可很方便、平稳地将钢管逐渐移动与此同时,在河岸的平台上逐段组装钢管,依次逐段开展,当桥管全部组装完成后,按图示要求运用河二岸停放的吊机,将钢管吊装至桥桩上就位如:二台吊机荷重无法承受,则可在河流中设“浮吊”配合吊装 3.拱管法 拱管法是将穿越河流的等截面钢管预制成拱形管,然后整体安装 拱管必须验算其抗弯强度,主要考虑其空间稳定性,因为风力吹动使管产生较大的扭矩空问稳定性可用对拱管的矢跨比开展验算: ? 式中f——拱管高度(米); l——拱管弯曲长度(米) 当管自重和风载较大时可采用较小的矢跨比,但温差较大地区用较大的矢跨比 为减少引管扭转应力,拱管两侧应砌筑牢固的混凝土根底并加抱箍(见图2—9—30)。

拱管跨度大,可以不必设管桥桩,但安装困难,只能在局部地区选择使用 图2—9—30拱管法安装示意图 二、水下敷设法 当穿越河流的管道因水上航道限制而无法采用架空跨越方法时,则采用“倒虹吸管”方法在河底土层中埋设穿越在水下敷设管道比架空跨越施工难度高,必须编制完整的施工方案,并报请航运部门批准和支持 1.施工准备 水下管敷设涉及到较复杂的施工技术、安全机具等问题,施工前应按照设计要求作好充分的准备工作 (1)核对施工地区河流的水文地质资料 ①测量穿越河流的水位,并了解历史最高水位 ②测定穿越点河流流速河底流速一般取河面流速的0.85~0.9 ③在河流两岸钻孔取样,了解河底的土质情况 (2)施工方法选择 ①水位较低、流速较慢、土质较好的允许封航的中小型河流宜用“围堰法”施工 ②水位较高、流速较快、没有条件封航的中小型河流可采用“浮运下沉法”施工 ③大型河流、没条件封航的中型河流可采用“顶管施工法” (3)穿越施工点确实定 ①管位在符合设计要求的前提下,穿越点应选择在河流平直、水流平缓、河底平坦、河床稳定、地质构造单一、两岸具有较宽阔漫滩,和具备操作场地的河段。

②以下地带不宜穿越沙滩或浅水滩:桥梁上游三百米,下游一百米之内的地区,船只可能停泊下锚处,沿岸建筑物和地下管线密集、无施工场地的河段 (4)施工时间的选定 根据掌握的航运资料和水文资料,将施工时间安排在雨水少、河流枯水期、航运淡季时,可减少人力、物力,增加工程的可靠性 2.河底沟槽开挖 (1)围堰法在待穿越水下管线两边,堆筑临时堤坝,阻挡水流并排除堤坝间的积水然后开沟敷管,回垫覆土此方法简单,需要设备少,但是必须在断航下施工,有一定的局限性 围堰的种类较多,常见有土围堰、草土混合堰、木排(槽钢)桩围堰和草麻袋围堰等方式详见图2—9—31 图2—9—31各种河底围堰示意图 1—石块竹笼;2—粘土草包防冲层;3—粘土草包护层;4—砂质粘土;5—石块护脚; 6—钢板;7—槽钢桩;8—土质堰体;9—满布铅丝绳:10—敷设管道;11—草(麻)包 粘性土;12—敷设管道;13—散草;14—捆草;15—粘性土壤 ①土围堰采用含有卵石的砂质粘土料堆成梯形并夯实,水流急时外层用粘土草包和石块保护,防止水流冲涮此方法简单,在流速小、河流狭窄情况较适用。

②草土混合堰由草捆与粘土相问堆压而成草呈柔性以抗水,受土荷重而密实,有很稳定的抗渗性能造价低廉、施工方便,适于水深在6米内,流速小于3米/秒的河流中围堰土和草的体积比为1:1.5左右,堰体底宽取水深4~5倍为宜 ③槽钢(木排)桩围堰用槽钢桩或木桩打入围堰两侧,间距为一米左右,入土深度视水深和流速而定围堰两侧用铁板封闭,填土夯实 由于填土量比土围堰、草土混合堰少,一般适用于水深3米、流速2米/秒的河流 ④草(麻)袋围堰在草(麻)袋中装入松散粘性土(装填量为袋容量的2/3),堆筑于围堰两侧,中间加砂质粘土适用于水深3~5米,流速为1~2米/秒,河床不透水场合用 各种围堰构筑要求详见表2—9—5 表2—9—5各种围堰构筑要求 分类 填料 顶宽(米) 边坡 临水面 背水面 土围堰 草土混合堰 草(麻)袋围堰 钢(木)桩围堰 松散粘土、砂粘土 粘性土及草 草袋、粘性土 粘性土 2~4 1~2 2~2.5 0.8~1.5 1:2~1:3 1:2~1:3 1:1~1:0.5 1:0 2:3~1:2 2:3~1:2 1:0.5~1:0.2 1:0 (2)水下开掘沟槽带水开掘河底沟槽的操作既困难,又费时,当水深超过0.7米时用人工一般无法操作,则需采用机械来开挖。

操作中必须随时测量,以防水下沟槽超深开挖方式可选用以下四种: ①拉铲开挖(见图2—9—32)拉铲是钢制的底部有齿状铲刀的铲斗,在前后系上钢丝绳经过滑轮引至卷扬机操作时启动卷扬机来回牵动拉铲开挖河底沟槽用此方法开挖沟槽.其底部成弧形,无法保持平整 图2—9—32水下拉铲开沟示意图 1—双鼓轮绞车;2—尾塔拉绳;3—竖杆;4—曳引绳;5—曳引尾绳; 6—竖杆;7—尾塔拉绳;8—拉铲 ②采用挖泥船开沟挖泥船的类型根据土质选定各类粘性土壤可选用绞吸式挖泥船,抓斗式挖泥船或轮斗式挖泥船非粘性土壤可选用吞口式挖泥船 ③采用水力吸泥器或空气吸泥器水力及空气吸泥器的作用原理和射流泵。