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双密封复合涂塑钢管施工案例一则

内蒙古乌海市甘德尔山高山草甸区域绿化灌溉工程,输水管线全长 4km,设计考虑该工程地形复杂,管线维修困难选用新型管材———复合涂塑钢管;并且接头采用双密封连接形式,避免了普通钢管焊接后管内防腐困难。针对该工程三级泵站到人工湖段地形条件,施工单位采用滑道等辅助措施,解决了复杂地形的复合涂塑钢管的施工困难。

一、工程概况
乌海市甘德尔山高山草甸区域绿化灌溉工程,是一项市政绿化灌溉工程。工程主要建设任务是将黄河水抽取至甘德尔山山顶用于灌溉绿化山顶植被。工程主要施工项目有提水泵站四座,主供水管道 4km,灌溉支管 12.5 万 m,10 万 m2人工湖一座,绿化面积 210 万 m2。供水主管采用 DN550 双密封复合涂塑钢管,沿山脚,经过山顶进入人工湖,沿途地形复杂,地质多为轻度风化岩石,随着近年乌海市降水量增大,使得山体岩石存在不稳定性。工程最复杂段为三级泵站至山顶段,此段供水管线总长 310m,最大高差 158m,管路沿半山腰布置,穿过山脊后进入人工湖,沿线坡度较大,地势较陡,地形复杂,施工道路难以形成,施工机械难以使用,施工难度较大。

二、工程地质、地形概况
2.1 地形地貌甘德尔山位于黄河海勃湾水利枢纽工程库区东侧,濒临黄河,居于乌海市的中心位置,属贺兰山北部余脉。长约 23km,最宽处约10km,甘德尔山主峰海拔高度约 1805m,相对高差 513m,南北走向。地质构造主要由构造侵蚀中低山地和剥蚀丘陵区为主,山前有堆积冲洪积扇区。2.2 水文地质条件随着黄河海勃湾水利枢纽蓄水发电,乌海湖湖区水面不断增大,乌海市近年降雨量明显增大,地表水年径流量分布的总趋势是:丘陵区大于平原区和山区。山区岩石裸露,地面坡度较大,径流深较大,一般在 3mm~5mm。丘陵地区植被差,地面坡度较大,径流深 1.5mm~3mm,宽谷沟地植被较多,地面坡度缓,其土壤多为沙壤土,径流深在 1.5mm以下,个别地区沙化严重,不产生径流。

三、施工重点难点及对策
(1)三级泵站至人工湖段管线总长 410m(其中三级泵站至山顶段管线长度 310m),最大高差 158m,施工道路难以形成,机械难以施工。此段施工采用架设钢结构滑道配以卷扬机牵引,并沿管线架设缆绳的施工方法。(2)供水主管采用 DN550 双密封复合涂塑钢管,此种管材接口处采用双密封连接,设一个密封槽,一个隔热槽,内部采用柔性密封材料,外部采用焊接密封,管道焊接完成后,焊缝及密封口根据规范要求,要 100%检查。因此本工程密封口检测采用两种不同的检测方法对其进行检测,其中外部检测采用声波过程中,启门速度 0.68 m/s,液压泵站系统压力 16.0MPa,有杆腔压力 10.0MPa,无杆腔压力1.0MPa;闭门速度 0.43m/s,液压泵站系统压力6.0MPa,有杆腔压力 8.2MPa,无杆腔压力4.8MPa;液压机及闸门运行平稳,闸门开启到检修位置,无偏移现象;48 小时闸门自动下沉量 3mm;手动、自动控制过程中,闸门开度传感数据与实测数据相差最大值 2mm;150m3/s动水试验,闸门及启闭机运行平稳,任意开度启、闭门灵活自如。更新改造后的工作弧门及液压启闭机达到设计和规范要求,满足水库泄洪能力。

四、施工工艺流程及操作要点

4.2 滑道制安本段引水管线为 DN550,壁厚为 6mm,法兰片直径 φ600,根据此数据,本次滑道设计宽度 47cm,滑道材料采用 Q235B 矩形钢,尺寸为 60mm×80mm×5mm。滑道布置沿引水管线位置布置。


4.3 管道安装该部分管道分为两段采用不同方法施工,从山顶往下 188m 采用反拉,将管道从山顶拉运到下部,逐根就位并焊接,至下而上进行,就位一根,焊接一根。从山脚往上122m 部分将管道从山脚往上用 5t 卷扬机往上拉运,至上而下进行,全部拉运就位完毕后再进行焊接。4.4 连接焊缝质量检测内密封检测采用在原管材密封口处焊接进气接入口,然后将空压机接到进气口处进行打压试验,若气压稳定,达到设计要求,则密封良好,若气压减低,则密封性不好,没有达到设计要求,则需要将外部焊缝切开进行二次重新对接。外部焊缝检测采用超声波进行检测。4.5 支墩混凝土浇筑三级泵站至人工湖段主供水管道长510m,最大高差 158m,管路沿山腰布置,穿过山脊后进入人工湖,沿线坡度较大,地势较陡,地形复杂,管道处为约 0.5m~1m 厚的风化岩石堆积物,下部为风化岩石,风化厚度约为 1m。本段原设计采用浇筑素混凝土支墩的方法来加固管道,若采用原设计进行施工,支墩可能存在侧滑、倾覆等现象,将对管道造成较大破坏。另本段管道沿山腰布设,最大离地高度 4.5m 左右,管道分布蜿蜒曲折,受大风、岩石滑落、通水冲击等作用,管道整体稳定性将受到影响。根据上述情况本段供水管道加固采用临时滑道与增加支墩混凝土锚杆相结合的方法进行。具体施工方法:原钢结构滑道支撑不进行拆除,作为本段供水管道整体结构的一部分,每个支墩混凝土增加 4 根锚杆,锚杆采用 Φ25 钢筋,长度 2.5m,入岩深度 2m。并将支墩尺寸改为 1.5m×1.5m,高度随管线走向确定。混凝土浇筑分两部分进行,三级泵站以上 144m,采用商品混凝土,12m3罐车拉运,人工接力入仓的施工方法。山顶以下188m,采用自拌混凝土,混凝土由 JZC500型混凝土搅拌机拌制,ZL50 装载机运输(运距约 200m),拖泵入仓的施工方法。