中石化股份有限公司天津分公司水务部 天津 300271
摘要:随着天津公司地上、地下装置、设施日益增多,地下管网、电力电缆等日益复杂,新建地下管线开挖敷设施工难度、费用逐年增加。非开挖拉管施工技术成熟、高效、经济性好,非开挖拉管施工得以广泛应用。本文从业主方角度出发,结合石化公司装置特点,从保护既有设施安全,新建管道质量控制和方便后期维护等方面进行分析,以便拉管施工安全、高效的应用。
关键字:非开挖;拉管;质量;维护
1.引言
随着地上、地下设施日益增多,传统开挖埋管施工工艺有较大受限,特别是新增管道穿越重要道路、河流、地下设施时应用开挖埋管施工工艺施工难度大,且基坑维护、障碍切改、噪音治理、环境保护、绿化恢复等方面的施工费用较高。非开挖拉管施工具有施工高效、便捷、经济性高、进度快、环境影响小等优势。在保证既有设施安全的情况下,应用非开挖拉管工艺施工是解决传统开挖埋管施工困难的优选方案。
石化企业地上装置、设施,地下管网、通讯、电力等设施是各装置生命线,既有设施损毁对石化装置安全、生产会造成重大影响,有较大风险。为此,本文从业主方角度出发,结合石化公司装置特点,从保护既有设施安全,新建管道质量控制和方便后期维护等方面进行分析,以便拉管施工安全、高效得以应用。
2.应用选择及要求
非开挖拉管是通过定向钻机钻孔、分级扩孔、回拖管道的方法实现非开挖准确铺管的施工。非开挖拉管施工属地下暗挖施工,施工作业安全有一定风险;另外,管道焊接、外层防腐、管道内洁等质量需严格控制;第三,拉管施工的工作管一般曲线拖拉敷设,且深埋较深,容易造成管道淤堵且维修困难。为此,合理应用拉管施工技术,保证拉管施工作业安全和施工质量,同时考虑后期维护的可行性是选取拉管施工的重要因素。
从业主方的角度,主要考虑以下六个方面:
1.应用开挖埋管施工工艺有较大困难或费用较高,如:穿越不可断交的道路、穿越铁路,穿越较大河流,穿越建构筑物施工难度大或基坑维护、障碍切改、噪音治理、环境保护、绿化恢复措施费用较高时,可考虑应用拉管施工工艺替代开挖埋管施工工艺。
2.经调研,详尽掌握拉管区域地下、地上既有设施资料,能够保证拉管施工作业安全,具备非开挖拉管施工作业条件。
3.新铺管道在保证工作性能同时,具有一定的挠性和必要的抗拉强度,外层(或外防腐层)具有一定抗磨性能,可以满足拖拉强度要求。
4.工作管道为压力流管道时,在保证地上、地下设施安全的前提下,尽可能浅拉,且管道平直,能保证管道后期维护需求。
5.工作管道为重力流管道时,拉管控制精度能够保证管道坡度设计要求,保证管道较好的重力流,防止后期淤堵。
6.穿越重要道路、河流、地上设施时,做好既有设施的沉降观测,必要时同时拖拉保护套管,防止因管道破损造成地上设施损毁。
3.拉管施工作业
拉管施工作业按照阶段划分为前期准备、拉管施工和后期管理,拉管施工流程图如图1。
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图1拉管施工流程图
3.1前期准备
拉管施工前期准备,主要包括人员、机具、材料、方案、环境等几个方面的准备。前期准备是制定科学、合理、安全的拉管方案的基础,是保证拉管施工作业安全的前提,前期准备流程。
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图2前期准备流程
3.1.1现场环境确认
现场环境确认需对拉管作业区地上、地下设施进行详尽的调查,必要时应辅以智能探测或人工探挖。需确认的主要内容有:(1)对地形、地质进行确认,如:土质、水文、既往回填等;(2)对地下设施进行确认,如:管网、沟槽、电力、通信等;(3)对地上设施进行确认,如:建构筑物、道路、河流等;(4)其它定向钻孔工作区域的障碍。现场环境确认。
3.1.2复测地平高程
因地质变化、既往回填和后期建设等原因,需复测拉管区域实际高程,为拉管实施阶段地面导向仪确定参考基础点,从而保证导向钻孔作业能够按照规划路由完成作业
3.1.3确定拉管路由及平面布置
根据现场环境确认情况、高程,确定拉管路由,按照现场条件确定平面布置图,包括:拉管机占位、工作坑、接收坑、预制材料区,泥浆制备区等。
3.1.4确定地面监测点及控制参数
按照拉管路由、高程确定地面监测点位及控制参数,在实施阶段按照点位和参数控制定向钻机按规划路由钻进,从而保证安全避障并实现较理想的铺设路由。
充分、严谨的前期准备为制作拉管施工方案提供原始资料,科学、合理、安全、高效的拉管方案是防范安全事故、降低作业风险、实现拉管作业的前提,实施阶段严格按照方案组织施工是完成拉管作业的重要环节。
3.2过程管控
实施阶段,项目部需严格按照既定方案落实施工管理,确保作业安全;另一方面,需做好质量管控,从而保证拖拉工作管的施工质量;第三,做好施工资料收集、整理和现场标识。实施阶段管控要点主要有以下五个方面:
1.焊接质量控制:钢制管道,按焊接评定进行焊接,焊接完成后分段打压,不具备分段打压条件的可辅以无损检测查验焊口质量;HDPE管道,按照电热熔施工标准焊接,焊接完成后分段打压,目视查验焊口熔接质量,待焊口自然冷却后方可拖拉施工。
2.防腐质量控制:钢制管道外防腐选用具有较高抗磨性的防腐材料,建议直管段选用3PE防腐,焊口选用3PE热缩套防腐,电火花仪检验防腐质量,待防腐层自然冷却后方可拖拉施工。
3.管道内洁控制:管道预制时注意管道内洁控制,拖拉作业前内洁检查,确认内洁合格后进行拖拉施工。
4.管道路由控制:导向钻孔时,随时用地面控向仪跟踪、监测钻头深度和方向,特别是测控点的深度和方向控制,并同步完成实际路由图的绘制。
5.施工资料完善:定向钻孔作业时,做好管道位置标识,必要时设置管道位置标识桩。
3.3后期管理
拉管施工作业时,结合地面控向仪收集、整理管道的路由、高程等现场资料。设计方按照实际拉管路由完善设计图纸,保证资料与现场一致性,方便业主方的后期维检修工作的顺利进行。
4.结论
非开挖拉管工艺在不开挖土方或少开挖土方情况下实现管道敷设,降低了劳动强度,同时提高了工作效率,且经济性好,环境影响小,具有很好的应用推广价值。实际应用中,业主单位需在施工准备、风险识别和安全、质量管控等方面加强管理,从而高效的完成拉管施工作业。
参考文献:
【1】王沁,非开挖拉管技术在市政排水施工中的应用,中国设备工程,2018.12(下)-0216-02
【2】屈庆国,非开挖拉管技术在市政排水施工中的应用论述,科技与创新,2095-6835 2016(14)-0140-01
【作者简介】周晓同(1979-),男,2003年7月毕业于天津职业技术师范学院机械制造与工艺专业。现在中国石化股份有限公司天津分公司水务部从事工程项目管理工作,高级工程师。