天津市滨海新区供水工程PCCP管道安装施工组织设计方案比选

袁建新，孙燕，张松涛

（1.天津市水利勘测设计院，天津300204：2.海河水利委员会海河下游管理局，天津300061）

天津市滨海新区供水工程PCCP管道安装施工组织设计方案比选

袁建新1，孙燕1，张松涛2

（1.天津市水利勘测设计院，天津300204：2.海河水利委员会海河下游管理局，天津300061）

现代工程施工机械化水平越来越先进，管道安装的施工工艺越来越成熟，形式也越来越多样化。针对天津市滨海新区供水工程对PCCP管道安装的施工组织设计方案进行比选。

管道安装；施工组织设计；方案比选；供水工程

1 工程概况

天津市滨海新区供水工程输水管线全长约38 km，主要功能是将南水北调中线原水从天津干线末端输送到滨海新区内的南水北调中线受水区，向天津市滨海新区提供城市用水，促进地区社会经济的可持续发展。

2 管材型式

本工程使用的管材主要为预应力钢筒混凝土管（PCCP），特殊地段采用钢管替代。PCCP管是在带钢筒的混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝并作水泥砂浆保护层而制成的管材，是一种由钢筒、钢丝和混凝土制成的复合管材。

单管长度一般为5 m，工作压力通常为0.4～2.0 MPa。

管道接口采用钢质承插口，以胶圈止水，密封性好。由于钢质承插口与内部钢筒焊接，作用类同钢管，其组合韧性高。另外，采用承插口形式，对地基不均匀沉降有一定的适应性，抗震性能好。

3 管道吊装

3.1 管道吊装方案比选

本工程的地形条件主要为海积平原，地层中主要为粉土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土、黏土、粉砂和淤泥质黏土。本工程区地下水埋深一般1.0～2.0 m，输水管道顶部埋深一般在3.0 m左右。因此，本工程输水管线均位于地下水水位以下，基坑开挖前要采取基坑降水措施。

本工程管道的主要管材为双排DN2200 mm的PCCP管道。管道单节长度5.0 m，运输最大宽度2 640 mm，单节管道最大重量约16.2 t。PCCP管道的运输及安装难度较大，是本工程施工的难点之一。这里，笔者对移动式起重机和门式起重机两个PCCP管道吊装方案进行比选。

方案1：半挂车运输，移动式起重机吊管安装。移动式起重机从挂车上卸管并吊运至沟槽内进行管道安装，插口用手动倒链葫芦拉进承口。

方案2：半挂车运输，槽底龙门吊卸管，简易门机安装。挂车运输PCCP管至槽底，由布置在基坑内的门式起重机从半挂车上卸管，并吊运至沟槽内排管、布管。管道安装采用自制的钢架式简易龙门吊吊装，用倒链葫芦吊对，插口以倒链葫芦拉进承口。

方案1采用移动式起重机直接进行管道安装，沟槽内可以不修施工辅道，沟槽底宽满足管道安装即可。但沟槽顶部一侧需要修建临时施工道路，以满足移动式起重机作业要求。此方案基坑作业断面较小，移动式起重机机动灵活，施工效率较高。但由于起重机械位于基坑上口边缘，对基坑边坡稳定要求较高。方案2采用门式起重机将管道吊卸到沟槽内，因此在基坑内需修建一条施工辅道，以满足半挂车通行，基坑作业断面较大，土方工程量及临时堆土占地也相应较大。即使基坑内不设置施工道路，管道下基坑则需要半挂车倒向下坡、槽底运输、门机卸管、空车经槽底和坡道出槽等环节，大大降低了工程的施工效率。同时，本工程基坑所处地层以粉质黏土、黏土和淤泥质黏土为主，且输水管线位于地下水水位以下，在完成基坑降水措施后需要增加基坑底部的硬化措施，以满足半挂车通行要求。

综上所述，方案1比方案2施工占地小，征地费用低。同时，方案1的管道运输次数少，施工效率较高。虽然起重机械位于基坑上部，施工安全性降低，但通过在履带吊车下铺垫钢板或型钢等方式，可以大大降低吊装机械的接地比压，能够满足边坡稳定要求。

因此，本工程PCCP管道安装采用方案1。

3.2 管道吊装施工机械

本工程管线施工时，先沿沟槽一侧修建一条施工辅道。安装现场采用移动式起重机从临时堆管场地吊运管道至基槽内（局部施工区狭窄地段可直接从拖车上吊运管道施工），人工配合移动式起重机进行下管安装。移动式起重机在基槽边将管道吊下基槽，距基槽上口边线应至少间隔2 m的距离，以避免边坡坍塌。

管道特性及移动式起重机选配，见表1。

表1 管道特性及移动式起重机选配

经计算，管道吊装的最大水平距离约17.0 m，单节重量约16.2 t，最大起重力矩为3 672 kN·m。查履带式起重机的性能表，最大起重量为100 t的履带式起重机可以满足本工程的PCCP管道吊装要求。起重所用钢丝绳选用6×37+1型钢丝绳，截面直径为26 mm，钢丝直径为1.2 mm。根据管材的特性，吊装孔是两个对称的圆孔，管道吊装采用平衡梁一侧加倒链葫芦进行吊装，构成三点达到吊装的平衡以便于管道的吊装，其中倒链葫芦的作用是控制管节的平衡点和安装时对接口的方便。

由于起重机自重较大，其要求的地基承载力过高，需要在履带式起重机行走的基础上铺设专用走板（用钢板和槽钢焊接而成，以增加履带与基础的接触面积）进行重力分散，减少对地基的压力。走板要有足够的强度，以保证在承受履带式起重机自重及其负载情况下的安全稳定。

4 注意问题

（1）下管前，应先检查管节的外观和防腐层，合格后方可下管。

（2）管道安装前，管节应逐根测量、编号，宜选用管径相差最小的管节组对。

（3）下管采用人工配合吊车进行。下管时吊车将管道吊下基槽，吊车距基槽上口边线应至少间隔2 m的距离，以避免边坡坍塌。

（4）吊车在架空线路附近作业时，其安全距离应符合电业管理部门的规定。

（5）起吊及搬运管材、配件时，对于法兰盘面等，均应采取保护措施，以防损坏。吊装闸阀的配件，不得将钢丝绳捆绑在操作轮及螺栓孔上。

TV511;TV682+.2

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1004-7328（2014）04-0063-02

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.04.022

2014-03-10

袁建新（1980-），男，工程师，主要从事水利工程设计工作。