浅析热力管线工程施工技术经验探讨

刘阳

摘  要：A热力管线工程由海淀区西翠路与玉渊潭南街交叉口到海淀区复兴路，管线全长 766.1 米，管径为 DN200-DN500。本文通过对该热力管线工程施工所积累的一些主要技术经验进行了探讨，重点包括隧道穿越地铁技术经验、隧道暗折、渐变段支护体系经验、长距离开挖洞内测量精度不足控制经验、竖井、隧道二衬混凝土施工质量控制等经验进行阐述。

关键词：西翠路;热路管线;经验

绪论

A热力管线工程-五棵松段，本工程敷设方式为暗挖通行地沟。本工程共新设固定 6 处、导向支架及滑动支墩若干。A热力管线工程-复兴路段的敷设方式：暗挖通行地沟。干线管径DN500，1-1 断面净尺寸：2.6m×2.3m;管线全长 129.5 米。本文通过对该热力管线工程施工所积累的一些主要技术经验进行了探讨，重点包括隧道穿越地铁技术经验、隧道暗折、渐变段支护体系经验、长距离开挖洞内测量精度不足控制经验、竖井、隧道二衬混凝土施工质量控制等经验进行阐述。

一、工程概况

A热力管线工程由海淀区西翠路与玉渊潭南街交叉口到海淀区复兴路，管线全长 766.1 米，管径为 DN200-DN500。其中：（1）A熱力管线工程-五棵松段：干线管径 DN500，长 613.6 米;分支管径 DN200，至西翠路道路西红线，长 23 米;总长 636.6 米。（2）A热力管线工程-复兴路段：管径 DN500，全长 129.5 米。整个工程的设计参数为热水供/回：150/90°C，设计压力为1.57MPa;安装温度-10℃。敷设方式为暗挖敷设。补偿方式采用自然补偿和波纹管补偿器补偿。保温及防腐方式为暗挖隧道和检查室内的管道和轴向波纹管补偿器采用膨胀珍珠岩瓦保温。横向波纹管补偿器采用高温玻璃棉保温，管道均采用无机富锌底漆和聚氨脂面漆防腐。

二、热力管道施工安装的步骤

1、准备工作

（1）预制滑动支架管托及钢筋混凝土支墩、固定支架构件及卡板、导向支架立柱及导向板。

（2）清理小室、隧道及地沟，达到平整畅通。

（3）在小室、隧道及地沟地面上放出结构中线和管道中心线。

（4）确定固定、导向支架的位置后，必须按设计间距和规范要求稳放滑动支墩，并按管道的坡度要求逐个复测预埋钢板表面的高程，其偏差控制在-10～0mm。

2、下管

管道进场后先对管道外观进行检查，确定无重皮、裂纹、砂眼等缺陷后方可使用。

（1）本工程采用机械吊装下管，吊装时绳索必须绑扎牢固可靠，缓慢下放，不得急速下降，以避免与小室墙壁、固定支架等碰撞。隧道内管道于竖井处下管，在隧道内用特制的小车运送，不得沿隧道纵向拖拽。

（2）管道吊装过程中要保护好管口及防腐层，到场的热机材料、半成品、成品均应按照设计及规范要求进行成品保护。

3、滑动支墩安装

（1）热机管道应从固定支架向两侧排放，并根据每根管道的实际长度在地沟内标出管道对口环形焊道位置，根据焊道位置、相关要求及设计要求的滑动支墩跨距标出滑动支墩的纵向位置。

（2）根据管道中心线确定支墩横向位置，再将此处底板进行凿毛，用水泥砂浆稳墩，达到充实饱满，并确保支墩表面预埋铁高程无误。支墩底抹 100mm 高 100mm 宽的八字角。

（3）滑动支架的滑动支座应按设计及规范要求进行偏心安装，偏移方向为管道热膨胀的反方向。滑动支架的纵向中心线与管道中心线应在同一垂直线上。

4、钢管就位

（1）钢管就位前须先将内腔粘附的杂物清除，并复查管口外形及坡口质量，不合格的管口必须修整。

（2）用专用起重机具将管子吊起，按管道中心线和坡度对好管口。

（3）对口处应垫置牢固，避免焊接时产生错位和变形，对正后沿管周以间距 400mm 左右交错进行定位点焊，每处长度 80～100mm，根部必须焊透。

（4）对口时，两管的螺旋焊缝必须错开 300mm 以上，且焊缝端部不得进行定位焊接。

（5）不得采用焊缝两侧加热延伸管道长度及夹焊金属填充物等方法对接管口。

（6）管道标高允许在支架支承焊设金属垫片来调整，垫板必须焊接牢固。

5、管道焊接

（1）主要程序：检查管口尺寸→清扫管膛→配管→确定纵向焊缝的错开位置→第一次管道找直→对口间隙尺寸→对口错口找平→第二次管道找直→定位点焊→焊接→检验→验收。

（2）管道对口：管子及管件对口前，应检查坡口的外形尺寸及坡口质量，坡口表面应整齐、光洁，不得有裂纹、锈皮、熔渣和其他影响焊接质量的杂物，不合格的管口应进行修整。

（3）管道上焊缝的位置应合理选择，使焊缝避开滑动支架、固定支架。焊接时，两管的螺旋焊缝必须错开100mm以上。

6、管道焊接

1）管道组对定位焊接焊条规格、型号符合规定（J502），焊接前将焊口两侧 10 厘米范围内的铁锈、污垢、油脂等清除干净，使钢管洁净。检查焊接设备性能是否稳定可靠;管子对口处应垫置牢固，避免在焊接过程中产生错位和变形。采用与正式焊接相同焊条，进行定位焊接，焊接时根部必须焊透;注意在管道纵向焊缝的端部不得进行定位焊，定位焊接完后，应清除渣皮进行检查，对发现的缺陷应去除后方可进行正式焊接。

2）每层焊接完成以后均应用角向磨光机清根，以确保焊接质量。焊接时应保证起弧和收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满，严禁在坡口之外的母材表面引弧和试验电流，并应防止电弧擦伤母材。

7、管道清洗

（1）管道的清洗工作于水压试验合格后进行。

（2）根据本工程工艺结构特征，采用密闭循环水力清洗的方式。

（3）清洗步骤：打开排污短管上的截止阀，关闭排水阀门——启动清洗水泵进行循环清洗，清洗时间60分钟——检查清洗水质、换水继续启泵清洗——清洗结束前，各处排气、排水阀门应打开清洗——清洗合格后，拆除清洗设备及各处连接管，清除小室、地沟内积水，填写“供热管网清洗记录”。

8、管道试运行

1）试运行具备的必要条件

土建、热机已按照设计图纸及施工规范完成施工任务。工程施工质量与验收符合《城市供热管网工程施工验收规范》的技术要求。

管道及设备的安装、保温及外露铁件防腐均满足规范要求。管道系统经强度试验及整体试压合格，管道清洗并验收合格。

2）试运行要求

管道系统的蝶阀、球阀、柱塞阀开关灵活，波纹管满足运行要求。管道、管件及设备无渗漏。固定支架无变形和位移，管道设备工作正常。在工作压力和工作温度条件下，连续 72 小时正常运行。

三、热力管线工程施工技术经验探讨

1、隧道穿越地铁隧道技术经验

主线 DN500 隧道下穿地铁 1 号线隧道，净距 7 米，2 座竖井开挖不对地铁隧道造成影响。

图1-1 复兴路段 4#、5#竖井与地铁 1 号线的位置关系图

其主要的应对措施如下：

1）进场后，需核实位置关系并征得产权单位同意，根据专业检测单位对地铁隧道检测结果及咨询评估结果，制定专项穿越风险点的施工方案和应急预案，并在获得专家许可后方可施工。

2）隧道施工时，考虑隧道暗挖施工对地铁隧道的影响，隧道施工时拟对穿越区域采取全断面深孔注浆加固。

3）在现场建立完善的监测系统，加强对地铁隧道均匀和差异沉降的观测，并编制相应的应急预案，若出现沉降预警时，立即封闭掌子面，停止施工，会同地铁施工专家进行协商，采取有效措施后方可继续施工。

4）DN500 隧道穿越地铁隧道前，采用大管棚进行超前土体棚护。

5）穿越地铁隧道前后，加密隧道格栅间距，加密纵向连接筋，加强支护措施。

6）初支施工过程中及时进行初砌背后注浆，隧道开挖时应多次补注浆，严格控制注浆压力和注浆量，保证注浆效果。

2、隧道暗折、渐变段支护体系经验

隧道涉及 4 处 90°暗折施工，以及暗做检查室由正常隧道断面逐步加宽、加深扩大至检查室大断面隧道。涉及多处隧道受力体系的转换，是隧道施工支护结构的薄弱点，容易产生地面沉降，洞内变形，支护强度不足造成隧道转角处坍塌。拟采取如下措施：

（1）渐变段连段隧道格栅三榀连做，增加支撑强度。

（2）隧道开马头门后，采用 2[20a 抱扣槽钢设一道临时竖向支撑。

隧道初衬施工在超前注浆结束后进行。隧道初衬施工采用超短台阶法，遵循“短开挖、早支护”的施工原则，由于本标段地层复杂故土方开挖时宜采用上下台阶法。并在上台阶中部保留一部分核心土，以支挡开挖面，增强稳定性。暗挖隧道土方开挖断面情况具体详见如下图（暗挖隧道土方开挖断面示意图）

开挖时在上台阶保留宽 2.0m，高 1.0m，纵向长 2.0m 左右的核心土。上下台阶间距控制

为 2.5～3.0m，以保证下台阶土体留有足够的支护力，维持掌子面土体的稳定。作业时由人

工用铁锹挖土，用小推车推至下台阶，下台阶的土再用小推车运至竖井底，用吊车提升至卸土场。隧道开挖轮廓应保证平直、圆顺，尺寸应大于隧道断面外轮廓 5cm，以便初期支护钢拱架的安装。

格栅钢构上拱要及时支撑，直墙部分落底时，要及时进行初期支护，每一榀拱架的底脚均应支垫牢固，不得座在虚土上，连接板螺栓必须全部上牢，使隧道结构封闭成环，初期支护形成整体。

3、长距离开挖洞内测量精度不足控制经验

本工程全线暗挖隧道施工，且竖井均位于隧道主线路由两侧，竖井、隧道开挖段面小，隧道单掌子面开挖距离长。洞内测量“以短边控制长边”随隧道开挖长度的延伸，测量误差成倍放大，容易造成隧道开挖线位偏位，对向开挖隧道贯通处“错台”。其应对措施如下：

（1）隧道每开挖 100 米，自路面向下打设测量孔（兼做通风孔）。测量孔直径 0.2 米，使用开孔机械自路面向下打孔至道路结构以下原土层，再使用洛阳铲竖向开挖至隧道拱顶与隧道连通。

（2）作业完成后，测量孔不对道路通行造成任何影响。可用于隧道复核量测，矫正测量误差。并且在隧道内测量孔处安装一台抽风机，可快速排除洞内焊烟。施工完成后灌注水泥砂浆封堵。

暗挖隧道施工总原则为“管超前、严注浆、短开挖、强支护、设旁站、细观察、快封闭、勤量测”。隧道施工时首先采用超前小导管预注浆加固拱顶土体，然后分上下台阶开挖土方，挖土后进行钢筋格栅+钢筋网+联结钢筋+喷混凝土+模筑钢筋混凝土内衬联合支护，在两层衬砌间设防水夹层，本标段暗挖隧道 3 个断面，具体初衬结构参数及施工工艺流程详见以下表所示：

4、竖井、隧道二衬混凝土施工质量控制经验

根据施工招标图纸和招标文件，竖井、隧道二衬混凝土量较大，工期较紧，且二衬混凝土施工又易发生质量通病的薄弱环节，因此竖井、隧道内二衬混凝土的施工质量是本工程的控制重点。其应对措施如下：

1）模板：竖井二衬模板除人孔、固定支架处配用少量木模板外，均采用“SZ”系列钢钢模、碗扣式支架。隧道二衬模板均采用定型加工钢模板及钢支架。

2）混凝土浇筑：二衬浇筑时，能否有效的克服混凝土对定型钢模板的上浮力，直接影响到二衬混凝土的质量，浇筑混凝土过程中，测量人员监测模板位置，每半小时测一次，将模板的偏移和上浮数据记录，并画出曲线图。浇筑混凝土振捣密实。

3）养护：隧道每仓混凝土浇筑完成拆模后，养护人员必须及时对混凝土进行喷水养护处理，保证混凝土面在出仓 14 天内都处于潮湿状态，采用喷雾器喷水养护，养护人员负责将每仓的养护次数、时间做好记录，保证混凝土养护得当。

结论

A热力管线工程由海淀区西翠路与玉渊潭南街交叉口到海淀区复兴路，管线全长 766.1 米，管径为 DN200-DN500。本文通过对该热力管线工程施工所积累的一些主要技术经验进行了探讨，重点包括隧道穿越地铁技术经验、隧道暗折、渐变段支护体系经验、长距离开挖洞内测量精度不足控制经验、竖井、隧道二衬混凝土施工质量控制等经验进行阐述。

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