复杂工况应急补水跨巨岩段管道安装技术研究

何 飞， 梁明培

(四川港航建设工程有限公司， 四川成都 610000)

山区地段敷设补水输送管道时，由于沿线地形起伏较大、表面岩石不规则出露、遍布陡坡长坡、河谷纵横、道路崎岖，不像在平原地带施工可修建供大型机械施工的便道和作业带，给管道安装带来巨大挑战，尤其是管径较大时则难度更大。在水网和山区地带，架设管道的重点不能仅考虑优化安装装备，同时要改进施工方法等，要因地制宜地施工。

针对应急补水在跨巨岩段的复杂工况下的管道安装和设计，在实际工作中所遇到的问题，本文有针对性地提出了对于复杂工况下应急补水跨巨岩段的管道安装施工的具体办法。该技术有效地解决了跨巨石段施工的难题，与其他山区管道施工方法相比，既降低了施工难度，简单又经济可行，提高了施工效率，降低了成本。

1 工程概况与施工技术原理

营山县幸福水库应急补水工程线路起于绿水镇浮山村，止于幸福水库，设计起点桩号为K0+000，设计终点桩号为K6+600.354，全长约6.6 km。管线大部分采用明挖法施工，跨巨岩部分采用桥管，局部埋深较深处采用顶管。管道一般埋深约1～3 m，拟采用直径1 000 mm钢管。主要工程量如下：取水管道安装合计6 600 m，其中顶管5段，共447 m，跨巨岩段1段，共204 m。

跨巨岩段的管道架设采用跨地形陡峻巨岩段管道架空安装技术、后浇包管凝土定型化模板体系，采用浇筑镇墩，镇墩上设有钢板止推环，用于卡紧管道，不使用大型起吊设备，同时可有效保证管道安装稳固。在跨巨岩段管道运输过程中采用跨巨岩段管道岩固轨道运管技术，在两端浇筑布置卷扬机地锚和转向滑轮的地锚，利用卷扬机和安装的运输轨道上拉到安装位置，利用预埋锚筋进行运输轨道的安装，简单又经济可行，降低了施工难度，节省了材料及人工费用。在埋管狭窄段施工过程中采用管槽内轨道运管安装技术，在转弯点的位置管槽两侧进行扩挖，对管槽两侧不能进行扩挖的转弯点位置设置2个门型吊装架辅助进行钢管及台车的转弯，克服地形条件带来的障碍，提高了施工效率。在管道连接施工过程中采用基于标高可调式管道安装支撑架跨巨岩段快速接管技术，该技术可根据地形标高来调控安装支撑架，支撑架可实现快速安装和拆除。复杂工况应急补水跨巨岩段管道安装施工图如图1、图2所示。

2 工艺流程与操作要点

2.1 施工工艺流程

复杂工况应急补水跨巨岩段管道安装施工工艺流程如图3所示。

2.2 测量放样

参照建设方和设计图纸所提供的测量控制点，管道沿线应加密，再放样管道中线，中心桩每隔20 m布设一个。

2.3 支墩和镇墩施工

(1)基础开挖。跨越巨岩段支墩和镇墩基础，由于位于整体砂岩上，用破碎法开挖。

(2)支墩、镇墩施工流程。测量放样→钢筋绑扎→墩身模板安装→混凝土浇筑→养护及验收。

(3)墩身模板安装。跨越巨岩段镇墩基础由于位于整体砂岩上，用破碎法开挖，先浇筑首期镇墩混凝土，然后安装后置插入式搁置框板，安装定型化铰接围合模板，管道穿过钢板止推环后进行后浇包管混凝土浇筑。

2.4 地锚预埋及卷扬机安装

分别在跨巨岩两端以及中部附近浇筑布置卷扬机地锚和转向滑轮的地锚，地锚抗拔强度应满足10 t卷扬机的要求。

2.5 锚杆预埋

在跨巨岩段之间每隔2 000 mm打一组锚筋，每组锚筋由4根φ30 mm的螺纹钢组成，每根长度为1 000 mm，埋入岩石约为800 mm，露出地面约200 mm长度，并对每根锚筋进行灌浆固定。

2.6 轨道安装加固

利用预埋锚筋进行运输轨道的安装，轨道采用24 kg级别的轻轨，轨道的安装高程略低于钢管的安装高程；轨道必须与预埋板、预埋锚筋进行纵向和横向可靠固定。

图1 复杂工况应急补水跨巨岩段管道安装施工一

图2 复杂工况应急补水跨巨岩段管道安装施工二

图3 复杂工况应急补水跨巨岩段管道安装施工工艺流程

2.7 管道运输安装

在跨巨岩段安装运输轨道进行钢管运输，跨巨岩两端以及中部附近浇筑布置卷扬机地锚和转向滑轮的地锚，地锚抗拔强度应满足10 t卷扬机的要求。在施工道路处用25 t汽车吊进行钢管的进管；利用卷扬机和安装的运输轨道将钢管拉到安装位置。为了便于本工程钢管的运输，特自制钢管运输台车作为钢管运输的工具。

2.8 管道定位节安装加固

钢管先从镇墩2处定位安装，钢管到位后，其里程及中心和高程采用千斤顶调整，满足要求后利用4组门型架焊接加固。为了保证此节钢管定位正确，4组门型架与钢管一起固定在镇墩2内，设置门型架时注意不能超过镇墩2的范围。

钢管定位正确并固定后可浇筑镇墩2的包管混凝土。然后依次将其两侧的钢管安装到位，钢管的里程及中心和高程采用千斤顶调整，合格后进行法兰螺栓连接或焊接。再制作门型托架进行各节钢管的加固或直接把钢管与运输轨道进行焊接加固。

2.9 埋管狭窄段钢管安装施工

在挖好的钢管管槽内铺上槽钢，并在槽钢上铺上钢板和轻轨，再利用卷扬机牵引钢管到安装位置，并且在管槽转弯较大的桩号点布置一组门型吊装架，进行钢管运输过程中的转向。

钢管管槽及垫层检查验收合格后，[25a槽钢铺设在管槽垫层上，按1 000 mm的槽钢间距布设，2片20 mm×150 mm×300 mm的钢板焊在槽钢上方，24 kg级别的轻轨铺在钢板上，并固定焊接，轻轨间距为700 mm。轨道安装示意图见图4。

(a)横向视图

(b)纵向视图图4 轨道安装示意

埋管狭窄段存在许多个转弯点，为了钢管的运输能顺利通过，需要在转弯点的位置管槽两侧进行扩挖。对管槽两侧不能进行扩挖的转弯点位置设置2个门型吊装架辅助进行钢管及台车的转弯。

3 结束语

营山县幸福水库应急补水工程跨巨岩段管道安装施工过程中所采用的技术，避免了使用大型起吊设备，有效解决了跨岩地区管道安装的技术难题，综合成本较低，经济效益明显，节约成本约14 %，推进了跨岩段管道安装施工技术的进步。