1,2.中国石油管道局工程有限公司第三工程分公司 河南郑州 451450
摘要：九龙江钻爆隧道是西三线东段控制性工程之一，由于隧道竖井内径小、竖井深，穿越长度长，管道安装成为施工中的重点和难点，安全有效、保质保量、如期的完成九龙江隧道施工，体现了管道三公司对项目业主管理目标的承诺，本中主要从隧道内管道安装、竖井内管道安装、竖井钢支撑安装三个方面简要介绍了九龙江隧道管道安装中采用的可行有效的技术方法。
关键词：深竖井；隧道；管道安装；钢支撑
1.平巷段管道施工
施工难点：九龙江隧道竖井直径9m（单根管长11m-12m之间），平巷段洞身Ⅲ级围岩处净断面尺寸为3.3m（宽）×3.15m（高），Ⅴ级围岩处净断面尺寸为3m（宽）×3m（高），隧道上部为拱形，隧道内操作空间狭小，需解决管材入井、隧道内运布管、组对焊接防腐、冷弯管施工等难点。
1.1管材入井
管材为D1016×26.2mm直缝管，单根管重约7.67t，因九龙江隧道穿越采用“竖井+不规则U字坡+竖井”方案，两侧竖井深且内径9m，经反复模拟计算单根管长（以12m计）无法平稳顺至井底，为此需要将标准长度12m管材一分为二，切割后管材长度保证6m、重量为3.83t。
管材吊装入井时在竖井上方设置1台20t重龙门行吊，可满足管材垂直吊放入井，吊装时在专业起重人员指挥下进行。
1.2运布管方案
隧道内运布管采用特制的托运小车和隧道内组对龙门吊相结合的方法，管材入井前用设置在竖井上方的20t龙门行吊将运管车、龙门吊先行稳吊放于井底（西岸），并将焊接组对龙门吊布置就位至隧道另一端（东岸）。
运管车在管材入井处井底就位，车尾面向洞口，待龙门起重机将单根钢管顺至运管车上之后，运管车倒入隧道内，直到把钢管运到隧道另一端，然后用2台隧道专用龙门架将钢管从运管车吊起，运管车开走，组对车将吊起的钢管放置在临时设置的支墩上进行组对焊接施工，运管车开出隧道后重新装管、运管、卸管，如此往复完成隧道内管道运布管。
1.3组对焊接、防腐方案
1）组对焊接
隧道内管道均安装在带钢滑动支座的钢筋混凝土支墩上，设置了63个支墩，支墩间距18m，要求支墩离管道焊缝间距大于1m。为此在隧道内焊接前沿管道安装轴线设置了临时支墩，位置错开混凝土支墩预留位置，每根管材下方用麻袋（装细沙）满墩设置2处，墩高超过管道中心以上，因隧道内有两处人字坡，考虑管道安装稳定性，以每100m设置一个通墩，保证组对完成后管道的稳定性，防止施工过程中发生转管、管道下滑等事故。
2）管道防腐
隧道采用管材防腐等级均为高温加强级，受有限空间作业和隧道环境限制，隧道内管口喷砂除锈采用手工或动力工具的方式进行补口部位的表面处理，除锈等级达到GB/T8923.1规定的St3级，锚纹深度不超过50μm。
隧道内管道补口采用粘弹体胶带+聚丙烯冷缠带进行补口。粘弹体胶带带宽100mm，粘弹体胶带之间搭接率为10%，粘弹体胶带与3LPE 防腐层的搭接宽度≥75mm。聚丙烯冷缠带带宽100mm，胶带之间搭接率为50～55%，聚丙烯冷缠带与3LPE 防腐层的搭接宽度≥150mm。
隧道竖井内热煨弯管与平巷段直管段之间的环焊缝先采用压敏胶型热收缩带补口，热收缩带补口完毕后再缠绕聚丙烯冷缠带，以便将热煨弯管端部的双层熔结环氧粉末涂层裸露部分密封。
2.竖井管道施工
隧道出入口采用大落差竖井，西岸竖井深度为41m，东岸竖井深度为38m，竖井内各采用两个大角度弯头返平至地面，经计算九龙江隧道西岸、东岸竖井内管道自重分别为30t、28t，由于竖井直径为9m，竖井管道呈“S”型，场外预制后无法一次性吊装就位，需要解决竖井内管道安装、平巷段碰死口问题。
2.1竖井内管道安装方案
隧道竖井内管道安装采用“分段预制+分段吊装+碰死口”的方式进行安装，场外预制后，经无损检测、防腐补口、补伤合格后，分段吊装入井，底部与隧道平巷管道对接，上部通过竖井壁上设置的预留孔洞反至地面，最后在两预制段之间进行连头作业。（见图12）
2.2竖井内管道吊装
1）分段预制
场外管段预制根据竖井深度放样出安装尺寸，采用1根大角度弯头（90°）与直管段对接的方式，分别预制成“『”型 和“』”型，管段焊接及无损检测合格后，及时进行防腐补口、补伤作业。
2）吊装机具选择
经计算九龙江隧道西岸、东岸竖井内管道自重分别为30t、28t，分段预制后，各段自重分别为15t、14t，考虑立管自重、动载荷系数、吊装高度、起重机自身性能等安全因素后，通过计算吊装载荷隧道东、西两岸选用1台70T吊车吊装下井，可满足入井需要。
3）井上管段施工工艺同长输管道一般线路施工工艺相同，采用挖掘机进行竖井外侧主线路段管沟的开挖，便于竖井内预制管段安装完成后，井上连头施工的顺利进行及满足管道埋深的要求。
3.竖井钢桁架安装
九龙江隧道竖井东西岸竖井内设置了7座钢支撑安装于竖井壁上，竖井钢桁架总重40.3t，材料规格选用及数量使用参照表1。
表1：竖井内钢桁架构件、材料表
为了优化出更好的施工方案，项目部各部室、施工机组展开了讨论研究，议题就是要充分考虑施工进度、安全，排除干扰制定出更优的施工方案，并进行比选，最终采取的方案是竖井钢平台工厂化预制、结合竖井内管道分段吊装法同时进行。
4.隧道试压
九龙江隧道管道总体成“U”字型走向，东西岸竖井分别深38m、41m，且竖井内各安装2个90°大角度弯头（见图1），考虑隧道落差大、弯头多等复杂因素，分析了隧道清管、测径施工中可能会产生的质量风险，清管、测径时清管器通过Ⅰ段后由于落差大及清管器自重的影响在Ⅱ段撞击弯头或者通过Ⅲ段后在向Ⅳ段运行上升阶段由于后端推力不够，清管器倒退回Ⅲ段撞击弯头，这样会产生两种质量风险。
1）清管球撞击损伤弯头 2）撞击导致测径板变形
图1：清管测径示意图
试压前为了预防、排除可能导致上述两种风险的产生，经上报监理、业主同意，采用了先行试压，试压合格后再清管测径的方案，隧道测径与试压后推水同时进行，相当于在清管球前建立了背压，清管器运行速度可控，不会撞击Ⅱ、Ⅲ段弯头。
在九龙江隧道试压完成后，试压机组开始从隧道东岸往隧道西岸方向推水测径，测径球到达西岸后在监理、运行监管小组见证下，经检查测径板无变形、褶皱等缺陷，测径合格。
5.小结
在经历了充分的准备工作后，九龙江隧道管道安装3个月内完成了全部的施工任务，施工过程中安全风险始终处于可控状态，管道安装完成后经无损检测、电火花检漏、通球试压检验合格率为100%，不仅在安全上规避了风险，质量上有保证，同时极大的保障了业主投产目标的实现。
论文作者:肖新锋1,孙艳科2
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/18
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