袁建新，孫燕，張松濤

（1.天津市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，天津300204：2.海河水利委員會(huì)海河下游管理局，天津300061）

天津市濱海新區(qū)供水工程PCCP管道安裝施工組織設(shè)計(jì)方案比選

袁建新1，孫燕1，張松濤2

（1.天津市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，天津300204：2.海河水利委員會(huì)海河下游管理局，天津300061）

現(xiàn)代工程施工機(jī)械化水平越來(lái)越先進(jìn)，管道安裝的施工工藝越來(lái)越成熟，形式也越來(lái)越多樣化。針對(duì)天津市濱海新區(qū)供水工程對(duì)PCCP管道安裝的施工組織設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選。

管道安裝；施工組織設(shè)計(jì)；方案比選；供水工程

1 工程概況

天津市濱海新區(qū)供水工程輸水管線全長(zhǎng)約38 km，主要功能是將南水北調(diào)中線原水從天津干線末端輸送到濱海新區(qū)內(nèi)的南水北調(diào)中線受水區(qū)，向天津市濱海新區(qū)提供城市用水，促進(jìn)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2 管材型式

本工程使用的管材主要為預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP），特殊地段采用鋼管替代。PCCP管是在帶鋼筒的混凝土管芯上纏繞環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲并作水泥砂漿保護(hù)層而制成的管材，是一種由鋼筒、鋼絲和混凝土制成的復(fù)合管材。

單管長(zhǎng)度一般為5 m，工作壓力通常為0.4～2.0 MPa。

管道接口采用鋼質(zhì)承插口，以膠圈止水，密封性好。由于鋼質(zhì)承插口與內(nèi)部鋼筒焊接，作用類(lèi)同鋼管，其組合韌性高。另外，采用承插口形式，對(duì)地基不均勻沉降有一定的適應(yīng)性，抗震性能好。

3 管道吊裝

3.1 管道吊裝方案比選

本工程的地形條件主要為海積平原，地層中主要為粉土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、黏土、粉砂和淤泥質(zhì)黏土。本工程區(qū)地下水埋深一般1.0～2.0 m，輸水管道頂部埋深一般在3.0 m左右。因此，本工程輸水管線均位于地下水水位以下，基坑開(kāi)挖前要采取基坑降水措施。

本工程管道的主要管材為雙排DN2200 mm的PCCP管道。管道單節(jié)長(zhǎng)度5.0 m，運(yùn)輸最大寬度2 640 mm，單節(jié)管道最大重量約16.2 t。PCCP管道的運(yùn)輸及安裝難度較大，是本工程施工的難點(diǎn)之一。這里，筆者對(duì)移動(dòng)式起重機(jī)和門(mén)式起重機(jī)兩個(gè)PCCP管道吊裝方案進(jìn)行比選。

方案1：半掛車(chē)運(yùn)輸，移動(dòng)式起重機(jī)吊管安裝。移動(dòng)式起重機(jī)從掛車(chē)上卸管并吊運(yùn)至溝槽內(nèi)進(jìn)行管道安裝，插口用手動(dòng)倒鏈葫蘆拉進(jìn)承口。

方案2：半掛車(chē)運(yùn)輸，槽底龍門(mén)吊卸管，簡(jiǎn)易門(mén)機(jī)安裝。掛車(chē)運(yùn)輸PCCP管至槽底，由布置在基坑內(nèi)的門(mén)式起重機(jī)從半掛車(chē)上卸管，并吊運(yùn)至溝槽內(nèi)排管、布管。管道安裝采用自制的鋼架式簡(jiǎn)易龍門(mén)吊吊裝，用倒鏈葫蘆吊對(duì)，插口以倒鏈葫蘆拉進(jìn)承口。

方案1采用移動(dòng)式起重機(jī)直接進(jìn)行管道安裝，溝槽內(nèi)可以不修施工輔道，溝槽底寬滿足管道安裝即可。但溝槽頂部一側(cè)需要修建臨時(shí)施工道路，以滿足移動(dòng)式起重機(jī)作業(yè)要求。此方案基坑作業(yè)斷面較小，移動(dòng)式起重機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，施工效率較高。但由于起重機(jī)械位于基坑上口邊緣，對(duì)基坑邊坡穩(wěn)定要求較高。方案2采用門(mén)式起重機(jī)將管道吊卸到溝槽內(nèi)，因此在基坑內(nèi)需修建一條施工輔道，以滿足半掛車(chē)通行，基坑作業(yè)斷面較大，土方工程量及臨時(shí)堆土占地也相應(yīng)較大。即使基坑內(nèi)不設(shè)置施工道路，管道下基坑則需要半掛車(chē)倒向下坡、槽底運(yùn)輸、門(mén)機(jī)卸管、空車(chē)經(jīng)槽底和坡道出槽等環(huán)節(jié)，大大降低了工程的施工效率。同時(shí)，本工程基坑所處地層以粉質(zhì)黏土、黏土和淤泥質(zhì)黏土為主，且輸水管線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，以滿足半掛車(chē)通行要求。

綜上所述，方案1比方案2施工占地小，征地費(fèi)用低。同時(shí)，方案1的管道運(yùn)輸次數(shù)少，施工效率較高。雖然起重機(jī)械位于基坑上部，施工安全性降低，但通過(guò)在履帶吊車(chē)下鋪墊鋼板或型鋼等方式，可以大大降低吊裝機(jī)械的接地比壓，能夠滿足邊坡穩(wěn)定要求。

因此，本工程PCCP管道安裝采用方案1。

3.2 管道吊裝施工機(jī)械

本工程管線施工時(shí)，先沿溝槽一側(cè)修建一條施工輔道。安裝現(xiàn)場(chǎng)采用移動(dòng)式起重機(jī)從臨時(shí)堆管場(chǎng)地吊運(yùn)管道至基槽內(nèi)（局部施工區(qū)狹窄地段可直接從拖車(chē)上吊運(yùn)管道施工），人工配合移動(dòng)式起重機(jī)進(jìn)行下管安裝。移動(dòng)式起重機(jī)在基槽邊將管道吊下基槽，距基槽上口邊線應(yīng)至少間隔2 m的距離，以避免邊坡坍塌。

管道特性及移動(dòng)式起重機(jī)選配，見(jiàn)表1。

表1 管道特性及移動(dòng)式起重機(jī)選配

經(jīng)計(jì)算，管道吊裝的最大水平距離約17.0 m，單節(jié)重量約16.2 t，最大起重力矩為3 672 kN·m。查履帶式起重機(jī)的性能表，最大起重量為100 t的履帶式起重機(jī)可以滿足本工程的PCCP管道吊裝要求。起重所用鋼絲繩選用6×37+1型鋼絲繩，截面直徑為26 mm，鋼絲直徑為1.2 mm。根據(jù)管材的特性，吊裝孔是兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的圓孔，管道吊裝采用平衡梁一側(cè)加倒鏈葫蘆進(jìn)行吊裝，構(gòu)成三點(diǎn)達(dá)到吊裝的平衡以便于管道的吊裝，其中倒鏈葫蘆的作用是控制管節(jié)的平衡點(diǎn)和安裝時(shí)對(duì)接口的方便。

由于起重機(jī)自重較大，其要求的地基承載力過(guò)高，需要在履帶式起重機(jī)行走的基礎(chǔ)上鋪設(shè)專(zhuān)用走板（用鋼板和槽鋼焊接而成，以增加履帶與基礎(chǔ)的接觸面積）進(jìn)行重力分散，減少對(duì)地基的壓力。走板要有足夠的強(qiáng)度，以保證在承受履帶式起重機(jī)自重及其負(fù)載情況下的安全穩(wěn)定。

4 注意問(wèn)題

（1）下管前，應(yīng)先檢查管節(jié)的外觀和防腐層，合格后方可下管。

（2）管道安裝前，管節(jié)應(yīng)逐根測(cè)量、編號(hào)，宜選用管徑相差最小的管節(jié)組對(duì)。

（3）下管采用人工配合吊車(chē)進(jìn)行。下管時(shí)吊車(chē)將管道吊下基槽，吊車(chē)距基槽上口邊線應(yīng)至少間隔2 m的距離，以避免邊坡坍塌。

（4）吊車(chē)在架空線路附近作業(yè)時(shí)，其安全距離應(yīng)符合電業(yè)管理部門(mén)的規(guī)定。

（5）起吊及搬運(yùn)管材、配件時(shí)，對(duì)于法蘭盤(pán)面等，均應(yīng)采取保護(hù)措施，以防損壞。吊裝閘閥的配件，不得將鋼絲繩捆綁在操作輪及螺栓孔上。

TV511;TV682+.2

B

1004-7328（2014）04-0063-02

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.04.022

2014-03-10

袁建新（1980-），男，工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)工作。