雙密封復合涂塑鋼管在復雜地形的施工運用

蔣良權 封 磊

（中國水利水電第三工程局有限公司 陜西 西安 710065）

1 工程概況

烏海市甘德爾山高山草甸區域綠化灌溉工程，是一項市政綠化灌溉工程。工程主要建設任務是將黃河水抽取至甘德爾山山頂用于灌溉綠化山頂植被。工程主要施工項目有提水泵站四座，主供水管道4km，灌溉支管12.5萬m，10萬m2人工湖一座，綠化面積210萬m2。供水主管采用DN550雙密封復合涂塑鋼管，沿山腳，經過山頂進入人工湖，沿途地形復雜，地質多為輕度風化巖石，隨著近年烏海市降水量增大，使得山體巖石存在不穩定性。工程最復雜段為三級泵站至山頂段，此段供水管線總長310m，最大高差158m，管路沿半山腰布置，穿過山脊后進入人工湖，沿線坡度較大，地勢較陡，地形復雜，施工道路難以形成，施工機械難以使用，施工難度較大。

2 工程地質、地形概況

2.1 地形地貌

甘德爾山位于黃河海勃灣水利樞紐工程庫區東側，瀕臨黃河，居于烏海市的中心位置，屬賀蘭山北部余脈。長約23km，最寬處約10km，甘德爾山主峰海拔高度約1805m，相對高差513m，南北走向。地質構造主要由構造侵蝕中低山地和剝蝕丘陵區為主，山前有堆積沖洪積扇區。

2.2 水文地質條件

隨著黃河海勃灣水利樞紐蓄水發電，烏海湖湖區水面不斷增大，烏海市近年降雨量明顯增大，地表水年徑流量分布的總趨勢是：丘陵區大于平原區和山區。山區巖石裸露，地面坡度較大，徑流深較大，一般在3mm～5mm。丘陵地區植被差，地面坡度較大，徑流深1.5mm～3mm，寬谷溝地植被較多，地面坡度緩，其土壤多為沙壤土，徑流深在1.5mm以下，個別地區沙化嚴重，不產生徑流。

3 施工重點難點及對策

（1）三級泵站至人工湖段管線總長410m（其中三級泵站至山頂段管線長度310m），最大高差158m，施工道路難以形成，機械難以施工。此段施工采用架設鋼結構滑道配以卷揚機牽引，并沿管線架設纜繩的施工方法。

（2）供水主管采用DN550雙密封復合涂塑鋼管，此種管材接口處采用雙密封連接，設一個密封槽，一個隔熱槽，內部采用柔性密封材料，外部采用焊接密封，管道焊接完成后焊縫及密封口根據規范要求，要100%檢查。因此本工程密封口檢測采用兩種不同的檢測方法對其進行檢測，其中外部檢測采用聲波探測法，內密封口采用在原材料密封口處打眼焊接通氣接口，然后采用0.3m3空壓機進行打壓檢測。

（3）三級泵站至人工湖段管線沿山腰，穿越山頂進行布設，沿途大部分管道處于懸空布設，原設計對此段的加固方法為澆筑混凝土支墩，由于此段山體存在不穩定性，經常發生山體巖石滑落等情況，加之在后期運行過程中受水錘等因素影響，管道可能存在移位、斷裂等情況，且支墩布設處為山腰部位，底部多為山體巖石風化堆積物，支墩基礎極不穩定。針對此情況，工程對支墩基礎進行了深度處理，先清除基礎風化堆積物至巖石面，然后植入錨桿對支墩進行加固、防側滑、傾覆處理，在管道加固方面將用于施工手段的滑道，進行二次加固、防腐處理作為管道永久性支撐體。

（4）施工作業面處于山腰部位，且地質條件較差，施工存在一定安全風險。施工過程設置專職安全員進行監護，并架設安全纜繩以此保護施工人員安全。

（5）山頂自下188m部分施工，材料自山腳運輸至山頂，本段施工道路蜿蜒曲折，坡度較陡，最大坡度約為40°，材料運輸困難較大。對策：本段材料運輸，先采用載重汽車或拖板車將材料及設備運輸至山腳下，然后采用液壓反鏟及裝載機將材料及設備運輸至山頂施工平臺，利用滑道往下倒運。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖1。

圖1 施工工藝流程圖

4.2 滑道制安

本段引水管線為DN550，壁厚為6mm，法蘭片直徑φ600，根據此數據，本次滑道設計寬度47cm，滑道材料采用Q235B矩形鋼，尺寸為60mm×80mm×5mm。滑道布置沿引水管線位置布置。

圖2 滑道制作立面圖

圖3 滑道加固立面圖

4.3 管道安裝

該部分管道分為兩段采用不同方法施工，從山頂往下188m采用反拉，將管道從山頂拉運到下部，逐根就位并焊接，至下而上進行，就位一根，焊接一根。從山腳往上122m部分將管道從山腳往上用5t卷揚機往上拉運，至上而下進行，全部拉運就位完畢后再進行焊接。

4.4 連接焊縫質量檢測

內密封檢測采用在原管材密封口處焊接進氣接入口，然后將空壓機接到進氣口處進行打壓試驗，若氣壓穩定，達到設計要求，則密封良好，若氣壓減低，則密封性不好，沒有達到設計要求，則需要將外部焊縫切開進行二次重新對接。

外部焊縫檢測采用超聲波進行檢測。

4.5 支墩混凝土澆筑

三級泵站至人工湖段主供水管道長510m，最大高差158m，管路沿山腰布置，穿過山脊后進入人工湖，沿線坡度較大，地勢較陡，地形復雜，管道處為約0.5m～1m厚的風化巖石堆積物，下部為風化巖石，風化厚度約為1m。本段原設計采用澆筑素混凝土支墩的方法來加固管道，若采用原設計進行施工，支墩可能存在側滑、傾覆等現象，將對管道造成較大破壞。另本段管道沿山腰布設，最大離地高度4.5m左右，管道分布蜿蜒曲折，受大風、巖石滑落、通水沖擊等作用，管道整體穩定性將受到影響。

根據上述情況本段供水管道加固采用臨時滑道與增加支墩混凝土錨桿相結合的方法進行。具體施工方法：原鋼結構滑道支撐不進行拆除，作為本段供水管道整體結構的一部分，每個支墩混凝土增加4根錨桿，錨桿采用Φ25鋼筋，長度2.5m，入巖深度2 m。并將支墩尺寸改為1.5m×1.5m，高度隨管線走向確定。

混凝土澆筑分兩部分進行，三級泵站以上144m，采用商品混凝土，12m3罐車拉運，人工接力入倉的施工方法。山頂以下188m，采用自拌混凝土，混凝土由JZC500型混凝土攪拌機拌制，ZL50裝載機運輸(運距約200m），拖泵入倉的施工方法。

5 結語

雙密封復合涂塑鋼管復雜地形施工技術在烏海甘德爾山高山草甸區域綠化灌溉工程中得到成功應用。由于本工程使用的材料為雙密封復合涂塑鋼管，此材料在施工時對涂塑層保護方面要求較高，同時對雙密封口對接焊接要求也較高，所以此施工技術在本工程中的應用不但解決了施工進度、成本問題，在很大程度保證了施工質量。在本施工技術中先采用滑道作為施工輔助措施，進行管道焊接及支墩混凝土澆筑施工，然后對滑道防腐及二次加固處理，使得滑道作為管線永久支撐及主電纜支架，此技術的應用在很大程度上解決了設計對管道支撐及主電纜鋪設方面的不足。此施工技術可作為類似工程施工時參考，但應根據不同的地形地貌、管材及設計要求情況作出相應的調整。陜西水利