錫澄中線鋼管頂管段漏水搶修措施

賈 平

(無錫市給排水工程有限責任公司，江蘇 無錫 214073)

無錫市水務集團有限公司管網巡檢人員在日常巡檢時，發現惠暨大道劉倉大橋北側道路旁出現疑似漏點。通過檢漏人員現場定位、多次排查和初步探挖，判定錫澄中線堰橋珍珠塘Ф2400頂管段存在漏點。

1 工程概況

錫澄水廠清水中線出現漏水現象的Ф2400管道，原屬于錫澄水廠輸水管線工程清水管中線21標段，地點位于惠山區堰橋S229省道旁。其中頂管工程開工日期為2007年7月3日，2007年10月31日完工。該管線因需跨越珍珠養殖塘、螃蟹養殖塘，故采用泥水加壓平衡頂管施工方案［1］。

該工程主干管全長335 m，管材為Q235鋼管，管徑為2 436 mm，管底標高原設計為-8.48 m，后為保證管頂覆土層最小厚度不宜小于管外徑1.5倍的要求，實際管底標高比原設計降低1 m。頂管位置位于堰橋街道倉橋，錫澄運河以東，滬寧高速以北，與惠暨大道相交。其頂管工程平面布置和縱斷面設計分別見圖1、圖2。

該工程建設場地10 m深度范圍內埋藏的地層主要為第四系沖湖積層，根據工程地質剖面圖和靜力觸探單孔曲線柱狀圖，分析各地層的分布規律和野外特征。地層由上至下依次為素填土、粉質粘土、粉質粘土夾粉土、粉質粘土夾粉土。

圖1 頂管井設計

圖2 接收井設計

2 漏點排查定位

為了迅速、有效地組織施工，縮短管網搶維修工作時間，搶修前采用管道探測儀進入管道，通過聲波確定漏點的大概位置，以便為制訂詳細的實施方案提供依據。

打開原有的頂管井鋼筋砼蓋板，井中抽水并清理完畢后，在Ф2400鋼管上焊接安裝DN100鋼制短管和閥門。采用不停水打洞開梯口作業，為管道探測儀進入管道確定漏點大概位置創造條件。

根據管道探測儀檢測報告，檢測總長度為329 m，發現1處漏點，聲納探測儀從130 m處開始發現漏水聲音，220 m處聲音消失。聲波變化呈山峰狀，峰值出現在172.5 m處。據此推測，漏點位置大概在距離頂管井172.5 m處。

由于管道埋設較深，口徑較大，既無法通過地面追蹤并精確定位漏點，也無法通過視頻觀察管道內壁的情況，僅能通過噪聲和線纜長度大致判斷漏點位置。同時，根據竣工圖紙并詢問原有施工人員，初步判定漏水點為頂管中繼間處。

3 漏水原因分析

經停水搶修后進入管內現場踏看，發現中繼間加勁環與內封板連接焊縫處產生破壞漏水，其位置與管道探測儀的檢測報告基本相符。

中繼間為分段頂進施工的臨時措施，當頂管管道頂通結束后，原有中繼間內設置的頂推油缸、止水橡膠圈和臨時受力加勁鋼板等輔助設施均須拆除，最后將中繼間外殼鋼制部分還原成輸水管道［2］，此時中繼間加勁環連接焊縫由構造焊縫轉變為管道的主要受力焊縫，分析認為漏水原因如下。

① 中繼間分段頂進過程中，工作頂力主要通過加勁環和加勁鋼板受力后傳遞到鋼管上，其頂推力的主要受力焊縫為加勁鋼板和管道之間的焊縫，而加勁環并非中繼間頂推力的主要受力構件。因此，中繼間制作時對加勁環兩邊焊縫不作嚴格的質量控制要求，均按一般構造設置的焊縫要求處理。

② 中繼間拆除還原成輸水管道后，其閉合處截面的環向荷載包括管道內的水重、鋼管的自重、管道四周的土體壓力、管道側土體抗力和管道內的水壓力［3］;縱向荷載包括溫度應力、管道轉彎處因內水壓力而產生的縱向拉力等;活動荷載包括道路車荷載、水錘壓力等。

運行過程中，在各種荷載的作用下，由于中繼間加勁環連接焊縫處應力比較集中，而加勁環與內封板是單面構造焊接。因此，在上述各種應力的作用下，中繼間連接焊縫處易產生破壞后漏水，見圖3。

③ 對中繼間閉合的要求和處理，由于相關的施工驗收規范、標準都未做出相應的具體規定，監理工程師也容易疏忽對該處薄弱環節的質量檢查。

圖3 中繼間焊縫破壞漏水點

4 搶修措施

由于惠暨大道不具備大開挖修復條件，搶修時從北端頂管井開Φ800人孔進入管內，先從管道內部止水，然后采用內襯加強板與防水內環相結合的方法加固［4］，如圖4 所示。

① 人工鑿除漏點附近的水泥砂漿內涂層，用砂輪機磨平管內壁凸起部分并清理干凈，在管內對焊縫漏點進行止水處理，堵住外面向管內的帶壓水。主要措施為漏水處間隙小的地方用青鉛敲閉合，間隙稍大的地方用快速堵漏劑封堵。

② 內襯加強板長度為200 mm，厚度與原有內封板相同，防水內環長度為200 mm，厚度為16 mm。搶修時利用Ф2432鋼管切割長度為200 mm環向等分為8塊，人工運至管內拼接，為了盡量減少拼接焊縫，分塊數量不宜太多。

③ 內襯加強板與防水內環各子塊間，采用縱向焊縫相互焊接［5］。

④ 對中繼間內的全部焊縫進行超聲波無損探傷檢測，有不合格的焊縫必須進行返修。

⑤ 焊縫經超聲波探傷合格后，再進行管道內防腐處理。

圖4 中繼間加固搶修措施

5 結論與建議

在長距離頂管工程中，為了克服長距離頂進施工產生的巨大頂推力，通常采用中繼間施工技術措施。但是一般根據管道頂管施工的實際需要制作中繼間，對日常使用的客觀狀況考慮很少，對中繼間最后的閉合要求和相關的規范、驗收標準也未作出相應的具體規定。

當管道頂通后，需割除管道內的加勁環和臨時加勁鋼板，此時中繼間的加勁環(割除后余留)和內封板已成為日常使用階段的管道受力構件。如果其連接焊縫處理不好，將成為正常使用時的薄弱環節，影響整個管道的正常運行。

針對這種情況，建議對中繼間的閉合予以高度重視，分析中繼間在運行階段的情況并提出相應的閉合處理措施，使其滿足正常運行的需要。

① 鋼管中繼間拆除后，原中繼間處的管道強度和防腐性能應滿足管道原設計功能要求。

② 中繼間拆除后，應在加勁環連接焊縫處采取加焊內襯加強板與防水內環相結合的方法，進行加固。

③ 中繼間的閉合處理，焊接前應根據《現場設備、工業管道焊接工程施工規范》(GB 50236—2011)的要求進行相關的焊接工藝評定，并對所有焊縫進行無損超聲波探傷檢測，若有不合格必須返修。

④ 焊縫經無損超聲波探傷合格后，方可進行管道內防腐處理。

⑤ 對于影響整個管道正常運行的薄弱環節，必須及時分析并加強監測監督力度，保證施工質量，使其滿足正常運行和管理的要求。