管枕式限位支架在天府機場中的應用

尹凱 白德勇 陳作祥

【摘要】由于受施工管道材質和連接方式的限制，當管道跨越公路、溝渠和跑道等障礙物時常需用鋼質保護套管加以保護。在貫穿套管的施工過程中，PVC-UH管與鋼質套管難免發生摩擦、刮擦，導致出現 PVC-UH管道管壁損傷或承插口松動、過度承插、位移等質量問題，特別是當穿越距離較長時，這一問題更加突出。為解決此問題，團隊自主研發此管道管枕施工工藝，通過現場試驗段使用情況分析，有效規避長距離穿套管帶來的管壁損傷、接口破損等質量風險，受到業主、監理的高度認可。

【關鍵詞】民用機場;質量控制;新材料;長距離穿套管;管枕式限位支架

【中圖分類號】 V351.392??????????? 【文獻標志碼】 B

工程位于成都市簡陽市，飛行區消防管網及配套工程消防管網施工管線多達20余 km，其中飛機跑道區域長距離穿套管作業距離總計6 km，最大管徑可達 DN500，施工采用了一種新型管道材料（高性能硬聚氯乙烯管材及管件 PVC- UH），管道的連接方式采用承插式膠圈連接，通過承插口內置膠圈對承插管管壁的物理擠壓形成密封。

1民航專業大口徑管道施工管理難點

1.1傳統穿套管施工后不便于檢修

該新型材質管道是由高性能硬聚氯乙烯管 PVC-UH材質（以下簡稱"管道"），在傳統貫穿套管的施工過程中所發生的摩擦、刮擦導致管壁損傷和管道承插接口過度承插、松動變形的問題，在套管內部存在因穿管摩擦受損造成的薄弱點，經過長時間管道壓力擠壓，易出現爆管、漏水等質量問題[1]。在民航飛行區內施工本就管控嚴格，時間緊迫，對管道檢修的便利性和快捷性提出更高的要求。

1.2長距離穿套管采用傳統的貫穿方式帶來質量隱患

傳統的貫穿方式是先將一定長度的管道用承插連接方式連接后，再用人力和機械將其直接牽引至套管內進行貫穿套管作業，由于管道在穿管的過程中直接與套管壁發生摩擦和刮擦，加之套管距離長（最長可達 L =60～180 m），極易導致出現管壁損傷和管道承插口過度承插、松動、變形等質量問題，為工程留下質量隱患。

1.3施工質量不穩定后期危害航空安全

管道在長距離穿套管過程中，套管內部穿管質量不可見，施工質量不穩定，易留下質量安全隱患，經過一段時間投用后，當航空器正在運行過程出現管道漏水、爆管導致土體泡軟道面沉降，危害航空器運行安全，帶來巨大負面影響，企業將會付出更大的時間成本和經濟成本來處理前期施工留下的質量安全隱患，現階段迫切需要一種全新的施工工藝代替原有工藝，讓施工質量得到有效保障。

1.4質量隱患層出不窮維修成本難以控制

管道是高性能硬聚氯乙烯管材，維修時管道單價698元/m，管件5400元/個，維修易費工費料，增加施工成本。

施工現場操作要求每個維修點要有4 m 以上的作業面，每個維修點開挖土方和抽水維修作業平均在3天時間，加上人工機械損耗，每個事故點維修成本在5萬元以上。如影響到周邊道面平整度和地基穩定性，那施工成本將會成倍增加。

2管枕式限位支架的特點

管道穿套管是飛行區管道穿越跑到的主要施工方法，能有效的承載地面飛機帶來上百噸的荷載。我們在管道上添加自主研發的管枕式限位支撐（以下簡稱"管枕"），該管枕由限位固定結構、承載結構和行走結構等部分組成[2]。它充分運用力學原理，利用管枕將整個管道懸枕于套管內部，既能保證貫穿作業時管道能從障礙物上平面順利通過，又能避免穿管過程中的管壁損傷和承插口松動、過度承插等質量問題，特別是針對因過度承插可能造成的減少承插口內所預留的伸縮量（膨脹距離）的質量隱患有良好的消除作用，整個工藝操作簡便、實用安全。

2.1組成管枕的各部件

該"管枕"由限位固定結構、承載結構和行走結構組成詳見圖1。

限位固定結構：由橡膠墊片和螺栓、鋼制抱箍、抱箍頭（方圓）支撐限位檔板和弧形滑動腳組成，通過螺栓將鋼制抱箍固定在管道上。同時，在近承插口端安裝的"管枕"的4支鋼制弧形滑動腳上的支撐限位檔板對承插口形成限位作用。

承載結構：鋼制弧形滑動腳采用小40x5.0鋼管彎曲加工制作而成，通過所連接的支撐限位檔板和鋼制抱箍一起對管道形成枕型支撐。

行走結構：采用弧形制作工藝的行走支撐（滑動腳）因其摩擦阻力小，讓其具有優秀的跨越障礙能力，保證管道平面貫穿作業。

2.2管枕技術要求

（1）管枕使管道懸枕于套管內部，避免管道在貫穿套管過程中發生摩擦、刮擦導致管道損傷、承插接口松動、變形和過度承插后無法及時察覺，投入生產使用過程后產生質量事故。

（2）鋼制弧形滑動腳的弧形表面減少與套管接觸面降低貫穿套管時的摩擦系數增加其通過障礙物的能力。橡膠墊片起到保護管道和增加管道與管枕之間的摩擦力，使管枕更加穩固的限制管道承插深度以保證預留的伸縮量。

（3）支撐限位檔板連接抱箍鋼圈和弧形滑動腳，它的另一主要作用是在安裝近承插口端管枕時，將管枕的4個支撐限位檔板平直的抵住承插口的上緣，對承插口所連接的兩端管道形成限位，防止其受外力作用時出現過度承插或松動位移。

（4）抱箍采用方圓頭制作工藝，消除抱箍頭制作時的工藝誤差和現場安裝時的嚴密性。

2.3管枕施工工藝流程及操作要點

（1）工藝流程見圖2。

（2）操作要點見表1。

3管道穿套管質量控制措施

3.1施工前做管道安裝操作培訓

施工前由專業技術人員組織操作人員進行培訓，針對施工中易出現質量隱患位置進行重點培訓，剖析隱患成因，制定相應的質量管理措施。對操作人員培訓后進行考試，對考試不合格人員，進行再培訓考試。多次考試不合格人員，認定為不能勝任該項工作，不予錄用在該項目工作。

3.2管道施工質量簽名管理

管道施工過程中要求操作人員對已安裝的管道進行質量負責，在管道上填寫好操作時間、操縱人、質量監管人、當日工作量、管道規格型號等信息，做到誰施工誰質量責任制，在后期隱患處理過程中方便溯源，及時向當事人了解當時施工情況，快速準確的找到施工隱患位置，利于質量控制與管理。

3.3管道施工專業人員做好質量把控

施工時專業質量監管人員全程監控管道施工質量，對操作人員施工時不按要求施工，易導致質量隱患行為及時制止，提出質量整改建議，監督其完成質量隱患整改。把控現場質量要求，提供相應的專業質量技術援助，同現場操作人員、現場管理人員一同把好質量關，保障機場運營安全順利。

3.4施工后嚴格試壓穩壓質量檢驗工作

在管道完成安裝后嚴格按質量驗收要求規范進行試壓穩壓工作，要求1.5倍工作壓力，且不得小于0.8 MPa壓力下穩壓15 min，允許壓降不大于0.02 MPa，將實驗壓力降至工作壓力并保持恒壓30 min，進行外觀檢查無漏水現象，則水壓實驗合格[3]。

3.5不停航施工安全管理

（1）人員管理：機場運營后對飛行區內管道進行施工維修，人員必須經過機場管理部門和公安部門進行嚴格審核，無誤后再進行信息采集，走辦證流程完成證件制作發放。

（2）車輛管理：機械進入飛行區施工，必須辦理車輛通行證，由機場管理部門審核交通公安部門發放，進入通道口有專業安檢人員進行查驗核實司機和車輛信息和有無私自攜帶違禁品，無誤后方可放行。

（3）材料工具管理：材料工具進出飛行區嚴格備案填表，專業安檢人員進行查驗核對無誤方可放行。

（4）F0D外來物管理：施工全過程中，對危害航空安全的一切外來物進行嚴格管控，包括施工完場后產生的挖填方土體、管道維修產生的建材碎屑碎渣、施工工具零件，必須專人收集處理，安全管理人員全程監管施工安全，發現隱患立即排除。如不能處理時，直接通知飛行區 A0C管理中心，報告隱患情況，共同處理外來物安全隱患，保障航空器運營安全[4]。

3.6管道安裝管枕前后成本控制

（1）工效：安裝了管枕的管道與未安裝管枕管道相比安裝效率增加了3倍，安裝過程和效率不受任何天氣和環境影響。

（2）材料：用鋼制管枕支撐管道貫穿套管，施工管材磨損成本相比未穿管枕管道降低100%。

（3）人工：同長度套管貫穿人工成本為未安裝管枕管道的1/3。

（4）成本：綜合成本以天府機場15 km飛機滑行埋地套管為例，該管枕工藝節約材料損耗費用23萬余元，人工7萬余元。按以往安裝 PVC-UH管道經驗，每處受損維修平均5萬元計算，15 km管道維修金額接近50余萬元，預計節約成本20萬元。

由于操作簡便，該工藝在工程施工中能達到100%保護管道質量。

參考文獻

[1]姚東.市政道路給排水工程施工常見質量問題的研究[J].四川水泥，20019（1）：51.

[2]國家建筑標準設計圖集.室內管道支架及吊架：（03s402）[s].中國建筑標準設計研究院.2003

[3]中華人民共和國國家標準.給水排水管道工程施工及驗收規范： GB50268-2008[ s].中華人民共和國住房和城鄉建設部，2008.

[4]潘溪平.民航機場飛行區擴建工程不停航施工項目管理[J].管理工程學報，2005（s1）：138-143.