原油管道夯管法穿越灌溉渠

2022-09-11

1 湿陷性黄土特点

某原油管道工程中的管道沿线地貌主要为岭间谷地及低山丘陵区, 土质为具湿陷性的黄土状粉土, 土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时, 土质强度高, 可压缩性小。当受水浸湿时, 在一定压力下, 土结构会被迅速破坏, 产生较大附加下沉, 强度迅速降低。由于大量节理和裂隙的存在, 黄土的抗剪强度表现出明显的各向异性。施工过程中破坏的原地貌程度越严重, 地貌恢复、水土保持就越困难.而穿越沟渠部分由于渠道常年流水, 导致土壤含水率大, 管道埋深大多位于地下水位以下, 故开挖施工完成后地貌恢复难、水土保持更难。

2 夯管施工

2.1 工作原理

以压缩空气作为推进力的非开挖破土工艺, 具体是以压缩空气为动力, 驱动缸体里的冲锤打击砧子, 同时将钢套管沿着导轨的轨迹直接夯入地层中, 工作时, 夯管锤发出较大的冲击力, 然后直接冲击钢套管的端部, 通过钢套管传导至顶端的管靴上, 切割前方土体, 切割的土体进入钢管内。待钢套管抵达目标坑后, 取下管靴, 排除土芯, 套管铺设完成。

2.2 工作坑和安装导轨

工作坑的长度为17m, 宽为5m, 深度根据图纸要求确定, 坡比根据现场土质情况确定并适当加大。如受地形条件限制, 可采取相应的支护措施, 开挖到底后, 使用水准仪或RTK定出穿越轴线位置, 并对操作坑底部进行平整, 做好相应标记。首先, 在工作平台上固定安装560mm工字钢制作的轨道, 钢管轨迹要求为水平, 工字钢轨道作为导向轨道, 自身必须保证平直且无弯曲。用水准仪多点测量控制轨道的水平, 在根据现场需要调节导轨的倾角。导向、对中、安平仪器严格遵守使用技术规程, 正确安装, 细心调试, 直到精度测量误差达到规范要求为止。

2.3 钢套管的夯进及焊接

按工作平台长度, 加工11m左右的Ф1028mm钢管一根, 并在第一根前端装好切削环。将安装好切削环的第一根钢管及夯管锤放在轨道上, 将夯管锤通过锥套用张紧器与钢管连接为整体。完成后, 检查穿越套管的倾角、垂直位置。空压机送风后夯管锤即开始夯进。操作第一根管时应缓慢开启注油器、控制压缩空气量, 采用“轻锤慢进”, 防止钢管和夯管锤一起往复串动。钢管夯进土层300-500mm后, 停锤校核钢管位置, 校验合格后, 再继续轻锤夯进2-3m, 再次校核钢管位置, 继续采用“轻锤慢进”直至将第一根管夯入土层。

首先校核导轨位置, 确保无误后, 将第二根钢管吊装就位, 钢管之间采用V型坡口焊缝焊接, 焊接完成后, 需对焊缝外观进行处理, 应把焊缝打平磨光以便减小钢管夯进土体产生的摩擦力。

焊接前应当确保两钢管的水平、位置组对情况满足要求。钢管焊接完成后, 空压机送风夯管锤工作, 注油器阀保持完全打开状态进行夯管。直至第二根钢管夯入土层, 校核导轨位置, 安装第三根管, 再次校核钢管组对情况, 依次完成焊接、夯管, 连续循环, 直至第一根钢管进入预设的接收坑。

3 夯管质量控制与检验

(1) 对于铺设的钢管, 导轨的安装是非常必要的, 同时导轨的方向性和稳固性是最为关键的两点。对于基底较硬的操作坑, 可只铺填碎石, 并压实, 对软土基底可以浇注混凝土垫层。其次, 应正确安装轨道, 保证轨道方向的正确。

(2) 施工过程中遵循勤测量勤纠偏的原则, 特别是开始的前两根夯管过程, 要增加校核数量, 再微小的偏差, 也要纠正过来, 否则出管位置将出现较大的偏差。导轨出现偏差可调整轨基以校正。

(3) 合理调整夯管锤的工作参数, 夯击第一根管时, 应按照“轻锤慢进”夯入土层, 反复校核钢管夯进方向。第一根钢管夯入后, 就基本确定了整条钢管的方向, 严禁“重锤快进”, 这样操作易出现偏差。发生误差后, 在钢管预留土端焊接一块钢板, 保持与钢套管外壁成30°角, 以起到纠偏作用。

4 夯套管后排土

在穿越过程中排土的方式是根据管道直径决定的当管道直径小于500mm时, 可以用压缩气排土法, 当管道直径大于500mm小于800mm时可以用水压排土法或人工排土法, 当管道直径大于800mm以上时可以用人工排土、专用机械、高压水射流等多种方法排土。排土过程中, 当管道长度过长时, 可考虑两侧分别排土或架设鼓风设施。