CN101907202A - 移动支架式千斤顶管道安装施工工法 - Google Patents

移动支架式千斤顶管道安装施工工法 Download PDF

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张少伟
蒲军辉
何小雄
李峰
乔勇
王伟
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Abstract

本发明提供了一种移动支架式千斤顶管道安装施工工法,包括以下步骤:在管床上,采用移动支架式千斤顶安装装置移动待安装的管道,实现待安装的管道和已安装的管道的接合,该移动支架式千斤顶安装装置包括弧形腹梁和两个转向千斤顶,所述两个转向千斤顶的顶部分别连接所述弧形腹梁的两端,所述两个转向千斤顶的底部都安装有行走轮,移动待安装的管道的操作方法为:利用两个所述移动支架式千斤顶安装装置的弧形腹梁托付待安装的管道,通过施加外力实现两个所述移动支架式千斤顶安装装置和待安装的管道的平面转向和行走。该工法可以适用于各种输水管道安装工程。本工法便于操作,易于精确定位,安全可靠。

Description

移动支架式千斤顶管道安装施工工法
技术领域
本发明涉及一种管道安装施工工法,特别涉及一种移动支架式千斤顶管道安装施工工法。
背景技术
改革开放30年来,由于我国城市化规模不断扩大,城市居民生活用水、工业用水大幅上升。为了解决城市用水矛盾,近几年我国城市远距离供水工程方兴未艾,而且供水工程所用输水管道多为预应力钢筒砼管(PCCP),直径范围从DN600mm扩大到DN4800mm,适用工作压力最高达1.6MPa,适用最高覆土深度达10m以上。按照传统管道安装施工方法,输水管道多采用吊车或特制龙门架进行安装施工,例如公开号为CN1839018的专利申请就公开了一种龙门架遥控机械系统,包括:一条地板上支撑的导轨,导轨上的至少两个沿着导轨相对移动和协同移动的机械臂,每条臂绕数条轴绞连转动以抓住并支撑工件,以及一台控制器联络每条机械臂以控制机械臂的移动和转动,每个钳子抓住工件,机械臂将工件抬离地面,沿着导轨传送,钳子在目的地松开该工件。但采用吊车或特制龙门架进行安装施工,投入安装成本过高,而且施工安全隐患较多,不易精确定位。
发明内容
本发明的目的是提供一种移动支架式千斤顶管道安装施工工法,以解决上述问题。
本发明提供的移动支架式千斤顶管道安装施工工法包括以下步骤:在管床上,采用移动支架式千斤顶安装装置移动待安装的管道,实现待安装的管道和已安装的管道的接合,该移动支架式千斤顶安装装置包括弧形腹梁和两个转向千斤顶,所述两个转向千斤顶的顶部分别连接所述弧形腹梁的两端,所述两个转向千斤顶的底部都安装有行走轮,移动待安装的管道的操作方法为:利用两个所述移动支架式千斤顶安装装置的弧形腹梁托付待安装的管道,通过施加外力实现两个所述移动支架式千斤顶安装装置和待安装的管道的平面转向和行走。
较佳地,所述施加外力的方法包括以下手段:在待安装的管道上和已安装的管道上缠绕绳索,利用所述绳索并通过手拉葫芦施加拉力。所述手拉葫芦最好为两个且分别位于管道线的两侧。通过所述绳索和手拉葫芦施加拉力,使千斤顶底部的行走轮水平行走从而实现管道的水平移动和接合,这种操作方式便于精确控制。
较佳地,利用两个所述移动支架式千斤顶安装装置的弧形腹梁托付待安装的管道的过程为:将待安装的管道吊至管床砼面,并通过楔形砼块将管道支撑起,在待安装的管道两侧管床砼面铺设钢板轨道,在管底两端约1/4管长处安装两个移动支架式千斤顶安装装置,并使转向千斤顶的底部的行走轮都位于所述钢板轨道上,利用两个所述移动支架式千斤顶安装装置的弧形腹梁托付待安装的管道。这种方式使得管道受力均衡,便于行走轮行走,确保了管道安装的安全性。
较佳地,所述弧形腹梁为厚8~15mm、宽80~120mm、直径与待安装的管道直径相当的110~130°弧度的弧形钢板带。这种弧形腹梁确保了管道具有较大的受力面,可以最大可能地避免管道受到损伤。
较佳地,该工法还包括以下步骤:使待安装的管道通过下部的行走轮前移至已安装的管道附近,使管道安装高程和安装轴线符合要求,在待安装的管道和已安装的管道的插口、承口钢环涂刷植物油,在插口凹槽安装橡胶圈,然后拉紧手拉葫芦的水平倒链,保持两管同心,使插口徐徐平行滑移至承口内,控制安装接头间隙在22~28mm,最后架设测量仪器,观测管中线和管顶高程,准确无误后,立即在待安装的管道的管底两侧适当加塞楔形砼块而定位在管床上。这样就确保了管道接合的紧密性。
该工法利用重力平衡原理,采用千斤顶支架托付管道,承受管道自重,然后利用千斤顶下部的行走系统实现千斤顶托架和管道的平面转向和行走,最后利用管道上缠绕的钢丝绳和手拉葫芦完成管道安装。本工法对于管道安装施工十分有效,特别在管道安装吨位大、开挖管沟深的情况下,采用吊车或特制龙门架安装施工不便、安全问题突出、安装成本过高,而本发明的工法完全可以解决这些问题。该工法不仅适用于预应力钢筒砼管道安装施工,而且也适用于预应力砼管、球磨铸铁管、埋地硬聚氯乙烯管等输水管道安装工程。本工法与传统吊车和特制龙门架管道安装施工方法相比,不仅安装系统制作简单,安装方法简单易行,便于操作,易于精确定位,安全可靠,而且经济效益显著,安装成本大幅降低。
附图说明
图1为实施本发明的移动支架式千斤顶管道安装施工工法的主体结构的横断面示意图;
图2为实施本发明的移动支架式千斤顶管道安装施工工法的主体结构的侧面示意图。
图中:1-待安装的管道;2-弧形腹梁;3-千斤顶;4-行走轮;5-钢板轨道;6-管床;7-待安装的管道上的绳索;8-手拉葫芦;9-楔形砼垫块;10-已安装的管道;11-已安装的管道上的绳索;12-管接头连接缝。
具体实施方式
如图1所示,本工法使用的移动支架式千斤顶安装装置包括弧形腹梁2和两个转向千斤顶3,所述两个转向千斤顶3的顶部分别连接所述弧形腹梁2的两端,所述两个转向千斤顶3的底部都安装有行走轮4。
本工法的主要技术手段如图1和2所示,在管床6上,采用所述移动支架式千斤顶安装装置移动待安装的管道1,实现待安装的管道1和已安装的管道10的接合,移动待安装的管道1的操作方法为:利用两个所述移动支架式千斤顶安装装置的弧形腹梁2托付待安装的管道1,千斤顶3的底部的行走轮4位于钢板轨道5上,通过施加外力实现两个所述移动支架式千斤顶安装装置和待安装的管道1的平面转向和行走。所述施加外力的方法包括以下手段:在待安装的管道1上和已安装的管道10上缠绕绳索,利用待安装的管道上的绳索7和已安装的管道上的绳索11并通过手拉葫芦8施加拉力。所述手拉葫芦8为两个且分别位于管道线的两侧。已安装的管道用楔形砼垫块9进行支撑,两个已安装好的管道之间形成管接头连接缝12。
下面以DN2000mm预应力钢筒砼管的安装为例,详细说明包括本工法操作要点在内的完整的施工工艺流程。
施工工艺流程:道运输→管道外观检查→卸管→管道安装施工测量→移动支架式千斤顶安装系统设计制作→管道安装施工→管道接头打压试验→管道接头防腐处理→管道定位土回填→管道分段水压试验。
 1管道运输
DN2000预应力钢筒砼管每根长度为5.0m,重约13.4t,装车时采用两根钢丝绳均匀着力兜身起吊(严禁穿心吊装),车上设有两个弧形支座,把管道平稳放在支座上,并用手拉葫芦与车身固定,防止振动、碰撞和下坡时滑移。
 2管道外观检查
到达安装现场的预应力钢筒砼管和密封圈必须附有产品合格证,并对管体外观进行质量检查,仔细检查承插口,不得有碰撞,圆度变形,外保护层脱落。检查胶圈不得有气孔、裂缝、重皮等现象,平面扭曲以及肉眼可见的杂质等缺陷。凡是没有合格证和上述缺陷的产品严禁使用。对合格的产品,按出厂合格证及管身编号对应使用,并标明使用后位置。
 3卸管
预应力钢筒砼管运输到工地现场后,首先用25t吊车卸管,顺管线方向管沟顶部道路一侧“一”字型摆放。卸管时,采用两个均匀着力点(管两端1/4处)兜身平吊,起降平稳,轻起轻放。严禁用单绳从管材中部起吊,歪拉斜吊或穿心吊。禁止溜放或采用推土机,叉车等铲运机械直接铲运,推拉管材。
管材堆放地应平整、坚实,提前在地面做好管材堆放土梁。每节管材堆放时应平放在地面两道土梁上,严禁使其中部单支在土梁上两端悬挑。
 4管道安装施工测量
4.1管中线放样
用经纬仪或全站仪提前测出管道安装中心线,用红漆在每节管床砼端面标示,同时在管床砼面用墨斗弹出管道安装中心线,并在每节管道两端圆口用红漆标出管道中线,便于管道安装平面控制。
4.2管高程放样
用水准仪提前在管床砼中线位置测定高程,并将测定的高程标示于管床砼一端侧面,用于控制管道安装高程。
 5管道安装
5.1 移动支架式千斤顶安装系统设计制作
移动支架式千斤顶安装系统每套主要由两个移动支架式千斤顶、两个5t倒链手拉葫芦和两条钢丝绳组成,每套可独立进行单个工作面管道安装。每个移动支架式千斤顶由支撑结构和行走部分组成,可在专门厂家进行加工制作。
支撑结构:支撑结构由弧形钢板带腹梁和两端的两个16t转向千斤顶焊接构成安装支架。弧形钢板带腹梁由厚度为10mm、宽度为100mm、与安装管道同直径120°圆弧制作成,弧长2.13m。安装时紧贴管道底部,起弧形腹梁作用。在弧形钢板带腹梁两端下部各焊接一个16t转向千斤顶,与弧形钢板带腹梁一起构成安装支架,形成支撑结构,承受管道安装时的重压。
行走部分:行走部分主要为两侧16t千斤顶下部安装的坦克型转动钢轮和下部的钢板轨道。坦克型转动钢轮通过水平推力可以前后移动,保证管道安装时通过移动支架可以前后移位。钢板轨道为厚10mm、宽200mm、长500mm的钢板,作为转动钢轮的移动轨道。
 5.2管道安装
采用移动支架式千斤顶进行管道安装,安装前必须提前用40t汽车吊将管道下管至管床砼面,并通过楔形砼块将管道支撑起。安装时,在管道两侧管床砼面铺设钢板轨道,在管底两端1/4管长处安装两个移动支架式千斤顶安装系统,通过两侧4个千斤顶将管道升高至安装高程。然后在管身缠绕钢丝绳,在管道两侧挂设两个水平5t倒链手动葫芦,通过松紧两侧水平钢丝绳和调节下部千斤顶转向来进行管道左右移位。管道中心线与管床砼面上标示的安装中心线重合后,同时拉紧管道两侧挂设的两个5t倒链并加以人工水平推力,使安装管道通过下部的转动钢轮前移至已安装好的管道附近。再次检查管道安装高程和安装轴线,符合要求后,人工在承口、插口钢环涂刷植物油,在插口凹槽安装橡胶圈,然后拉紧两侧5t水平倒链,保持两管同心,使插口徐徐平行滑移至承口内,控制安装接头间隙在25mm。最后架设测量仪器,观测管中线和管顶高程,准确无误后,立即在管底两侧适当加塞楔形砼块,将管道定位在管床上。本节预应力钢筒砼管安装就位,经过接头打压试验合格后,紧接着安装下一节,直至完成每段预应力钢筒砼管安装任务。
管道安装时,若发现管道承插口滑移对接时胶圈扭曲滑动不匀,用手锤或专用工具敲打,保证胶圈不偏离凹槽。如果在安装过程中,遇到胶圈损坏情况,应立即退出管道,调换胶圈,转动管的方向,重新安装,最终使预应力钢筒砼管插口和承口的间隙控制在25mm。在预应力钢筒砼管安装过程中,要注意承插口处的排气口和打压口位置正确,保证排气孔位于最上方。
 6管道接头打压试验
  预应力钢筒砼管在每节安装后,应及时通过两胶圈中间的试压孔用水压泵对接头进行密封检验。首先将打压器的专用接头与管道下部预留打压孔拧紧连接,松掉管道下部预留打压孔的丝堵,然后用手压泵向承插口工作面两条胶圈所形成的空腔内充水,待管道上部打压预留孔连续流水时即认为空腔内水已注满,立即用丝堵封堵管道上部的排气孔,随后用打压器加压。工作压力P≤0.6MPa时,试验压力为1.5P;工作压力P>0.6MPa时,试验压力为P+0.3MPa。在试验压力条件下恒压5min压力降不超过0.05MPa为合格。否则拉开接头检查胶圈、承插口,处理好后重新安装,并再次打压,直至合格后方可进行下一节管子安装。做到安装一根试压一根,取保预应力钢筒砼管安装质量。
 7管道接头防腐处理
预应力钢筒砼管安装好,接头水压试验结束后,其管接头内缝用双组分聚硫密封胶嵌填,嵌填前内缝应清理干净,并使缝端砼表面湿润,嵌填深度25mm,宽度为内缝缝宽25mm。管接头外缝用低发泡聚乙烯闭孔泡沫板填塞,并用聚硫乙烯胶泥封口以防止其腐蚀,胶泥封口深度25mm,宽度为外缝宽度25mm。
 8管道定位土回填
管道稳定土回填在管道安装完成,并经重要隐蔽工程联合验收合格后进行。管道稳定土回填前,要将基础面的草袋、木料等杂物清除干净。回填过程中应在管道两侧同时均匀回填,且不得使管道偏移或损伤。回填料中不得含有机物、大于50cm的砖、石等硬块,在管道接口抹带处应采用细粒土回填。
回填土每层的夯实遍数,应按要求的压实度、压实机具、虚铺厚度和含水量经过现场试验而定。由于管道三角区稳定土回填只能采用人工1t夯板进行夯实,每层的虚铺厚度按20~25cm进行铺筑。
 9管道分段水压试验
管道分段水压试验是对管道的接口、管材、安装质量及沿线辅助配件的全面检查,根据规范每500m~1000m进行分段水压试验。每段预应力钢筒砼管安装完成,管道定位回填、管道镇墩与锚固结构达到要求后即进行水压试验。预应力钢筒砼管水压试验分强度试验和渗水量试验两项内容,强度试验用以检查管道整体的强度和稳定性;渗水量试验用以检查管道安装的密封性。
管道通水试压前,管内应先充水排气浸泡,浸泡时间不少于72小时。以高压泵徐徐向管内注水,工作压力P≤0.6MPa时,试验压力为1.5P;工作压力P>0.6MPa时,试验压力为P+0.3Mpa。预应力钢筒砼管升压到设计工作压力后,检查试压段有无渗漏现象,2小时后再升压至试验压力,恒压10分钟,试验段无漏水现象即为合格。本工程根据施工规范及其它工程管道安装施工的经验,为确保预应力钢筒砼管(PCCP)分段水压试验成功,在水压试验前做三次管道接头打压试验进行控制。第一次接头打压试验为每节管道安装完成后立即进行,第二次接头打压试验为当管道安装3节管道后进行,第三次接头打压试验为管道定位土全部回填后进行,经过三次接头打压试验检测,可确保分段水压试验成功。

Claims (6)

1.移动支架式千斤顶管道安装施工工法,其特征在于,包括以下步骤:在管床上,采用移动支架式千斤顶安装装置移动待安装的管道,实现待安装的管道和已安装的管道的接合,该移动支架式千斤顶安装装置包括弧形腹梁和两个转向千斤顶,所述两个转向千斤顶的顶部分别连接所述弧形腹梁的两端,所述两个转向千斤顶的底部都安装有行走轮,移动待安装的管道的操作方法为:利用两个所述移动支架式千斤顶安装装置的弧形腹梁托付待安装的管道,通过施加外力实现两个所述移动支架式千斤顶安装装置和待安装的管道的平面转向和行走。
2.根据权利要求1所述的移动支架式千斤顶管道安装施工工法,其特征在于,所述施加外力的方法包括以下手段:在待安装的管道上和已安装的管道上缠绕绳索,利用所述绳索并通过手拉葫芦施加拉力。
3.根据权利要求1所述的移动支架式千斤顶管道安装施工工法,其特征在于,所述手拉葫芦为两个且分别位于管道线的两侧。
4.根据权利要求1所述的移动支架式千斤顶管道安装施工工法,其特征在于,利用两个所述移动支架式千斤顶安装装置的弧形腹梁托付待安装的管道的过程为:将待安装的管道吊至管床砼面,并通过楔形砼块将管道支撑起,在待安装的管道两侧管床砼面铺设钢板轨道,在管底两端1/4管长处安装两个移动支架式千斤顶安装装置,并使转向千斤顶的底部的行走轮都位于所述钢板轨道上,利用两个所述移动支架式千斤顶安装装置的弧形腹梁托付待安装的管道。
5.根据权利要求1所述的移动支架式千斤顶管道安装施工工法,其特征在于,所述弧形腹梁为厚8~15mm、宽80~120mm、直径与待安装的管道直径相当的110~130°弧度的弧形钢板带。
6.根据权利要求1所述的移动支架式千斤顶管道安装施工工法,其特征在于,还包括以下步骤:使待安装的管道通过下部的行走轮前移至已安装的管道附近,使管道安装高程和安装轴线符合要求,在待安装的管道和已安装的管道的插口、承口钢环涂刷植物油,在插口凹槽安装橡胶圈,然后拉紧手拉葫芦的水平倒链,保持两管同心,使插口徐徐平行滑移至承口内,控制安装接头间隙在22~28mm,最后架设测量仪器,观测管中线和管顶高程,准确无误后,立即在待安装的管道的管底两侧适当加塞楔形砼块而定位在管床上。
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