大口径玻璃钢管道施工的难点及解决办法

大口径玻璃钢管道施工的难点及解决办法【摘要】：本文作者根某核电工程大口径玻璃钢管道施工过程中遇到的管道 变形、吊装、承插安装、管道下部振捣等施工难点问题进行了详细的介绍，并对 实际最终的解决办法进行总结及优化建议，可为后续工程项目大口径玻璃钢管道 施工提供解决办法。【关键字】：大口径 玻璃钢管道 施工 难点1. 引言在核电站工程中，玻璃钢管道也被设计于循环水系统 PX 联合泵房至常规岛 及常规岛地下部分，管道规格有 DN900、DN1000、DN2200、DN3600 四种，总长 1483 米，单个管件重量在 0.2 吨至 12.3吨不等，管道安装采用承插连接、手糊 口两种形式。管道寸径大，使得循环水玻璃钢管道寸径是电站管道之最；单个管 件重量大，使得管道安装与设备吊装有类似之处；同时因是预埋管道，与土建钢 筋绑扎、浇筑密不可分。正是基于以上原因，使得循环水玻璃钢管道与普通工艺 管道安装方法不同，其施工会面临管道变形、浇筑上浮等不同的问题，以下章节 将会详细介绍。2. 施工的难点及解决办法2.1 浇筑过程管道上浮问题由于循环水玻璃钢管道体积大，管道安装完毕后，需采用混凝土浇筑的方式 埋于地下，直埋管道在常规岛厂房伸出地面后通过很短的碳钢调整段与凝汽器连 接。因此对于循环水直埋玻璃钢管道施工的难点在于如何克服混凝土浇筑过程中 水泥砂浆的浮力对管道安装坐标高精度的影响。为解决此问题，项目管理人员综 合论证多个方案，最终采取地面预埋埋件、焊接固定管道支架、焊接钢带绑扎的 方式对管道加以固定（固定方式见图2-1）。图 2-1：玻璃钢管道固定示意图）在确定解决方案后，下一步工作就需要通过力学计算，确定支架布置的密度。玻璃钢管道所受到的力有管道自重、支架支撑力、浮力、钢带反向约束力，其中 当管道落在支架上时管道自重与支架支撑力抵消，浮力和钢带反向约束力为零； 当管道悬浮于支架时，即支架支撑力为零，钢带反向约束力等与浮力减去管道自 重。最后通过计算出的钢带反向约束力应满足钢带与支架的焊缝强度。以下以 DN3600管道为例进行计算：图 2-2：钢带与双拼槽钢支架焊接示意图）2.2 管道施工逻辑优化问题田湾核电5、6号机组单台机组在常规岛地下部分的玻璃钢管道采用上下两 层布置，因此其施工过程大致要经历支架埋件施工、下层管道支架焊接、下层管 道四周绑扎钢筋、管道吊装及承插、钢带焊接、承插口密封试验、上层管道安装 （与下层管道一致）。可以看出，管道施工工序较多，土建、安装交叉较多，如 果组织不当，将严重影响总体工期。经过5、6号玻璃管道施工经验总结，优化后的施工工序如下：1）优先考虑先整体安装下层管道，再整体安装上层管道。在此基础上，如 管线较长，可采取跳仓施工，设置不同分段，同时施工，在分段之间连接时设置 调整管段，采用手糊口连接。2）特殊情况下，如因吊车行走路面环境、起重能力受限、塔吊等其它吊装 形式不可达，管道安装可采取局部空间先下层后上层逻辑，施工完毕后吊车后退 再施工下一局部空间下上层管道，当然这种方式因交叉频繁，势必影响施工效率2.3 管道变形问题施工过程中遇到5号常规岛西侧6-7轴下层第二节玻璃钢管道与第一节玻璃 钢管道承插困难，经尝试安装3天，仍无法按原定工期施工完成。项目管理人员 组织现场测量，上述管道实际数据见表2-1：部位 6点钟方 9点钟方向内径 向内径承口3754mm3780mm插口3615mm3589mm承插口间隙9mm61mm（表 2-1：管道变形实测数据）由此分析，导致管道承插困难的原因为管道变形导致。为此讨论制定以下方 案解决：1）、管道旋转 90或一定角度安装，需根据测量数据三维模拟可行性；2）、在管道内部水平方向搭设千斤顶矫正变形；3）、退出玻璃钢管道，重新清理接触位置（包括 O 型圈）并涂抹黄油润滑进一步分析方案 1）理论上可行，如下图三维建模所示，但是需要动用起吊 设备进行翻转。方案 2 存在破坏管道风险；方案 3）需实际验证是否可行。最终该问题通过在承口、插口、O型圈涂抹大量黄油以最经济的方法（方案3）得以解决。通 过此次施工问题的解决，可以看出大口径玻璃钢管道施工过程应该严格控制管道 变形，才能从源头上解决承插困难的问题。事实上玻璃钢管道在工厂内生产完成、堆放、运输、安装后直至浇筑前，在 管道内部增加“米”型刚性支撑可使管道变形问题得以根本解决，支撑布置的数 量应至少在管件的两端各布置一个，“米”型支撑最好设置为可以进行伸缩的工 装。这样以来，管道变形将会消除或减小，同时辅助增加涂抹黄油等措施，就可 使管道承插绝对工期大幅缩减。2.4 承插的两种简易工装及其应用承插连接的玻璃钢管道，首节吊装就位后，与其连接的下一节管道通过吊机 或塔吊中心对准后，需要将插口的管道拖如承口的管道，而如此重量的管道通过 人力或者简单机械拖入，显然不太可能，因此制作特殊的工装显得必不可少。而 根据实际施工经验，考虑受力点等情况，须制作两种简易工装，以下就这这两种 工装的形式及应用说明：1）、木枕置于插口管段末端，木枕两端各设一个手拉葫芦，通过承口管段 的支架固定进行牵引。这种工装只适用于首段管段的承插，因为首段管段内部设 置手拉葫芦将无受力点。图 2-4：承插外部牵引工装示意图）2）、木枕置于插口管段末端和上一节管道的凸台处，插口管段末端木枕两 端各设一个手拉葫芦，通过上一节承口管段的木枕固定进行牵引。这种工装适用 于除首节管段外的其余管段承插。图 2-5：承插外部牵引工装示意图）2.5 管道下方振捣困难问题玻璃钢管道安装完毕后，需进行浇筑施工，整个玻璃钢管道浇筑于地下，此 时玻璃钢管道相当于内模。浇筑过程除了面临管道上浮对安装精度的影响外，还 会遇到铅直方向管道下半部分振捣困难而造成空鼓的问题，这是因为管道四周钢 筋密布，管道两侧因需一次性浇筑，因此施工人员无法在两侧进行振捣。解决此问题的方法只剩下两种：一是施工人员从管道下方的钢筋缝隙中钻入 进行振捣，二是在管道内壁斜下方开孔进行振捣。前一种方案涉及施工人员的人 身安全而被直接否决，后一种方案需验证开孔后对管道强度的影响及管道恢复补 强后水头损失对设计参数的影响。事实上经设计人员的计算，管道开孔后对管道强度的影响是可以接受的，补 强的内部凸起部分对水头损失的影响是可以忽略的。因此最终确定在管道内部每 间隔1米开设150mmX150mm的方孔，开孔位置设置于管道斜下方与铅直方向成 15-30的夹角处。待混凝土浇筑完毕后，在管道内部开工处用手糊形式进行 补强。通过此种施工方法使得振捣困难的问题得以完美解决。2.6 手糊口施工注意事项手糊施工分为内封口、外封口两种，工序上有切割打磨、纤维布毡剪裁、树 脂配制、接口糊制、铺层检验5个环节。手糊施工前应对于不同规格和不同压力 等级的玻璃钢管材的手糊对接进行详细设计，形成对应的工艺单。施工过程应保 证环境温度不低于15C，特别的在受限空间手糊施工，会产生较为浓烈的刺激 性气味， 因此安全问题需格外关注，必须按照受限空间作业管理要求，实行许 可制度、佩戴防毒面具、设置监护人、实行出入登记、保证良好通风等措施。只 有通过以上措施，才可使得手糊施工能安全保质保量的进行。3. 结论大口径玻璃钢管道施工作为管道施工的一种，与其它管道施工有一定的相似 性，同时因管道口径大、重量大，使其安装过程中会遇到承插方式特殊、管道变 形、浇筑过程管道上浮等特点。上述大口径玻璃钢管道中遇到施工难点的解决办 法及优化建议，可为其它项目大口径玻璃钢管道施工提供借鉴意义。【参考文献】1.关辉 浅谈玻璃钢管道的性能特点及发展现状.科技与企业.2016.科技创新.218