浅谈大口径钢管的顶管施工

摘要：本文通过南洲水厂安装DN2400原水管工程（105国道）A1标的工程实践，阐述大口径的钢管施工技术及质量控制。

关键词：大口径钢管 顶管 焊接 纠偏控制 1、工程概况

由我单位承建的广州市自来水公司南部供水工程105国道段DN2400原水顶管工程A1标段，是广州市南部供水的枢纽工程。管线由2根DN2400钢管组成，即a管、b管。两管中心间距为5米。工程位于105国道南侧，沿线为人行道、绿化带等，为减少对105国道和周边建筑物的影响，工程采用顶管法进行施工，顶管设计管材为外径Φ2420钢管、壁厚24mm，每节钢管长6m。 2、钢管施工的主要技术措施

本工程采用顶管施工工艺。工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态，即可进行试顶。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进时，其操作过程如下：

A、安装好顶铁，机头前端破土一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。

B、停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。

C、添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。

D、卸下顶铁，下管，进行钢管焊接，钢管焊接必须满足设计要求，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。 3、管道焊接

本工程为大口径钢管施工，管道的焊接是重中之重。

工程采用Q235A型钢管，管道接口之间采用焊接连接，管道外径为2420mm，管材壁厚为24mm。焊条采用E4303，也就是J422。焊接工艺流程图如下：

3.1 烘干焊条

手工电弧焊采用E4303焊条，属于酸性焊条，酸性焊条对烘干的要求不太高，但是由于施工现场潮湿，施工时为多雨季节，因此，焊条使用前要烘干才能使用。 3.2 选管

当前一条管顶进到位之后，根据前一条管的管外周长来选择下一条管，两条管之间的管外周长应该尽量保持一致。组对焊口前，先对坡口及其20～40mm范围的内外表面的油漆、铁锈进行清理。 3.3 打磨

本工程管道由业主提供，管道的坡口形式有“K型坡口”和“X型坡口”，管口在加工坡口前先检查端面是否与管道轴线垂直，管口圆度是否符合要求。管道坡口加工采用角向砂轮打磨机，除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并将凹凸不平处打磨平整。 3.4 焊口对位

根据《工业金属管道施工及验收规范》（GB50235-97）的规定，管道内壁错边量不宜超过壁厚的10％，且不大于2mm。管道对口时应在距接口200mm处测量平直度，尽量将管道错边量控制在2mm以内。下管时候可将管道稍微转动一下，尽量保持管道能够均匀错位，并保证间隙如下图示：（单位：mm）

3.5 调圆和点焊固定

由于管道理论上是圆的，但实际上是一个椭圆，因此需要采用千斤顶和打契子的方式进行调圆，之后要用点焊固定，每个接口至少点焊3～5处，每处点固焊的长度一般为5～

10mm，高度为2～4mm且不超过管壁厚度的2/3，点固焊的焊肉如发现裂纹、气孔等缺陷，需及时处理。管道的对口和点焊使用接口器或卡具进行。 3.6 焊接及清根

焊接时候先焊剂内圆再焊外圆。由于两条钢管之间的间隙预留2～3mm，而我们采用E4303的焊条，E4303型号的焊条不能伸到间隙内打底焊，因此焊接时要先采用小型焊条进行打底。打底完成以后，必须用小锤子敲掉焊缝表面的焊渣，清根工作原则上要求采用碳刨机进行施工。由于钢管焊接时局部容易发生变形，因此无论是内壁还是外壁，焊接作业要求对称进行。

3.7 焊接质量控制

A、焊接前应调整好对焊机的电流与电压，并按照管材采用相应型号的焊条，试焊满意后才能开始焊接施工，以免对管材造成焊伤。

B、管节焊接前应先清理管道，然后修口，清除管口边缘和焊口两侧10～15mm范围内的表面锈迹至露出金属光泽。

C、对口时应使内壁齐平，当采用长300mm的直尺在接口内壁周围顺序贴靠，错口的允许偏差不得大于2mm。

D、对口调节好后即可进行对口、焊接，这时应将两端管段临时支承固定，避免钢管重量集中在焊缝位置。

E、焊缝除锈、以及外圆的清根工作完成之后，必须经由项目经理部检查合格后方才可以继续施焊。

F、焊缝应平滑，宽窄一致，根部焊透，无明显的凹凸缺陷及咬边现象，焊缝加强面应高出管面约2毫米，焊出坡口边缘2～3毫米。

G、顶管段顶进的首第一及第二道焊缝必须进行X光拍片，并通知有关单位进行质量确认；以后管段的焊缝，一般情况下仅做超声波探伤，但当施工质量有疑问时，不定期进行X光拍片。

4、钢管顶管的纠偏技术

本工程采用的施工方法是顶管施工，钢管顶管施工难度大于一般的水泥混凝土管顶管施工，主要表现在其管与管之间焊接后接口具有一定的刚度和强度，不容易进行纠偏。所以要控制好钢管顶管的施工质量，就必须在纠偏上下功夫。主要是抓紧测量和纠偏技术。 4.1 测量

在顶管施工前，应在工作井内设置两个临时水准点，以便闭合之用，经常校核水准点，提高精度。在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶进50cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进100cm左右时，测量一次。 4.2 纠偏

由于钢管之间焊接后，接口具有一定的刚度和强度，所以纠偏角度不能大，大角度纠偏不仅对钢管接口不利，而且会使顶力增加过快，发生“顶死管”。管道的纠偏应该边顶边纠，在顶进中完成纠偏工作，纠偏应该坚持“勤纠微纠”的原则，勤纠就是说管道发生小偏差时就要开始纠偏，微纠就是说每次纠偏的角度要尽量小，纠偏不能操之过急。

在管道顶进发生偏差要进行纠偏工作时，我们通常采用以下的方法进行纠偏：在第一节工具管上靠近工具头位置延管周平均分布8块100X100X10（mm）支顶钢板，焊接在管上，钢板正面与管轴线垂直，当顶管发生偏差时，用30t的小型千斤顶顶在工具管与第一节管头同向的支顶钢板上，支顶牢固后，即可施加顶力，同时配合超挖，边顶边纠，直至使偏差回归。当才有320t的千斤顶施加顶力时，由于顶力较大，由于力的相互作用，30t的小型千斤顶可能会被顶爆，可以采用多块小钢板代替千斤顶进行纠偏，偏差回归后，取出小钢板。 5、结语

通过对南洲水厂安装DN2400原水管工程（105国道）A1标钢管施工进行总结，本文重点探讨了大口径钢管顶管施工的特点，希望对以后的施工起到帮助。