锡澄中线钢管顶管段漏水抢修措施

贾 平

(无锡市给排水工程有限责任公司，江苏 无锡 214073)

无锡市水务集团有限公司管网巡检人员在日常巡检时，发现惠暨大道刘仓大桥北侧道路旁出现疑似漏点。通过检漏人员现场定位、多次排查和初步探挖，判定锡澄中线堰桥珍珠塘Ф2400顶管段存在漏点。

1 工程概况

锡澄水厂清水中线出现漏水现象的Ф2400管道，原属于锡澄水厂输水管线工程清水管中线21标段，地点位于惠山区堰桥S229省道旁。其中顶管工程开工日期为2007年7月3日，2007年10月31日完工。该管线因需跨越珍珠养殖塘、螃蟹养殖塘，故采用泥水加压平衡顶管施工方案［1］。

该工程主干管全长335 m，管材为Q235钢管，管径为2 436 mm，管底标高原设计为-8.48 m，后为保证管顶覆土层最小厚度不宜小于管外径1.5倍的要求，实际管底标高比原设计降低1 m。顶管位置位于堰桥街道仓桥，锡澄运河以东，沪宁高速以北，与惠暨大道相交。其顶管工程平面布置和纵断面设计分别见图1、图2。

该工程建设场地10 m深度范围内埋藏的地层主要为第四系冲湖积层，根据工程地质剖面图和静力触探单孔曲线柱状图，分析各地层的分布规律和野外特征。地层由上至下依次为素填土、粉质粘土、粉质粘土夹粉土、粉质粘土夹粉土。

图1 顶管井设计

图2 接收井设计

2 漏点排查定位

为了迅速、有效地组织施工，缩短管网抢维修工作时间，抢修前采用管道探测仪进入管道，通过声波确定漏点的大概位置，以便为制订详细的实施方案提供依据。

打开原有的顶管井钢筋砼盖板，井中抽水并清理完毕后，在Ф2400钢管上焊接安装DN100钢制短管和阀门。采用不停水打洞开梯口作业，为管道探测仪进入管道确定漏点大概位置创造条件。

根据管道探测仪检测报告，检测总长度为329 m，发现1处漏点，声纳探测仪从130 m处开始发现漏水声音，220 m处声音消失。声波变化呈山峰状，峰值出现在172.5 m处。据此推测，漏点位置大概在距离顶管井172.5 m处。

由于管道埋设较深，口径较大，既无法通过地面追踪并精确定位漏点，也无法通过视频观察管道内壁的情况，仅能通过噪声和线缆长度大致判断漏点位置。同时，根据竣工图纸并询问原有施工人员，初步判定漏水点为顶管中继间处。

3 漏水原因分析

经停水抢修后进入管内现场踏看，发现中继间加劲环与内封板连接焊缝处产生破坏漏水，其位置与管道探测仪的检测报告基本相符。

中继间为分段顶进施工的临时措施，当顶管管道顶通结束后，原有中继间内设置的顶推油缸、止水橡胶圈和临时受力加劲钢板等辅助设施均须拆除，最后将中继间外壳钢制部分还原成输水管道［2］，此时中继间加劲环连接焊缝由构造焊缝转变为管道的主要受力焊缝，分析认为漏水原因如下。

① 中继间分段顶进过程中，工作顶力主要通过加劲环和加劲钢板受力后传递到钢管上，其顶推力的主要受力焊缝为加劲钢板和管道之间的焊缝，而加劲环并非中继间顶推力的主要受力构件。因此，中继间制作时对加劲环两边焊缝不作严格的质量控制要求，均按一般构造设置的焊缝要求处理。

② 中继间拆除还原成输水管道后，其闭合处截面的环向荷载包括管道内的水重、钢管的自重、管道四周的土体压力、管道侧土体抗力和管道内的水压力［3］;纵向荷载包括温度应力、管道转弯处因内水压力而产生的纵向拉力等;活动荷载包括道路车荷载、水锤压力等。

运行过程中，在各种荷载的作用下，由于中继间加劲环连接焊缝处应力比较集中，而加劲环与内封板是单面构造焊接。因此，在上述各种应力的作用下，中继间连接焊缝处易产生破坏后漏水，见图3。

③ 对中继间闭合的要求和处理，由于相关的施工验收规范、标准都未做出相应的具体规定，监理工程师也容易疏忽对该处薄弱环节的质量检查。

图3 中继间焊缝破坏漏水点

4 抢修措施

由于惠暨大道不具备大开挖修复条件，抢修时从北端顶管井开Φ800人孔进入管内，先从管道内部止水，然后采用内衬加强板与防水内环相结合的方法加固［4］，如图4 所示。

① 人工凿除漏点附近的水泥砂浆内涂层，用砂轮机磨平管内壁凸起部分并清理干净，在管内对焊缝漏点进行止水处理，堵住外面向管内的带压水。主要措施为漏水处间隙小的地方用青铅敲闭合，间隙稍大的地方用快速堵漏剂封堵。

② 内衬加强板长度为200 mm，厚度与原有内封板相同，防水内环长度为200 mm，厚度为16 mm。抢修时利用Ф2432钢管切割长度为200 mm环向等分为8块，人工运至管内拼接，为了尽量减少拼接焊缝，分块数量不宜太多。

③ 内衬加强板与防水内环各子块间，采用纵向焊缝相互焊接［5］。

④ 对中继间内的全部焊缝进行超声波无损探伤检测，有不合格的焊缝必须进行返修。

⑤ 焊缝经超声波探伤合格后，再进行管道内防腐处理。

图4 中继间加固抢修措施

5 结论与建议

在长距离顶管工程中，为了克服长距离顶进施工产生的巨大顶推力，通常采用中继间施工技术措施。但是一般根据管道顶管施工的实际需要制作中继间，对日常使用的客观状况考虑很少，对中继间最后的闭合要求和相关的规范、验收标准也未作出相应的具体规定。

当管道顶通后，需割除管道内的加劲环和临时加劲钢板，此时中继间的加劲环(割除后余留)和内封板已成为日常使用阶段的管道受力构件。如果其连接焊缝处理不好，将成为正常使用时的薄弱环节，影响整个管道的正常运行。

针对这种情况，建议对中继间的闭合予以高度重视，分析中继间在运行阶段的情况并提出相应的闭合处理措施，使其满足正常运行的需要。

① 钢管中继间拆除后，原中继间处的管道强度和防腐性能应满足管道原设计功能要求。

② 中继间拆除后，应在加劲环连接焊缝处采取加焊内衬加强板与防水内环相结合的方法，进行加固。

③ 中继间的闭合处理，焊接前应根据《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》(GB 50236—2011)的要求进行相关的焊接工艺评定，并对所有焊缝进行无损超声波探伤检测，若有不合格必须返修。

④ 焊缝经无损超声波探伤合格后，方可进行管道内防腐处理。

⑤ 对于影响整个管道正常运行的薄弱环节，必须及时分析并加强监测监督力度，保证施工质量，使其满足正常运行和管理的要求。