管枕式限位支架在天府机场中的应用

尹凯 白德勇 陈作祥

【摘要】由于受施工管道材质和连接方式的限制，当管道跨越公路、沟渠和跑道等障碍物时常需用钢质保护套管加以保护。在贯穿套管的施工过程中，PVC-UH管与钢质套管难免发生摩擦、刮擦，导致出现 PVC-UH管道管壁损伤或承插口松动、过度承插、位移等质量问题，特别是当穿越距离较长时，这一问题更加突出。为解决此问题，团队自主研发此管道管枕施工工艺，通过现场试验段使用情况分析，有效规避长距离穿套管带来的管壁损伤、接口破损等质量风险，受到业主、监理的高度认可。

【关键词】民用机场;质量控制;新材料;长距离穿套管;管枕式限位支架

【中图分类号】 V351.392            【文献标志码】 B

工程位于成都市简阳市，飞行区消防管网及配套工程消防管网施工管线多达20余 km，其中飞机跑道区域长距离穿套管作业距离总计6 km，最大管径可达 DN500，施工采用了一种新型管道材料（高性能硬聚氯乙烯管材及管件 PVC- UH），管道的連接方式采用承插式胶圈连接，通过承插口内置胶圈对承插管管壁的物理挤压形成密封。

1民航专业大口径管道施工管理难点

1.1传统穿套管施工后不便于检修

该新型材质管道是由高性能硬聚氯乙烯管 PVC-UH材质（以下简称"管道"），在传统贯穿套管的施工过程中所发生的摩擦、刮擦导致管壁损伤和管道承插接口过度承插、松动变形的问题，在套管内部存在因穿管摩擦受损造成的薄弱点，经过长时间管道压力挤压，易出现爆管、漏水等质量问题[1]。在民航飞行区内施工本就管控严格，时间紧迫，对管道检修的便利性和快捷性提出更高的要求。

1.2长距离穿套管采用传统的贯穿方式带来质量隐患

传统的贯穿方式是先将一定长度的管道用承插连接方式连接后，再用人力和机械将其直接牵引至套管内进行贯穿套管作业，由于管道在穿管的过程中直接与套管壁发生摩擦和刮擦，加之套管距离长（最长可达 L =60～180 m），极易导致出现管壁损伤和管道承插口过度承插、松动、变形等质量问题，为工程留下质量隐患。

1.3施工质量不稳定后期危害航空安全

管道在长距离穿套管过程中，套管内部穿管质量不可见，施工质量不稳定，易留下质量安全隐患，经过一段时间投用后，当航空器正在运行过程出现管道漏水、爆管导致土体泡软道面沉降，危害航空器运行安全，带来巨大负面影响，企业将会付出更大的时间成本和经济成本来处理前期施工留下的质量安全隐患，现阶段迫切需要一种全新的施工工艺代替原有工艺，让施工质量得到有效保障。

1.4质量隐患层出不穷维修成本难以控制

管道是高性能硬聚氯乙烯管材，维修时管道单价698元/m，管件5400元/个，维修易费工费料，增加施工成本。

施工现场操作要求每个维修点要有4 m 以上的作业面，每个维修点开挖土方和抽水维修作业平均在3天时间，加上人工机械损耗，每个事故点维修成本在5万元以上。如影响到周边道面平整度和地基稳定性，那施工成本将会成倍增加。

2管枕式限位支架的特点

管道穿套管是飞行区管道穿越跑到的主要施工方法，能有效的承载地面飞机带来上百吨的荷载。我们在管道上添加自主研发的管枕式限位支撑（以下简称"管枕"），该管枕由限位固定结构、承载结构和行走结构等部分组成[2]。它充分运用力学原理，利用管枕将整个管道悬枕于套管内部，既能保证贯穿作业时管道能从障碍物上平面顺利通过，又能避免穿管过程中的管壁损伤和承插口松动、过度承插等质量问题，特别是针对因过度承插可能造成的减少承插口内所预留的伸缩量（膨胀距离）的质量隐患有良好的消除作用，整个工艺操作简便、实用安全。

2.1组成管枕的各部件

该"管枕"由限位固定结构、承载结构和行走结构组成详见图1。

限位固定结构：由橡胶垫片和螺栓、钢制抱箍、抱箍头（方圆）支撑限位档板和弧形滑动脚组成，通过螺栓将钢制抱箍固定在管道上。同时，在近承插口端安装的"管枕"的4支钢制弧形滑动脚上的支撑限位档板对承插口形成限位作用。

承载结构：钢制弧形滑动脚采用小40x5.0钢管弯曲加工制作而成，通过所连接的支撑限位档板和钢制抱箍一起对管道形成枕型支撑。

行走结构：采用弧形制作工艺的行走支撑（滑动脚）因其摩擦阻力小，让其具有优秀的跨越障碍能力，保证管道平面贯穿作业。

2.2管枕技术要求

（1）管枕使管道悬枕于套管内部，避免管道在贯穿套管过程中发生摩擦、刮擦导致管道损伤、承插接口松动、变形和过度承插后无法及时察觉，投入生产使用过程后产生质量事故。

（2）钢制弧形滑动脚的弧形表面减少与套管接触面降低贯穿套管时的摩擦系数增加其通过障碍物的能力。橡胶垫片起到保护管道和增加管道与管枕之间的摩擦力，使管枕更加稳固的限制管道承插深度以保证预留的伸缩量。

（3）支撑限位档板连接抱箍钢圈和弧形滑动脚，它的另一主要作用是在安装近承插口端管枕时，将管枕的4个支撑限位档板平直的抵住承插口的上缘，对承插口所连接的两端管道形成限位，防止其受外力作用时出现过度承插或松动位移。

（4）抱箍采用方圆头制作工艺，消除抱箍头制作时的工艺误差和现场安装时的严密性。

2.3管枕施工工艺流程及操作要点

（1）工艺流程见图2。

（2）操作要点见表1。

3管道穿套管质量控制措施

3.1施工前做管道安装操作培训

施工前由专业技术人员组织操作人员进行培训，针对施工中易出现质量隐患位置进行重点培训，剖析隐患成因，制定相应的质量管理措施。对操作人员培训后进行考试，对考试不合格人员，进行再培训考试。多次考试不合格人员，认定为不能胜任该项工作，不予录用在该项目工作。

3.2管道施工质量签名管理

管道施工过程中要求操作人员对已安装的管道进行质量负责，在管道上填写好操作时间、操纵人、质量监管人、当日工作量、管道规格型号等信息，做到谁施工谁质量责任制，在后期隐患处理过程中方便溯源，及时向当事人了解当时施工情况，快速准确的找到施工隐患位置，利于质量控制与管理。

3.3管道施工专业人员做好质量把控

施工时专业质量监管人员全程监控管道施工质量，对操作人员施工时不按要求施工，易导致质量隐患行为及时制止，提出质量整改建议，监督其完成质量隐患整改。把控现场质量要求，提供相应的专业质量技术援助，同现场操作人员、现场管理人员一同把好质量关，保障机场运营安全顺利。

3.4施工后严格试压稳压质量检验工作

在管道完成安装后严格按质量验收要求规范进行试压稳压工作，要求1.5倍工作压力，且不得小于0.8 MPa压力下稳压15 min，允许压降不大于0.02 MPa，将实验压力降至工作压力并保持恒压30 min，进行外观检查无漏水现象，则水压实验合格[3]。

3.5不停航施工安全管理

（1）人员管理：机场运营后对飞行区内管道进行施工维修，人员必须经过机场管理部门和公安部门进行严格审核，无误后再进行信息采集，走办证流程完成证件制作发放。

（2）车辆管理：机械进入飞行区施工，必须办理车辆通行证，由机场管理部门审核交通公安部门发放，进入通道口有专业安检人员进行查验核实司机和车辆信息和有无私自携带违禁品，无误后方可放行。

（3）材料工具管理：材料工具进出飞行区严格备案填表，专业安检人员进行查验核对无误方可放行。

（4）F0D外来物管理：施工全过程中，对危害航空安全的一切外来物进行严格管控，包括施工完场后产生的挖填方土体、管道维修产生的建材碎屑碎渣、施工工具零件，必须专人收集处理，安全管理人员全程监管施工安全，发现隐患立即排除。如不能处理时，直接通知飞行区 A0C管理中心，报告隐患情况，共同处理外来物安全隐患，保障航空器运营安全[4]。

3.6管道安装管枕前后成本控制

（1）工效：安装了管枕的管道与未安装管枕管道相比安装效率增加了3倍，安装过程和效率不受任何天气和环境影响。

（2）材料：用钢制管枕支撑管道贯穿套管，施工管材磨损成本相比未穿管枕管道降低100%。

（3）人工：同长度套管贯穿人工成本为未安装管枕管道的1/3。

（4）成本：综合成本以天府机场15 km飞机滑行埋地套管为例，该管枕工艺节约材料损耗费用23万余元，人工7万余元。按以往安装 PVC-UH管道经验，每处受损维修平均5万元计算，15 km管道维修金额接近50余万元，预计节约成本20万元。

由于操作简便，该工艺在工程施工中能达到100%保护管道质量。

参考文獻

[1]姚东.市政道路给排水工程施工常见质量问题的研究[J].四川水泥，20019（1）：51.

[2]国家建筑标准设计图集.室内管道支架及吊架：（03s402）[s].中国建筑标准设计研究院.2003

[3]中华人民共和国国家标准.给水排水管道工程施工及验收规范： GB50268-2008[ s].中华人民共和国住房和城乡建设部，2008.

[4]潘溪平.民航机场飞行区扩建工程不停航施工项目管理[J].管理工程学报，2005（s1）：138-143.