一种狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法与流程

专利2025-12-26  19


本发明涉及隧洞衬砌施工,具体涉及一种狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法。


背景技术:

1、在水工有压输水隧洞的建设中,当进出山体的洞室埋深较浅,或者围岩裂隙发育、完整性欠佳时,增设钢衬成为确保工程安全的必要措施。钢衬的主要作用是使作为钢衬的钢管、混凝土衬砌以及山岩一起承受内部水压力,以此提高隧洞的安全性。采取钢衬加固后能消除因混凝土裂缝引起的内水外渗,有效提高输水效率和降低运行成本,消除因内水外渗引起的不良后果,并保证山体稳定及避免发生隧洞进出水口建筑物失稳。

2、然而,在狭窄且受限的空间环境中实施大直径钢衬砌施工,始终是工程中的重大挑战。过往的施工方式往往依赖于大量的人工操作和相对简单的机械辅助,缺乏系统性和高效性。例如,在钢管的运输环节,可能采用较为原始和低效的搬运手段,不仅效率低下,还容易导致钢管受损。在高程轴线的调整和钢衬的固定方面,可能依赖经验和粗略的工具,难以确保精度和稳定性。焊接工艺也可能相对传统,致使焊接质量不稳定、效率低下,同时增加了施工中的安全风险。

3、传统施工方法由于缺乏精准的测量和规划,致使施工流程混乱,施工过程中相互干扰严重,效率大打折扣。人工操作占比较高,使得施工进度易受人员因素左右,且精度难以保障。复杂繁琐的工序和低效的作业方式,不仅拖延了工期,还推高了成本。同时,施工过程中的安全保障措施存在不足,给施工人员带来了较大的安全威胁。


技术实现思路

1、本发明目的在于:为了解决狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工中存在的问题,提供一种狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,该方法通过优化钢管洞内运输及焊接工艺降低施工干扰、提高施工效率、加快施工进度、降低安全隐患、节约成本。

2、本发明通过下述技术方案实现:

3、本发明提供了一种狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,包括以下步骤:

4、步骤一、利用施工现场测量控制网,放样出钢管运输轨道轴线及高程;

5、步骤二、根据测量放样结果,在隧洞底板上安装轨道,所述轨道从钢管设计里程沿轴向一直延伸至隧洞洞口外;

6、步骤三、将钢管吊运至轨道上,并使钢管上设置的钢轮与轨道配合,通过牵引机构将钢管沿轨道牵引至洞内安装位置;

7、步骤四、钢管运至安装位置后,调整钢管里程、高程至设计里程、设计高程;

8、步骤五、钢管里程、高程调整到位后,将钢轮与轨道焊接固定,同时通过沿周向均布的多个锚固点对钢管进行固定;

9、步骤六、采用单面焊双面成型焊接工艺焊接钢管环向焊缝;

10、步骤七、钢管焊接完成后对焊缝进行无损检测;

11、步骤八、钢管补口防腐。

12、作为本发明的优选方案,所述步骤一中利用在施工现场设置测量控制网,采用全站仪进行测量施工控制,精确放样出钢管运输轨道轴线及高程。

13、作为本发明的优选方案,所述步骤二中轨道并排设有两根,并通过隧洞底板混凝土内预埋的钢轨底座安装固定。

14、作为本发明的优选方案,所述步骤三中牵引机构包括卷扬机、导向滑轮和钢绞线,所述钢绞线置于所述导向滑轮内,所述钢绞线的一端缠绕在所述卷扬机上,另一端与钢管相连。

15、作为本发明的优选方案,所述步骤四中调整钢管高程时,通过在钢管上对称焊接多个托板,并分别设置千斤顶支撑托板,通过同时调整多个千斤顶将钢管顶起,使钢管调整到设计高程。

16、作为本发明的优选方案,所述步骤五中钢管调整至设计高程后将钢轮与轨道焊接固定,同时在钢管断面对称设置多个锚固点,采用螺纹钢锚固深度不小于1.5m。

17、作为本发明的优选方案,所述步骤六中钢管焊接时先进行定位焊,定位焊缝位置应距焊缝端部30mm以上,其长度在50mm以上,间距为100~400mm,厚度不大于正式焊缝厚度的1/2且不大于8mm。

18、作为本发明的优选方案,所述步骤六中钢管焊接前,应清除所有拟焊面及坡口两侧各50~100mm范围内的氧化皮、铁锈、油污及其它杂物,待检查合格后方可进行施焊。

19、作为本发明的优选方案,所述步骤七中钢管焊接完成后48h以后进行无损检测,无损检测采用超声波探伤检测,钢管焊缝无损探伤抽查率为100%。

20、作为本发明的优选方案,所述步骤八中钢管补口防腐包括内防腐和外防腐;内防腐采用人工滚涂无溶剂环氧防腐涂料,涂层厚度不低于600μm,附着力不低于10mpa;外防腐采用人工滚涂无溶剂环氧防腐涂料,涂层厚度不低于1000μm,附着力不低于10mpa。

21、本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

22、本发明中通过采用轨道+钢轮+卷扬的洞内牵引方式,结合精确的钢管运输轨道轴线测量放样和千斤顶微调钢管高程,极大地提高了施工效率,缩短了施工周期,同时保证了钢管安装的高精度;通过免拆卸钢轮的应用以及优化的钢管固定方式,避免了复杂工序导致的工期延误,有效降低了成本;通过采用单面焊双面成型的焊接工艺,在受限空间内展现出了高效性,降低了施工安全风险,显著提升了焊接质量。



技术特征:

1.一种狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,其特征在于,所述步骤一中利用在施工现场设置测量控制网,采用全站仪进行测量施工控制,精确放样出钢管运输轨道轴线及高程。

3.根据权利要求1所述的狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,其特征在于,所述步骤二中轨道并排设有两根,并通过隧洞底板混凝土内预埋的钢轨底座安装固定。

4.根据权利要求1所述的狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,其特征在于,所述步骤三中牵引机构包括卷扬机、导向滑轮和钢绞线,所述钢绞线置于所述导向滑轮内,所述钢绞线的一端缠绕在所述卷扬机上,另一端与钢管相连。

5.根据权利要求1所述的狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,其特征在于,所述步骤四中调整钢管高程时,通过在钢管上对称焊接多个托板,并分别设置千斤顶支撑托板,通过同时调整多个千斤顶将钢管顶起,使钢管调整到设计高程。

6.根据权利要求1所述的狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,其特征在于,所述步骤五中钢管调整至设计高程后将钢轮与轨道焊接固定,同时在钢管断面对称设置多个锚固点,采用螺纹钢锚固深度不小于1.5m。

7.根据权利要求1所述的狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,其特征在于,所述步骤六中钢管焊接时先进行定位焊,定位焊缝位置应距焊缝端部30mm以上,其长度在50mm以上,间距为100~400mm,厚度不大于正式焊缝厚度的1/2且不大于8mm。

8.根据权利要求7所述的狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,其特征在于,所述步骤六中钢管焊接前,应清除所有拟焊面及坡口两侧各50~100mm范围内的氧化皮、铁锈、油污及其它杂物,待检查合格后方可进行施焊。

9.根据权利要求1所述的狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,其特征在于,所述步骤七中钢管焊接完成后48h以后进行无损检测,无损检测采用超声波探伤检测,钢管焊缝无损探伤抽查率为100%。

10.根据权利要求1所述的狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,其特征在于,所述步骤八中钢管补口防腐包括内防腐和外防腐;内防腐采用人工滚涂无溶剂环氧防腐涂料,涂层厚度不低于600μm,附着力不低于10mpa;外防腐采用人工滚涂无溶剂环氧防腐涂料,涂层厚度不低于1000μm,附着力不低于10mpa。


技术总结
本发明公开了一种狭窄受限空间内大直径钢衬砌施工方法,包括以下步骤:测量放样出钢管运输轨道轴线及高程;根据测量放样结果,在隧洞底板上安装轨道;将钢管吊运至轨道上,并使钢管上设置的钢轮与轨道配合,通过牵引机构将钢管沿轨道牵引至洞内安装位置;钢管运至安装位置后,调整钢管里程、高程至设计里程、设计高程;钢管里程、高程调整到位后,将钢轮与轨道焊接固定,同时通过沿周向均布的多个锚固点对钢管进行固定;采用单面焊双面成型焊接工艺焊接钢管环向焊缝;钢管焊接完成后对焊缝进行无损检测;钢管补口防腐。该方法通过优化钢管洞内运输及焊接工艺降低施工干扰、提高施工效率、加快施工进度、降低安全隐患、节约成本。

技术研发人员:郑文全,尹成福,梁涛,赵传志,王志浩,罗坤
受保护的技术使用者:中国水利水电第五工程局有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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