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摘要：在管道工程中，超长直埋钢管的施工难度较大，需要将钢管焊接，由于管道的长度较大，需要施工期间对焊接后的钢管起吊。此外，在施工的过程中会经过不同的土壤环境，部分区域的地质较差，对施工人员提出了很高的技术要求。本文以瓦房店集中供热长输管线为例，从施工特点难点分析入手，讨论管道组装焊接，阐述整体吊装工艺，最后分析管道电预热，希望对有关研究具有帮助作用。
关键词：超长直埋钢管；组装焊接；整体吊装技术
市政、港口、码头等供水供热以及油气管道通常利用地埋敷设方法。施工工序主要包括测量放线、开挖管沟、排水工作、管道吊装、管道焊接、焊缝探伤、管道试压、土壤回填。要求管道在沟槽内部焊接情况良好，尤其是管道下部必须在工作坑内进行仰焊，不利于焊缝形成，并且存在很大的施工安全问题。
一、工程概况
瓦房店供热长输管线工程长度为12千米。直埋保温管道深度1.4米，供水和回水管道相邻布设，集中于路边缘和农田下方，施工区域地表水较为丰富，并且水位偏高，施工环境较为复杂。本次施工主管道直径为1200毫米，管道内部流通热水设计压力1.6兆帕，供水回水温度分别达到120℃和60℃，供水回水主管道管壁厚度分别为16毫米和14毫米，利用预热以及自然补偿结合的方法进行敷设，此外管道外部利用聚氨酯泡沫进行保温[1]。
二、施工特点难点
首先，施工环境复杂，本次施工地点临近沿海地区，土质多为泥沙，并且地下水位偏高，同时管道穿越农田和滩涂，需要做好支护工作。
其次，工期压力较大。结合项目总体安排和现场条件，施工材料入场之后多到施工工序依次进行。根据施工要求，供暖期必须投入使用，所以存在工期紧张，工程量大、施工组织难度大等客观条件影响。
再次，焊接质量要求高。在本次工程中管道焊接是重点，要求焊工适应环境能力较强，具备全位置焊接技能，掌握单面焊双面成形技术，要求焊缝全部熔透。与此同时，焊工在实际操作中还需要选择合适的焊接角度，通过观察、听音等方式对焊接过程有效控制，确保焊接部位能够达到防水效果。
最后，确定基本安装工艺。针对工程实际情况，结合具体资料和文献制定出以下工艺方案：沟槽外部组装管道整体吊装就位以及无补偿电预热，具体施工流程包括材料和设备的进场与验收测量、放线管道的组装和焊接、沟槽开挖和垫层整体吊装、严密性试验、吹扫、管沟回填。
三、管道组装焊接
首先，管道组装。在管道焊接环节利用外型坡口，管道连接之前需要对管道坡口附近的氧化皮和其它污染物质清除，之后利用角磨机进行打磨。施工人员需要制作出工装卡具，利用卡箍式对管器进行管道组对，期间有效保证装配方式正确，这种管器由千斤顶和两个半圆式卡箍组成。利用千斤顶的压力闭合卡箍，然后对管口的间隙和错边量进行调整，确保对接的两根钢管内部平齐。满足焊缝质量要求。
其次，管道焊接工艺的选择。对于传统的压力管道焊接技术来说，主要利用钨极氩弧焊，利用这种焊接方式打底可以利用二氧化碳气体保护罩面。同时在打底的过程中通过氩气保护可以借助电弧热融化母材以及填充丝制作成接头，这种技术操作较为便捷，但是抗风性不够理想，并且对焊件清理要求十分严格，容易在焊接后出现气孔[2]。
手工下向焊接是当前一种先进的焊接技术，能够有效避免钨极氩弧焊打底存在的缺陷。随着该技术的不断发展，全纤维素向下焊接技术逐渐成熟，这种工艺特点如下：其一是具有良好的环境适应能力。纤维素焊条根焊时焊条的有机物分解出大量气体可以起到稳定电弧和保护熔池的作用，并且药芯焊丝在半自动焊接的过程中无需气体保护，具有很强的抗风能力，可以用于施工环境复杂的地区，同时对焊工的操作要求偏低；其二，焊接质量更好。纤维素焊条向下打底的过程中，焊缝从短处逐渐向小熔滴颗粒过度所形成的焊缝敏感性小、熔深大。在焊缝的背部具有饱满、美观的特征，同时焊缝探伤一次合格率很高，能够有效减少焊缝返修情况；其三。焊接效率很高。纤维素向下焊和传统手工电弧焊方法类似焊接的手法容易掌握，难度偏小，具有焊接速度快的特点，药芯焊丝半自动填充时，设备可以做到连续送丝，并且金属熔敷量大、焊接接头少、填充层数较少，所以焊接效率很高，一般可以达到手工电弧焊的2-4倍；其四，焊条损耗偏低。纤维素焊条向下焊和传统的从下向上焊接方法，可以有效减少焊条使用量，据统计可以达到20%-30%。整体来看，尽管向下焊条的价格较高，并且需要使用专用焊机，不过在整体成本控制以及焊接效率方面，优势更加显著。
再次，管道焊接。在焊接材料和准备环节，施工人员利用DC-400直流焊机以及LN-23送丝机操作，确定了焊接的有关参数。在根焊过程中，两名焊工在管道的两侧对4个点位同步进行焊接，采用自上而下的焊接方法，焊接长度为15厘米。定位焊接之后进行对称焊接，如图一：
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图一：焊接次序图
四、整体吊装工艺
首先，工艺选择。在安装管道的过程中，将其在水沟附近组对和焊接，连接长度达到数百米，进而减轻了地下水的不利影响，保证了焊接的质量，也有利于后续的回填操作。在施工期间借助管道的回弹变形，通过多台起重设备进行分断吊装，直到整体在沟槽就位。其次，现场吊装。施工期间先对路面平整，对标高进行复核，在吊装的过程中，为了避免沟槽出现滑动和失稳，在120米外的位置布置了3台挖掘机。吊带的宽度为300毫米，承载力达到20吨，起吊过程中在吊带与钢管接触部位设置了保护垫。在挖掘机与吊车就位后，匀速将钢管整体升高20米，静止30秒后观察时候有异常，然后平移管道至中心线正上方，之后缓慢下降。
结束语
综上所述，此外，对于超长直埋钢管的焊接和吊装来说，整体难度较大，需要做好管道组装焊接、整体吊装、管道电预热等工作。此外，在本工程中还进行了管道电预热和分层回填，通过该措施起到了减少管道滑动和位置的作用，最终如期完成施工，工程效益良好，具有推广价值。
参考文献：
[1]袁智深，舒兴平，胡习兵.内隐藏焊缝对N形方圆钢管节点受力性能影响[J].湖南大学学报（自然科学版），2018，45（7）：10-19.
[2]蒋东强.240m大跨度飞燕式钢管拱桥制造施工技术[J].建材与装饰，2020，22（11）：246-247.