折戟消兵歌牧野,沉河洗甲看流星。

 新乡,一个历史文化悠久的城市,几千年来,牧野大地流传着许多有关牧野大战的传说,武王伐纣便征战在这片沃土。千年后的今天,中铁一局人在这里用技术创新,征战在为国家能源安全及环境保护问题的战场上。在新乡蒸汽管网项目,作为国内罕见的大管径长距离蒸汽管网工程,他们用折戟沉沙之势,为实现国家“双碳”目标交上了一份满意的答卷。

 新乡蒸汽管网项目主要向企业及居民采暖供气,项目利用废弃的热能,而蒸汽也属于清洁环保能源。全线总管线长度为23.9公里,设计压力为1.6兆帕,输送介质为蒸汽,设计使用800毫米管径工作管道,采用地埋、架空及顶管三种敷设方式,目前,一次施工这样大管径、长距离钢套管压力蒸汽管道在国内极为罕见,也对施工作业带来诸多不利影响。

自主研发 在“鲜有人至”的领域寻求突破

 项目面对的首要问题就是如何保证难度极高的长距离穿管施工质量。项目12段顶管共1.9公里,单次顶管长度24米至415米不等。

 如果按照传统钢套钢蒸汽管道内部的滑动支架为单向滚轮式的施工方式,必须严格控制管道安装方向,极易出现牵引力不足、卡管等现象,处理难度极高,将严重影响施工质量、成本和进度,且如此大管径、长距离穿管施工在国内未见先例。

 项目管理团队多次邀请专家论证,并在提出的三种方案中进行实施性比选,确保方案最优化,最终采用由项目自主研发的“牵引系统+限位系统+滑动系统”方案进行施作。

 该方案不仅确保了管道线性控制、台车受力和运营稳定性,还缩短工期约30天。该技术成功申请国家专利,其中“穿管台车”的应用荣获省部级QC一类成果奖1项。

创新选材  用“改变世界”的材料挑战传统

 项目防腐保温标准要求极高,外套管防腐采用3PE加强级方式,为保证30年管道不发生腐蚀,采用阴极保护法,结合本项目供热管道的出口温度,管道保温材料选用高温下保温性能好的高温离心玻璃棉及纳米气凝胶复合保温。

 “纳米气凝胶可以称得上是改变世界的神奇材料,它的隔热效果是传统隔热材料的2至5倍,1厘米的纳米气凝胶就相当于5厘米的传统隔热材料,质量轻、易剪裁、热损失少,极大提高施工质量和施工效率,同时降低施工成本”项目技术负责人汪惺介绍。

 项目使用的气凝胶保温,每公里温降低于5度,提高了热网利用率与传输距离。气凝胶优异的绝热性能大大降低了热管网热损,比传统保温材料节能30%-50%。

全数试验  将“滴水不漏”的严谨贯穿始终

 因为项目大部分管道采用地埋式敷设,全线管道线性复杂,大管径、长距离吹扫验收难度极高,所以,保证管道施工质量成为项目技术控制的核心点之一。

 在施工过程中,项目高度重视技术创新和过程质量管理,提出“节约与开发并重”的方针,并采取一系列措施。管道的每处焊缝均进行探伤、射线双检控制,同时每道焊缝均打上作业人员钢印,确保责任到人。为防止管道破裂事故、运送介质泄露等问题发生,项目严格对已焊接完成的管道全数进行打压试验,强度试验为1.5倍设计压力,严密性试验为1.25倍设计压力,进一步确保焊接管道可以应对后期运营过程中的复杂情况。

 1月10日,项目已通过确保运营时管道内干净无水的吹扫验收工作,即将正式投入运营。

 通过对23.8公里超长距离大口径“钢套钢”压力蒸汽管道直埋敷设施工、混凝土管内长距离穿管施工、高空、低空敷设作业以及蒸汽管道防腐保温等施工技术的研究,项目逐步了解和掌握长距离“钢套钢”管道直埋敷设的线型控制、管道氩电联焊焊接质量的把控、混凝土管内有效空间穿管作业的控制、架空敷设预偏量的计算以及施工过程中临时结构设计参数的确定等,最终形成一整套关于大口径“钢套钢”压力蒸汽管道的施工综合技术,为今后施工类似工程提供技术支撑,该成果的研究与应用,保证工期,创造了良好的经济效益。

 这一研究成果,进一步发展了我国蒸汽管道施工技术的内容和领域,对以后同类型工程的施工具有极大的借鉴意义和参考价值,也对我国类似管道施工技术发展起到了积极的推动作用。项目投入运营后,蒸汽热力将向东输送至新乡经济技术开发区,满足地区企业及局部地区的采暖供汽需求。(图/文 朱煜喆)

施工现场

吹扫作业

项目验收通过

荣获2021年陕西省工程建设优秀质量管理小组