利用超高压水射流技术进行LNG储罐预应力孔道疏通的施工实践（论文）.pdf

利 用 超 高 压 水 射 流 技 术 进 行 L N G 储 罐 预 应 力 孔 道 疏 通 的 施 工 实 践 张洪禄 高 立 郑谦文 上海电力监理咨询有限公司 上海 200031 摘要 ：在LNG (液化天然气 )储罐工程的后张拉预应力工程中，其预应力孑L道为埋设在储罐混凝土壁内的由镀锌钢带 卷压成型的波纹管，波纹管沿混凝土壁呈半圆弧形布置。在施工过程中波纹管孔道极易被杂物或混凝土浆液堵塞 ，为 了能够在不破坏孔道及波纹管的情况下对孔道进行疏通，在经多种方案比较、遴选后 ，确定采用超高压水射流进行孑L 道疏通 ，取得了非常理想的效果。 关键词：LNG 预应力孑L道 超高压水射流 波纹管疏通 中图分类号：TU992．3 文献标志码：B D0I：10．14144／j．cnki，jzsg．2015．1 1．031 Construction Practice on Dredging LNG Storage Tank Prestressed Channel by Using Ultra-High Pressure W ater Jet Technology ZHANG Honglu GAO Li ZH ENG Qianwen Shanghai Power Supervision and Consultancy Co．，Ltd． Shanghai 200031 1 工程 概 况 中国石油某LNG(液化天然气 )储罐工程 ，储罐为后 张拉预应力加强混凝土结构 ，混凝土罐壁内径41 ITI，外径 41．80 m，墙板内共有环向波纹管95 X 2道 ，竖向波纹管96 道 ，环向波纹管轴线半径为41．54 m，波纹管为由厚0．60 mm 镀锌钢带卷压成型的管道 ，内径95 mm，其 中1道波纹管从 锚座 口起始约13 m范 围内被混凝 土浆液堵塞 ，波纹管从锚 座 口到扶壁柱 内2 m位置处为平直段 ，之后分别在水平 向 和竖直向平滑过渡到墙板内，墙板 内的波纹管为圆弧 曲线 (图1)。 图1 波纹管堵塞段与罐体相对位置 2 方 案 遴 选 由于 曲线预应力钢绞线穿线及张拉的过程中孔道的摩 擦力对穿线机张拉 的质量影响 ，需保证波纹管内壁光滑顺 畅，尽量减小摩擦力 ，使钢绞线能顺畅地穿过圆弧形的波 纹管孑L道 。所以在进行孔道清理 的过程 中需保证混凝土清 作者简介：张洪禄 (1963一 )，男，本科，高级工程师。 通信地址：上海市高邮路68号(200031)。 收稿日期誊20 5-o8_18 誊善囊 誊童 善慧 鬣 鎏誊曩 = 衄 建筑艳工 ·第37卷 ·第1l明 理较干净 ，且不能损伤波纹管内壁。在清理完成后若孔道 罐壁内仍有粗糙的混凝土黏附着 ，会造成预应力钢绞线穿 线过程 中摩擦力太大或者被混凝土顶住而造成钢绞线无法 通过 ，也会造成张拉过程 中摩擦过大而影响张拉的质量甚 至导致钢绞线被拉断。 2．1 方案1：采用水钻进 行钻 芯钻出堵 住的混凝土 由于水钻 的尺寸本 身和孔道的尺寸不是很 匹配 (或 小或大 )，孔道为镀锌钢带卷压而成的波纹管 ，内里有凹 凸纹路 ，用钻头无法将混凝土清除干净 ，残留的粗糙 的混 凝土会对预应力钢绞线穿线造成极大的影响 ，而且钻头不 好控制 ，无法控制方向 ，在拐点及圆弧段必然会损伤波纹 管 ，钻头也无法深入非直线段 的孔道内进行施工 ，即使深 入也难保证能够沿着波纹管走 向行进。所以在尝试了用钻 头在锚座 口处钻人70 crH后放弃 了该方案。 2．2 方案2：墙面破 除进 行清理 疏通 破墙本身就是对结构具有较大破坏性 的措施 ，而且也 需要彻底破坏波纹管 ，孔道堵住的长度较长 (13 m)，破 墙会对墙体结构造成较大的影响，所以在万不得 已的情况 下才能采取这种极端的疏通方式。 2．3 方案3：超高压水射流技术 水射流技术为近几年快速发展的一种以超高压的水作 为介质进行切割、破岩和清洗 的技术 ，由于水射流对表面 致密光滑且不存在微孔隙的波纹管很难造成直接的损伤 ， 且波纹管本身为金属材料 ，具有较好的弹性 、延展性和耐 疲劳性能 ，水射流很难对波纹管造成严重 的破坏 。而混凝 土为脆性多孔隙材料 ，水射流对其能够有效地破碎。水射 、 壹 皇 塑 型里塑壹垦 婪术 行LNG储罐预应力 L道疏通的施工实践 流可通过高压软管接喷头深入 曲线波纹管内进行破碎混凝 土 ，研究小组认为该技 术能够非常好地满足该工程 的需 求 ，所以选择了该方案 。 3 参 数 确 定 及 方 案 实 施 选择可压力切换的超高压水射流设备 ，其压力分别为 140 MPa、280 MPa。为了确保有足够的压力对波纹管 内凝 固的混凝土浆液进行破碎 ，我们在现场将波纹管内的凝固 混凝土浆液钻芯取出一段进行现场试验 ，试验结果表明在 140 MPa的水压下 ，混凝土芯柱和试件瞬间就被水柱破坏 ， 而280 MPa的水压下 ，由于水流量减小 ，对于混凝土试件的 破坏效果不理想。为了提高混凝土破碎效率，增加 了1台高 压水泵并联供水，并选择了流量更大的喷头。 为了便于将混凝土碎屑 、水及杂物排 出管道 ，喷头设 计成前后有多个喷 口的形式 ，前面的喷 口较大 ，用于提供 破碎混凝土的水柱 ，向后喷射的水柱则将水 、杂物及混凝 土碎屑 向后推 出管道 ，以保证喷头和高压水