長輸管線下溝工法

1、大口徑管道平原丘陵段下溝探討一、前言在長輸管線的施工過程中，下溝是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，下溝的好壞，直接關(guān)系到工程的進(jìn)度，尤其大口徑管線平原丘陵段下溝難度大，危險(xiǎn)性高，這個(gè)課題越來越引起我們的關(guān)注。借施工西氣東輸管道工程的契機(jī)，根據(jù)已施工26、18、9A標(biāo)段施工的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合各家施工單位對(duì)管道下溝問題的研討，我們對(duì)大口徑管道下溝進(jìn)行了認(rèn)真的分析、計(jì)算和總結(jié)，確定對(duì)溝上組裝，采取吊管機(jī)聯(lián)合吊裝作業(yè)的方式實(shí)現(xiàn)管道下溝，并委托勝利油田勝利勘察設(shè)計(jì)院結(jié)構(gòu)室用AutoPipe6.0計(jì)算機(jī)軟件對(duì)管線下溝做出模擬和計(jì)算，確定方案的可行性。二、要點(diǎn)討論1. 下溝機(jī)具的選擇吊裝時(shí)吊管機(jī)選擇及校核根據(jù)勝利油田勝利勘察設(shè)

2、計(jì)院結(jié)構(gòu)室用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)本次施工管線下溝做出模擬和計(jì)算設(shè)計(jì)提供的計(jì)算報(bào)告中對(duì)施工狀態(tài)的描述，我們對(duì)吊管機(jī)進(jìn)行了選用校核。入溝示意圖已知：70噸吊管機(jī)吊鉤臂長L=9m，主鉤受力：水平方向吊力P1為23470N；豎向吊力P2為125000N。如草圖示。吊管機(jī)距離管中心4750mm。主管線1016x14.6L485；溝深H=2.5m；吊臂根部距地面h=400mm；校核：下溝時(shí)701吊管機(jī)是否滿足吊裝能力。計(jì)算結(jié)果：通過設(shè)計(jì)條件計(jì)算出，當(dāng)?shù)豕軝C(jī)邊緣與管溝中心為4750mm時(shí)，吊管機(jī)在此狀態(tài)下的變幅為5930mm,經(jīng)查吊重曲線表(見下圖)可知：變幅6100mm時(shí)，吊管機(jī)最大吊重13.81,大于下溝時(shí)的豎

3、向吊力12.91。故變幅在5930mm狀態(tài)下，吊管機(jī)亦滿足吊裝能力。圖1模型圖管道的變形圖見圖2,其中圖2(V)為豎向變形，圖2(H)為水平向變形。圖2(V)管道豎向變形圖圖2(H)管道水平向變形圖地形比較一般地段管溝外形尺寸管溝溝底寬度（m）最陡邊坡坡比備注黃土塬地段1.521：0.33溝上組焊農(nóng)田1.521：0.67溝上組焊單機(jī)吊裝截面示意圖吊管機(jī)與管溝之間的距離（mm）管溝AB戈壁地段35852000農(nóng)田44152000結(jié)論：從規(guī)范提供的數(shù)據(jù)推算，吊管機(jī)與管溝之間的距離均小于4750mm，故701吊管機(jī)（臂長9m）可滿足一般地段1016x14.6L485管線的下溝問題。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算分析，

4、施工時(shí)，擬選擇臂桿長度為9m，最大吊重701的吊管機(jī)進(jìn)行下溝作業(yè)?，F(xiàn)擬選擇4臺(tái)701吊管機(jī)聯(lián)合進(jìn)行下溝。吊裝索具選擇為保證吊裝時(shí)母材不受損傷，選用FA型合成纖維吊裝帶；吊具選用時(shí)與701吊管機(jī)配套選擇，經(jīng)查表，型號(hào)為：FA40，長度6m/根。每臺(tái)吊管機(jī)配備一套，并留2套備用，以免吊裝帶在下溝過程中發(fā)生損壞而影響下溝工作的進(jìn)行2. 下溝方案用4臺(tái)70t吊管機(jī)進(jìn)行下溝作業(yè)；每臺(tái)吊管機(jī)配備配套尼龍吊帶，起吊點(diǎn)距環(huán)向焊縫距離不小于2m,起吊高度不大于lm。根據(jù)計(jì)算分析報(bào)告，4臺(tái)吊管機(jī)依次在指定地點(diǎn)以20m間距布置，在指揮人員的統(tǒng)一信號(hào)下,起升至設(shè)計(jì)規(guī)定位置,開始下管；下管過程中,各吊管機(jī)均受到水平和豎

5、向兩個(gè)方向的作用力，但由于各點(diǎn)受力不同，各吊管機(jī)扒桿的傾放角度也不同，根據(jù)不同狀態(tài)下的吊管機(jī)的施工狀態(tài)，完成全過程的吊裝工作。在第一節(jié)管端觸地后，將末端（第4臺(tái)）吊管機(jī)遷移至下溝方向最前方距離第1臺(tái)吊管機(jī)20m處，吊起管段；然后，原第3臺(tái)吊管機(jī)重復(fù)上述第4臺(tái)吊管機(jī)操作，將管段放到溝底，每臺(tái)吊管機(jī)依次重復(fù)順序操作，通過吊管機(jī)的滾動(dòng)式移動(dòng)實(shí)現(xiàn)管段下溝（如圖）。管段下至最后一段時(shí)，為防止最后一端抬起后震顫晃動(dòng)，使管子受到內(nèi)力損傷，下溝時(shí)，應(yīng)盡量降低最后一端的高度，先使其與地面接觸，平穩(wěn)后吊起下溝。3. 管線下溝過程中應(yīng)注意的幾個(gè)問題管道下溝前的準(zhǔn)備工作由于是多臺(tái)吊管機(jī)聯(lián)合作業(yè)，作業(yè)前應(yīng)組織有關(guān)人員討

6、論，報(bào)施工方案；施工時(shí)，召集有關(guān)人員現(xiàn)場開會(huì)、進(jìn)行施工前交底。1）.管道下溝前按設(shè)計(jì)要求對(duì)管溝溝底標(biāo)高、溝底寬度進(jìn)行檢查。清理溝內(nèi)塌方、石塊等雜物；對(duì)塌方較大的管溝段，清理后進(jìn)行復(fù)測，保證管溝達(dá)到設(shè)計(jì)要求；土方管溝內(nèi)積水深度不得大于0.11m。在溝底覆蓋一層200厚的細(xì)土；當(dāng)溝底是卵礫石結(jié)構(gòu)時(shí)要把溝底的石塊挑出來，然后再覆蓋一層200厚的細(xì)土。2）.吊管機(jī)吊管的路線要事先整平好。在下溝前先把吊管機(jī)的行車路線用推土機(jī)或鏟車把路線上的土堆和水渠等障礙物平整，防止吊管機(jī)在行進(jìn)中出現(xiàn)問題（車陷在泥里出不來；吊管機(jī)下的土堆礙事，吊管機(jī)無法平穩(wěn)的吊管下溝，容易發(fā)生事故等)。作業(yè)帶的平整也方便吊管機(jī)錯(cuò)車，加

7、快下溝的速度。3) .防腐檢漏人員要事先把管線的防腐層檢查一遍，及時(shí)處理檢查出來的漏點(diǎn)。在對(duì)管線進(jìn)行防腐補(bǔ)口時(shí)找出一個(gè)人專門進(jìn)行管體防腐層的檢漏工作，把管體上的缺陷和漏點(diǎn)標(biāo)出，后面的補(bǔ)口人員及時(shí)把缺陷和漏點(diǎn)補(bǔ)好，以減少下溝時(shí)的防腐檢漏人員的工作量，加快管線下溝的速度。4) .管溝兩邊的石塊和大土塊都要清理干凈，以防管線把其帶下管溝擱壞管線的防腐層。在下溝前將管溝里的石塊、土塊清理干凈，但是在管溝邊上的石塊、土塊若被帶進(jìn)管溝，清理的難度很大，因此在吊管機(jī)沒有吊起管子前組織人員對(duì)管線內(nèi)側(cè)的大土塊和石塊進(jìn)行清理，防止類似事件的發(fā)生。管道下溝時(shí)注意事項(xiàng)起吊時(shí)禁止非工作人員進(jìn)入現(xiàn)場，危險(xiǎn)區(qū)設(shè)警告標(biāo)志，不

8、準(zhǔn)起吊重物從人頭上越過，起吊重物不得長時(shí)間在空中滯留，所有人員禁止在起重臂或起吊物下方停留或行走。管溝清理測量預(yù)先完成，下溝時(shí)，溝下不準(zhǔn)站人。1) .起重要配備好哨子和指揮旗，所有的吊管機(jī)司機(jī)要看起重的旗子，聽起重的哨子，配合好起重把工作做好。如果司機(jī)看不見旗子，可以向現(xiàn)場領(lǐng)導(dǎo)或起重說明，在吊管機(jī)前配備一名有相關(guān)知識(shí)的人在吊管機(jī)前指揮。2) .在下溝時(shí)，最前面和最后面的吊管機(jī)各配2名力工，專門負(fù)責(zé)摘、掛吊裝帶，4個(gè)人要配合好，注意安全。在后面的力工摘吊裝帶時(shí)要注意：等管子完全落地后才能摘，防止突發(fā)事故的發(fā)生。3) .在管子吊起還沒送進(jìn)管溝前，防腐檢漏人員用兩臺(tái)檢漏儀對(duì)管線的底部(主要是管線的土

9、墩支撐部分)進(jìn)行檢漏；如果有，一人立即進(jìn)行補(bǔ)漏，另外一人繼續(xù)檢漏，如果沒有漏點(diǎn)，通知起重繼續(xù)下溝。4) .若管線距離較長，不能一天完成，用袋裝土分段逐步墊高的方式將管段引出溝做到安全緩沖過渡；待第二天施工時(shí)集中吊起此段，將管溝恢復(fù)至原樣后進(jìn)行下溝。彎頭地方的下溝在長輸管線的施工過程中，使用彎頭是不可避免的。由于長輸管線的距離長，受溫度的影響大，在熱脹冷縮的作用下管線很容易增長，在直線段的影響還小，碰到有彎頭的地方影響就要明顯很多，最明顯的就是增長的管線集中在彎頭處，使管線的彎頭移位，無法正常的下溝，因此要特別注意管線的彎頭部分下溝。如果處理不好彎頭部分的下溝，那么將會(huì)給管線下溝工作帶來很大的影

10、響：不但增加了工作量，還耽誤了時(shí)間，浪費(fèi)人力和財(cái)力，甚至影響了全線管線的下溝及后繼工作的開展，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。9A標(biāo)段地處我國西北部的河西走廊，這里海拔高，風(fēng)沙大，晝夜的溫差大，對(duì)管線的影響特別明顯。在32號(hào)樁的下溝過程中，正趕上中午時(shí)間下彎管，隨著70T吊管機(jī)的起吊，管線也逐漸的增長，等下到彎頭處時(shí)，管線的彎頭部分已經(jīng)大部分超出了管溝的寬度。這給管線的下溝帶來很多的不便。最后我們只能再次挖寬管溝，到下午才把管線下下去。這樣一耽誤，不僅打亂了我們原定的下溝計(jì)劃，而且耽誤了后面回填工作的展開，并且影響了我們在另一邊的管線焊接工作。經(jīng)過總結(jié)以往下溝時(shí)碰到的問題，我們總結(jié)出如下的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：在管溝

11、開挖時(shí)先行控制；管溝開挖在管線下溝中占有很重要的地位，管溝挖的好壞，關(guān)系到管線下溝時(shí)的速度和質(zhì)量，特別是彎管部分。如果在下到彎管處才發(fā)現(xiàn)管溝的寬度不夠，管線無法下溝，這時(shí)再處理管溝就要耗費(fèi)更多的人力，增加很大的工作量，耽誤管線的下溝及后繼工作的開展，因此就要在管溝開挖時(shí)進(jìn)行控制。首先在測量人員對(duì)管溝進(jìn)行放線時(shí)就要把彎管部分注重標(biāo)出；其次在管溝挖到彎管部分時(shí)要派專人指導(dǎo)單斗司機(jī)挖溝；再次管溝挖完后，對(duì)管溝進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)對(duì)彎管部分著重檢查，能順利下溝時(shí)方可通過。在管線下溝時(shí)總體統(tǒng)籌在管線下溝過程中應(yīng)該充分的考慮到熱脹冷縮對(duì)管線的影響，給管線的下溝工作帶來的困難，盡量在管線變形小的情況下把彎管部分下到管

12、溝中，這樣就能把溫度對(duì)管線的影響降低到最小。因此，在上午對(duì)彎管部分下溝是比較合適的時(shí)間。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，就需要我們對(duì)管線的整體下溝進(jìn)行統(tǒng)籌，制訂詳細(xì)的下溝計(jì)劃，并采取有效手段保證計(jì)劃的順利實(shí)行。在管線下溝中常遇到以下兩種彎管線的水平彎：在平原段的施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)水平彎。在管線下溝過程中，水平彎的下溝很重要（特別是角度大的水平彎），如果處理不好，可能使管線無法正常下溝，若強(qiáng)行下溝，可能導(dǎo)致管線防腐層的損傷和管線的埋深不夠，達(dá)不到質(zhì)量和技術(shù)要求；嚴(yán)重時(shí)管線無法下溝，從而導(dǎo)致管線割口、重焊，且重焊的難度很大，給施工帶來不便。特別是采用了冷代熱工藝后，原來的彎頭變成了相連的24個(gè)彎管，使下溝的難度加大。管線的縱向彎：管線在穿越?jīng)_溝或丘陵時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)縱向彎。在管溝開挖的過程中，測量要盯在現(xiàn)場，在管溝成形后對(duì)管溝底部的角度進(jìn)行測量，控制管線的縱向角度，以保證管溝符合管線的角度，順利下溝；如果管溝的角度小于管線彎頭的角度，彎頭就會(huì)懸空，使彎頭處的管線埋深達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求；如果管溝的角度大于管線彎頭的角度，彎頭兩邊的管線底部就會(huì)懸空，使管線埋深達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。防滾管措施吊管時(shí)，為防止管線滾動(dòng)，在第一臺(tái)吊管機(jī)前30m,設(shè)置牽引車用吊裝帶做適