鋼管穿進彎曲套管施工方法
2012-01-01 00:00:00張峰丁峰
中華建設科技 2012年1期
【摘要】本文簡述了應用彈性敷設原理，輔之以輸送帶并涂抹黃油，將鋼管穿進彎曲套管的施工方法。
【關鍵詞】彈性敷設；曲率半徑；牽引；輸送帶；黃油
Into the curved steel casing construction method through
Zhang Feng，Ding Feng
(Jiangsu Petroleum Exploration Bureau， at the oilfield constructionJiangduJiangsu225261)
【Abstract】This paper describes the application of the principle laid flexibility， supported by conveyor belt and butter， will wear into the curved steel casing construction method.
【Key words】Flexibility in laying;Radius of curvature;Traction;Conveyor belt;Butter
1. 引言
由江蘇油建承建的川氣東送江蘇省天然氣配套管線一期工程五標段，地處江陰市郊區，主管線規格為813×15.9mm，材質為X65，設計壓力6.3MPa，管道經過地區大部分為農田、河流、淤泥地段，有多處需要穿越公路、河流及淤泥段。
其中有一處頂管穿越段，采用砼套管規格外徑1440mm，內徑1200mm，單根長度2m，頂管段總長度100m，頂管穿越地段地質結構為淤泥，頂管施工單位在完成頂管后，由于淤泥的不穩定性，導致整個砼套管中心線發生彎曲位移，最大中心線偏移量達到400mm(見圖1)，這就給后續的鋼管穿套帶來極大困難。
圖1套管彎曲、輸送帶安裝及黃油涂抹
2. 鋼管穿進彎曲套管方案優化
針對現場套管中心線彎曲偏移這一問題，經過項目部工程技術人員分析、研究，提出解決這一難題的三種方案：方案1：頂進的砼套管全部返工，另選頂管地點，重新進行頂管施工，這將嚴重影響工程整體進度以及增加工程施工費用。同時由于淤泥的不穩定性，有可能造成砼套管中心線再次發生彎曲偏移。
方案2：強力牽引鋼管穿進套管，將嚴重損壞鋼管絕緣支架和防腐層。
方案3：去除絕緣支架，采用橡膠板絕緣方式。輔之以輸送帶并涂抹黃油等有效措施，既穿進鋼管又起到絕緣作用，同時又保護了鋼管防腐層。
經過反復論證，決定采用第三方案。
3. 鋼管穿進彎曲套管可行性分析
依據相關理論，彈性敷設曲率半徑不得小于鋼管外直徑的100O倍。垂直面上彈性敷設管道的曲率半徑尚應大于管子在自重作用下產生的撓度曲線的曲率半徑，其曲率半徑應按下式計算：
R≥36003(1-cosα2)α4D2
式中 R——管道彈性彎曲曲率半徑(m)；
D——鋼管的外徑(cm)；
α——管道的轉角(°)。
根據上述公式，計算得813×15.9mm鋼管允許達到的彈性彎曲角度為7.1°。
根據三角函數推算，鋼管長度100m，其中心線彈性彎曲允許達到的最大偏移量為1600mm，鋼管允許偏移量大于砼套管中心線最大偏移量，在鋼管上施加一定的外力，可以使鋼管穿進套管，滿足規范要求。
4. 鋼管穿進彎曲套管施工技術措施及實施
4.1經過設計和監理的同意，原采用的絕緣支架改為鋼管全長外圈包扎10mm橡膠板（見圖2），保證絕緣性能不變。
圖2鋼管穿套現場
4.2在預制管道穿進套管端焊接牽引頭，并固定鋼絲繩，將鋼絲繩穿過砼套管與牽引機械連接。
4.3穿越管段預制完成后，開挖發送管溝，管溝斷面尺寸與一般線路管溝相同。
4.4在砼套管內壁下部安裝輸送帶。在鋼管穿進端將輸送帶可靠固定，以免鋼管穿進時輸送帶滑動。在輸送帶上涂抹黃油，減少鋼管與輸送帶的摩擦，保護管道絕緣層和防腐層（見圖1）。
4.5將預制管段吊至管溝，并將其前端送入砼套管內。
4.6一臺挖機吊起管線后端，啟動牽引機械拖拽鋼絲繩，帶動預制管段進入砼套管（見圖2），到達規定位置，停止牽引。
4.7割除牽引頭，割除露出砼套管以外的輸送帶。
4.8按規定要求進行管道連頭，管溝回填，地貌恢復。
5. 結束語
經過項目部全體人員的共同努力，順利完成鋼管穿進彎曲套管的施工任務，從而為今后處理類似情況積累了經驗。
彈性敷設理論，是在重力作用下發生鋼管自行彎曲的基礎理論，其作用力是在垂直方向。本文所述及的方法其作用力是在水平方向，這個水平方向的作用力來自套管內壁，使鋼管發生彈性彎曲而得以穿套成功。
［文章編號］1619-2737（2012）08-24-206
［作者簡介］ 張 峰（1984- ），男，籍貫：江蘇海安人，職稱：助理工程師，2008年畢業于中國石油大學（華東）油氣儲運專業，現從事石油工程施工技術管理工作。
