吊裝作業(yè)對(duì)復(fù)雜地下管線的影響

陳偉霖 上海眾一石化工程有限公司

吊裝作業(yè)對(duì)復(fù)雜地下管線的影響

陳偉霖 上海眾一石化工程有限公司

某石化公司在老廠區(qū)內(nèi)新建一套化工生產(chǎn)裝置，其中核心設(shè)備吊裝高度52 m，凈重54.6 t。為避免載荷直接傳遞到管線上部，采用換土+砌筑管涵方法對(duì)地下管線進(jìn)行保護(hù)，使得吊車對(duì)地面壓力轉(zhuǎn)移分布到磚砌體上。原來(lái)直接傳給管頂?shù)暮奢d，通過(guò)新加的頂板均勻地傳給地基，從而起到保護(hù)的作用。經(jīng)過(guò)工程實(shí)例驗(yàn)證，上述判別方法及保護(hù)措施是可行的，取得了良好的效果。

吊裝作業(yè)；地下管線；壓力；保護(hù)措施

吊裝是石油化工工程建設(shè)中必不可少的作業(yè)環(huán)節(jié)，裝置改擴(kuò)建中經(jīng)常會(huì)遇到吊車作業(yè)區(qū)域地下管線多、埋深淺、場(chǎng)地狹小等復(fù)雜情況。如何有效地判別吊裝作業(yè)對(duì)地下管線的影響程度并采取合理的保護(hù)措施，對(duì)于吊裝作業(yè)的安全、降低工程成本都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。以某石化公司化工裝置建設(shè)中面臨的地下管線保護(hù)為例，介紹了吊裝作業(yè)對(duì)于復(fù)雜地下管線的影響及相應(yīng)的保護(hù)措施。

1 工程簡(jiǎn)介

某石化公司在老廠區(qū)內(nèi)新建一套化工生產(chǎn)裝置，其中核心設(shè)備吊裝高度52 m，凈重54.6 t。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況經(jīng)計(jì)算采用250 t履帶吊主吊，50 t履帶吊輔吊，設(shè)備自立后履帶吊需行走約3 m后就位。主吊車站位及行走區(qū)域內(nèi)地下管線共3條，其中1 m直徑混凝土排水管1條，管頂標(biāo)高-0.8 m；DN300循環(huán)水管線1條，管頂標(biāo)高-0.9 m；DN200工業(yè)水管線1條，管頂標(biāo)高-1.2 m。

2 地下管線受力計(jì)算及承載安全性判斷

根據(jù)給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，考慮到壓力擴(kuò)散角，吊車產(chǎn)生的豎向壓力作用于埋地管道管頂處單位面積的標(biāo)準(zhǔn)值為

式中μd為動(dòng)力系數(shù)；n為履帶數(shù)量；Qvk為單條履帶壓力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；a為單條履帶著地分布長(zhǎng)度（m）；b為單條履帶著地分布寬度（m）；z為地面至管頂距離（m）；d為履帶之間凈距（m）。

CKE2500履帶吊車身自重約為208 t，吊物重量54.6 t，合計(jì)約262.6 t，取動(dòng)載系數(shù)1.1，則對(duì)地壓力為1.1×262.6=288.86 t。上式中Qvk=2 888.6/2= 1 444.3 kN，動(dòng)力系數(shù)取1，n=2，CKE2500履帶吊履帶寬1.22 m，單條履帶接地長(zhǎng)度7.735 m，履帶之間凈距4.78 m，管線最淺埋深0.8 m，則qvk= 39.11 kN/m2。

每米混凝土管段上傳遞的履帶壓力為61.43kN/m，每米混凝土管段上承受的土方壓力為14.4 kN/m，上述兩者合計(jì)為75.83 kN/m。

查閱有關(guān)資料數(shù)據(jù)，鋼筋混凝土管（RCP）Ⅰ級(jí)管破壞載荷為60 kN/m，已超過(guò)破壞極限。

3 管線保護(hù)措施及驗(yàn)證計(jì)算

為避免載荷直接傳遞到管線上部，采用換土+砌筑管涵方法對(duì)地下管線進(jìn)行保護(hù)，使得吊車對(duì)地面壓力轉(zhuǎn)移分布到磚砌體上。具體實(shí)施方法為：將受吊裝影響區(qū)域局部開挖，開挖深度約為1.4 m（以埋地管管底實(shí)際標(biāo)高向上0.1 m為準(zhǔn)），在兩根管子中間砌250 mm寬、高約800 mm的實(shí)體磚墻。磚墻之間填砂掩蓋，上部鋪約300 mm黃沙找平層，最后澆筑300 mm厚鋼筋混凝土蓋板。使得直接作用于管頂?shù)暮奢d通過(guò)蓋板傳遞給磚墻，最后由磚墻傳給地基。蓋板按簡(jiǎn)支板計(jì)算，彎矩計(jì)算公式M=ql2/8，其中M表示跨中彎矩（kN·m），q表示板頂線荷載（Kn/m），偏于安全取76 kN/m，l表示板跨（m），l=（650×2+370）/1 000=1.67 m，代入求得M=26.5 kN·m。

根據(jù)鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范可以求得蓋板配筋，最后是按構(gòu)造配筋，確保蓋板不破壞。原來(lái)直接傳給管頂?shù)暮奢d，通過(guò)新加的頂板均勻地傳給地基，從而起到保護(hù)的作用。經(jīng)過(guò)工程實(shí)例驗(yàn)證，上述判別方法及保護(hù)措施是可行的，取得了良好的效果。

（欄目主持楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.019