懸索跨上管道施工技術(shù)

向磊（中石化勝利油建工程有限公司，山東東營257000）

懸索跨上管道施工技術(shù)

向磊（中石化勝利油建工程有限公司，山東東營257000）

近年來，隨著國內(nèi)油氣田的大量開發(fā)建設(shè)，管道的建設(shè)工程面臨多種復(fù)雜的地形地貌，特別最近國內(nèi)西南區(qū)域的氣田開發(fā)建設(shè)不斷擴大，施工環(huán)境建設(shè)中趨于南方的低山及丘陵間沖溝、谷地、河流等地貌。管道在施工中不再是單一的開挖埋地敷設(shè)，而是也會面對沖溝、河流、桁架及懸索跨等等特殊地形。

懸索跨；管道；施工

1　實例工程簡介

普光氣田后85億產(chǎn)能建設(shè)站外管線工程第一標(biāo)段，管線途徑后河懸索跨，然后向東南敷設(shè)，后河懸索跨長度為218m，位于后河?xùn)|岸，跨越公路1處，橋面距離后河水面的最高高度為27米。橋面敷設(shè)管道：2條直縫埋弧焊鋼管DN500，1條無縫鋼管DN150。從現(xiàn)場踏勘來看，懸索跨兩岸給予施工的作業(yè)空間相當(dāng)有限，特別是跨越的西岸，現(xiàn)有空間基本不能達到施工條件。

2　施工中的難點

2.1懸索跨上管道的施工，首先面臨的就是懸索跨上作業(yè)面小，大型吊裝輔助車輛只能靠近懸索跨東岸，中間部位無法就位。

2.2懸索跨河流為當(dāng)?shù)赝ㄍh城的主要水運通道，來往貨運和客運船只頻繁，施工時無法采用駁船拉運施工設(shè)備，配合腳手架施工作業(yè)，而且施工期間為雨季，河流水位不穩(wěn)，給安全施工帶來影響。

2.3如果采用全線先布管后焊接，大量焊接所需要的輔助設(shè)施（如電加熱片、消氫處理設(shè)備、熱處理設(shè)備等等）和各個工序施工人員會造成施工現(xiàn)場擁擠混亂，而且更加不利于后期焊口返修、防腐等工作。

2.4管道先預(yù)制后回拖，傳統(tǒng)的單頭牽引需要在懸索跨西岸設(shè)置牽引設(shè)備（如卷揚機），但是南岸的錨固墩及擋墻沒有可安裝處。

2.5懸索跨西岸管線連頭工作困難，作業(yè)空間嚴(yán)重受制約。

3　施工技術(shù)

3.1方案選定

考慮上述施工中所能遇到的各項難點。項目經(jīng)過討論分心后，決定采用吊車輔助，多組簡易龍門架實施管線組對焊接，然后進行管道的預(yù)制工作，檢查合格后，完成所有的施工后續(xù)工作，然后管線回拖上橋，后進行懸索跨東西兩岸的管線連頭施工。

此方案很好的解決了作業(yè)空間等各項問題，使得不利的作業(yè)空間變得更加有利，同時使得施工人員在施工時更加安全、高效。大大的提高工作效率，節(jié)省施工時間，節(jié)約了施工成本。

3.2理論計算

技術(shù)方案制定后，由于懸索跨的結(jié)構(gòu)特殊性，管線單向回拖，容易造成懸索跨單面起拱，特別是當(dāng)預(yù)制完的管線回拖至懸索跨中間之前，使得懸索跨拉繩受力不均勻，而且回拖中更能造成拉繩的受力不穩(wěn)。

跨越主跨度為175m，主索垂度20m，橋面設(shè)1m預(yù)起拱。西岸岸邊跨度27.5m，東岸邊跨跨度40m，東岸付跨30m。

索系設(shè)計形式：設(shè)計主索型號為PES5-139（JT/6-94），主索錨頭采用PESM5-139，直徑78mm；設(shè)計風(fēng)索型號為PES5-37（直徑45mm）。經(jīng)超張拉后的成品纜索，卸載至設(shè)計拉力147.3t時測量纜索長度，長度誤差不大于1/10000索長。風(fēng)索主索安裝完后，調(diào)整端部調(diào)節(jié)螺栓，使風(fēng)索主索拉力為25t。

半程管道的最大總重為：Tmax=175m/2*0.275t/m=24t

管線回拖時，懸索跨受力圖像為拋物線，管道回拖至半程時，為拉繩的最大受力。當(dāng)管線通過懸索跨主跨的中點時，受力慢慢降低。經(jīng)過計算可知，方案中制定的回拖滿足懸索跨的安全要求。

3.3方案的實施

利用30t吊車（方便后期管線回拖橋面）及12具簡易龍門架，配合管線的吊裝組對。將簡易龍門架焊接在橋面已有的支架基座的鋼板上，然后分別將管線進行組對。

施工之前，需臨時切割掉懸索跨上面人行走道的護欄（主要為焊接作業(yè)位置），以便簡易龍門架的安裝，同時滿足后期電焊工的施焊空間。

施工準(zhǔn)備的同時，在懸索跨的兩邊搭建腳手架，上鋪輕鋼板，用鐵絲進行綁扎，滿足作業(yè)時的安全需求，后期可鋪設(shè)風(fēng)雨布，為24小時輪班作業(yè)提供便利。

簡易龍門架的制作，考慮懸索跨的安全空間和管道的尺寸，簡易龍門的尺寸為2m（高）×1-1.2m（寬）。龍門架主體采用槽鋼［100，橫梁為無縫鋼管φ88.9×6，橫梁掛鼻為δ=10mm的鋼板。

考慮施工中的管線每根長12m，重量為12m×0.275t/m=3.3t，采用5t的手拉葫蘆。簡易龍門架的安裝位置為懸索跨上的主要承重部位。

管道的就位組對，用聚乙烯冷纏帶把所有的橋面上支撐的滾輪進行纏裹，保護管線的防腐層在滾輪上移動時被破壞。采用吊車將管道放置懸索跨上滾輪后，利用手拉葫蘆將管道挪到龍門架組對位置，管道依次移動，同時完成懸索跨兩邊的管道（雙線）就位。這樣可以大大提供施工作業(yè)量，在保證安全的同時，可安排機組輪流施工，人休機不停。

在管道焊接、消氫、檢查合格、熱處理、防腐等工作完成后，就需進行管線的回拖。由于懸索跨西岸沒有主要的回拖設(shè)備，采用手拉葫蘆和鋼絲繩在西岸僅做輔助牽引工作，避免管線回拖時偏向掉下滾輪。

采用吊車（即先前輔助管線就位時使用的）將預(yù)制完成的管線一端慢慢吊起，利用預(yù)制完成管線的自重，進行慢慢滾動上橋，協(xié)助管線的回拖。

當(dāng)管道回拖過半時，需要在懸索跨東岸利用手拉葫蘆和鋼繩受力牽引住管道，避免因管道自重過大（因管道增長，重心前移），在滾輪上移動速度過快，使其安全的滾動上橋。

4　結(jié)語

通過普光氣田主體開發(fā)地面集輸管網(wǎng)工程的施工，我勝利油建公司普光項目部對懸索跨上管道的施工有了初步的了解，而且管線施工中創(chuàng)造的施工作業(yè)環(huán)境，使得焊接一次合格率為98%以上，焊接質(zhì)量達到大幅提高，但由于L360MCS（進口管線）及焊接工藝的特殊性，焊接技術(shù)還有待于進一步提高。但是在跨河懸索跨上管道的施工經(jīng)驗得到了積累，為長輸管道在此類地形的施工中起到一定的借鑒意義。

［1］《石油天然氣管道跨越工程施工及驗收規(guī)范》SY0470-2000

［2］《油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50369-2014

通過參與普光氣田地面集輸工程站外管線部分的施工，總結(jié)河流跨越、山谷跨越等復(fù)雜施工環(huán)境下的特殊施工技術(shù)，為管道在懸索跨上的施工提供一定的經(jīng)驗。