長輸管道跨越工程中施工難點與解決對策

史富娜

摘要：某管道工程地段地形復雜，氣候多變，管道施工難度大。工程跨越點常年水深7-8m，設計采用跨越方式進行管道敷設。跨越工程采用鋼桁架跨越形式，桁架為梯形截面空間桁架，上弦平面的寬度為3.5m，下弦平面的寬度為5.5m，截面高度為4.5m。針對施工現場出現的問題提出了解決方案并得以實施，確保了安裝工程的順利進行。

關鍵詞：天然氣管道；跨越工程；安裝形式；施工方法

文章以某天然氣管道跨越工程為例，介紹了該跨越管道的安裝形式和施工方法，分析了管道安裝中存在的問題，并針對性地提出了解決措施建議，以便為后續類似工程的設計及施工提供參考。

1工程概況

某天然氣管道工程地段地形復雜，氣候多變，管道施工難度大。工程跨越點常年水深7～8 m，設計采用跨越方式進行管道敷設。跨越工程采用鋼桁架跨越形式，桁架為梯形截面空間桁架，上弦平面的寬度為3.5 m，下弦平面的寬度為5.5 m，截面高度為4.5 m。該鋼桁架跨越共有四跨，兩側的邊跨長度均為55.25 m，中間的兩跨長度均為56 m，四跨總長度為222.5m。桁架采用

0345q-C級鋼管焊接而成，天然氣管道布置于桁架下弦平面中部上，管道管徑為1016 mm，壁厚為22.9 m m，材質為X 80：跨越西岸、東岸均有固定墩，東岸設有補償器，采用滾輪支座作為管道支撐。

2跨越管道安裝形式及施工

2.1跨越管道安裝形式

跨越管道通過滾輪支座安裝在橋面上，滾輪支座間距為8 m，管道滾輪支座安裝形式。管道安裝過程中，滾輪支座起到支撐和輸送管道的作用。跨越段管道局部由10mm厚橡膠板、10mm厚鋼板（管卡）進行保護，通過管卡支撐在滾輪支座上方，每個管卡長1m，相鄰兩個管卡的水平中心線間距與相鄰兩個滾輪支座間距相同（8m）。管道安裝就位后，在每個滾輪支座處抱箍一個U型保護鋼帶，防止管道從滾輪支座上橫向跌落。滾輪支座底板安裝在鋼桁架下弦橫梁之上。

跨越管道采用單側補償，即在東岸設置補償器。補償形式為在管道下橋至埋地段之間敷設兩個熱煨彎管，通過彎管實現溫度補償，彎管角度均為90°。補償器安裝完成后，要使管道平鋪于地面上，即地面傾斜程度與管道相同。

2.2施工方法

根據交通運輸和場地條件，跨越施工現場西岸有正在修建的二級縣道，1#橋墩在路基坡腳下，作業空間狹窄。在跨越段西岸1#橋墩處設置長15m、寬10m的組裝平臺，進行管道組裝焊接；在跨越段東岸安裝一臺16t的卷揚機，在卷揚機后方設置地埋式沙箱，沙箱尺寸為6m×2m×2m，通過沙箱錨固卷揚機。在每個滾輪支座處，采用H型鋼焊接制作簡易龍門架，防止在拖拽輸送管道過程中，因管道產生滾動而脫離滾輪支座；自制一個管道拖拽大小頭，并安裝在第一根管道端部，通過卷揚機、鋼絲繩和管道拖拽大小頭實現管道在滾輪支座上的拖行，管道焊接完成一根，通過卷揚機拖拽，滾輪支座滾動，管道就向東岸拖行一根長度，然后再進行下一根管道的組對焊接，直至整條跨越管道焊接組裝完成。待跨越段管道焊接完成后，將橡膠板及管卡安裝到位，使所有管卡的水平中心與滾輪支座的距離均為1m，然后由卷揚機向東岸方向拖拽1m，使管卡水平中心正好處于滾輪支座的正上方。然后切除拖拽頭，進行補償器安裝。

3跨越管道安裝出現的問題

（1）滾輪支座滾動軸采用Q235C圓鋼，直徑為80mm，滾動軸中部與管道接觸的部位包裹20mm厚的橡膠板，滾動軸兩端直接支撐在20 mm厚的鋼板支座橫梁上的鋼套管中。在管道拖拽過程中帶動支座滾動軸轉動，由于支座為鋼材（滾動軸圓鋼）與鋼材（橫梁鋼套管）直接接觸，導致拖拽拉力較大；管道安裝長度越長，拖拽拉力越大；由于管道與滾輪支座滾動軸的摩擦，造成包裹滾動軸的膠皮損壞。由于滾輪支座支撐在兩根橫梁上，對滾輪支座與管卡接觸部位的膠皮進行修復較為困難。

（2）安裝管卡時，由于橡膠板和管卡鋼板的總厚度為20mm，在拖拽管道時，需要通過拉力將已拖拽就位的20根管道再向上拖拽20mm，與水平方向拖拽相比，向上拖拽需增加很大的拉力；拉力過大，要保證卷揚機正好卷動1m的長度較為困難，在安裝過程中，無法保證管卡水平中心正好在滾輪支座正上方，導致形成安裝偏差。管道安裝完成后，由于管道本身的溫度收縮變化，使管卡位置偏差更加增大。

（3）在直線型滾輪支座表面上拖拽管道時，摩擦力可使管道滾動，易產生橫向偏移。

（4）東岸單側補償器由兩個900彎頭和一個3m短節組成，加上跨越管道東岸一側懸挑伸出的長8m的架空管段，補償器管段的總質量約為20t。補償器安裝完成后，垂直的重力分別由橋面滾輪支座、300管溝底部、入地管道水平段管溝底部等三部分支撐；由于安裝過程長，以及當地多雨的天氣，管溝底面發生沉降，造成補償器管段的垂直重力主要由滾輪支座和300管溝底部兩部分支撐，使得支撐滾輪支座的鋼桁架橫梁因承受的荷載較大而產生變形。

4跨越解決對策

（1）建議滾輪支座兩側橫梁支撐采用軸承式支撐，以減小載荷摩擦力，或采用摩擦系數較小，容易滾動的材質，降低拖曳拉力，以減小管道安裝的難度。（2）將滾輪支座與管道管卡接觸面由直線型改成圓弧狀，滾動軸采用圓鋼，外包中凹圓弧形樹脂材料，使管道通過自身的重力，自然落在支座樹脂材料圓弧中心，省去管卡安裝步驟。（3）當架空管道伸出兩岸橋墩時，在安裝補償器過程中注意安裝順序。建議根據現場的地形，精準下料，從下部彎頭向橋面安裝；在下部彎頭及直管段的管底、管側面堆疊好土工袋或管道簡易支撐，依靠管溝底部及側部使之固定；在進行上部彎頭安裝時，將架空段管道提高4-8mm，預留補償器沉降余量；在固定墩施工過程中，保留管道支撐，避免補償器管段的重力過分集中在邊跨的滾輪支座上。（4）建議對跨越橋體兩側的橫梁進行加強（例如可設置成為方形橫梁，或者增大桁架鋼管的壁厚），以利于懸挑管段安裝。（5）在補償器安裝過程中對管段進行實時監測，直到沉降穩定為止。