大型設備吊裝區域地下管道保護方法

關啟軍，馮慶輝，任旭鵬，劉樹君

中國石油天然氣第七建設有限公司，山東青島 266300

大型設備吊裝區域地下管道保護方法

關啟軍，馮慶輝，任旭鵬，劉樹君

中國石油天然氣第七建設有限公司，山東青島 266300

大型設備的吊裝作業是石油化工裝置建設中的關鍵環節，吊車作業區域經常會遇到地下埋設有正在使用的地下管道等復雜情況。如何采取合理有效的地下管道保護措施，對于提高吊裝作業的安全性、降低工程成本都具有重要的現實意義。介紹了一種采用類似涵洞的技術對地下管道起到保護作用。經過工程實例驗證，此種保護措施使吊裝作業的安全性與質量得到保證，取得了良好的地下管道保護效果。該方法可以廣泛應用于埋有地下管道的吊裝施工作業場地。

大型設備；吊裝；管道；保護

隨著石油化工裝置改擴建項目越來越多，大型設備吊裝過程中遇到吊車作業區域埋有正在使用的地下管道等復雜情況也時有發生。如何采取有效、合理的保護措施，對于提高吊裝作業安全，降低工程成本具有重要的現實意義[1]。

由中國石油天然氣第七建設有限公司承接的烏魯木齊石化（簡稱烏石化）180萬t/a柴油加氫改質裝置工程，有兩臺（每臺質量460 t）加氫反應器需要吊裝。在吊裝區域埋有4條烏石化煉油廠正在運行的管道。針對現場的實際情況，本次采用了一種類似涵洞的技術，起到了對管道的保護作用，有效地保證了吊裝施工的安全。

1 工程概況

烏石化180萬t/a柴油加氫改質裝置工程有兩臺加氫反應器，每臺質量460 t，直徑3.6 m，高31 m，擬采用750 t履帶吊吊裝。在吊車擬站位區域的地下埋有4條循環水管道（見圖1），均為螺旋焊縫鋼管，材質為Q235，其中2條的外徑為1 026 mm、壁厚13 mm（圖1中藍色管道），另兩條的外徑為820 mm、壁厚10 mm（圖1中綠色管道）。這4條管道均為烏石化煉油廠正在運行的主管道，平均埋深1.2 m，其中3條埋設比較集中，東西方向間距分別為1 371 mm與1 200 mm。

圖1 吊車拆組車場地及管道方位示意

在吊裝過程中，如何有效地對埋地管道進行保護，且不影響其他裝置的安全生產，同時保證吊裝施工的安全，成為本次吊裝施工中的重點與難點。

2 工藝原理

在加氫反應器吊裝過程中，根據現場的實際情況，本次施工采用類似涵洞的技術，由現場制作的樁來承受吊車施加于地面的正壓力，從而保證位于樁間的埋地管道在吊車進行吊裝作業過程中不受影響，進而完成吊裝過程中對埋地管道的保護。

3 施工工藝

按照吊車吊裝過程中對地面施加的最大載荷進行計算，吊車吊裝時對地面的正壓力為0.46 MPa，而鋪設專用路基箱，并全部采用橫向鋪設后，對地面的正壓力減少為0.14 MPa。根據管道參數及現場的實際情況，為了避免埋地管道受壓損壞采用如下方法：先將每根埋地管道兩側的回填土清除，然后回填戈壁土；制作長方體樁，每根樁的尺寸為長5m、寬0.8 m、高1.2 m，在吊裝車每側履帶位置下設4個樁，因而共制作8個樁；在樁上部鋪設路基箱，埋地管道區域每塊路基箱跨兩個樁，保證主要由樁受力，這樣路基箱和樁之間就構成了一個類似涵洞的結構，將原來直接作用于管道上的正壓力由樁承受，并均勻地傳給周圍的地基，從而起到對埋地管道的保護作用，施工方案示意見圖2。該方案的重點在于在吊裝過程中保證樁不會下沉。

圖2 施工方案示意

樁由碎石以及混凝土澆筑料組成，具體制作方法為：先鋪設碎石300 mm厚，然后澆筑細石混凝土灌縫，接著再鋪設碎石300 mm厚，再澆筑細石混凝土灌縫，重復此工序，直到與地表面平齊，施工過程見圖3～5。

圖3 埋地管道兩側樁區域開挖

圖4 回填碎石

圖5 澆灌混凝土并找平

為保證施工的安全性，采用兩種方法計算了管道的擠壓應力，一是根據材料力學以及建筑地基處理技術規范中的相關計算公式[2]，計算得出埋地管道滿足抗擠壓的強度要求；二是采用三維軟件Solidworks進行受力分析，分析結果如圖6所示。

圖6 應力分析情況/MPa

經過這兩種方法的校核，確保了管道在反應器吊裝的過程中不受到損壞，從而保證了施工的安全可靠。

4 結束語

石油化工裝置改擴建工程中經常會遇到吊車作業區域地下管道多、埋深淺等復雜情況，采取合理的保護措施，對于吊裝作業的安全具有重要的現實意義。

實踐證明，采用此種類似于涵洞的技術，可以很好地保證吊裝作業的安全與質量，該方法可以廣泛應用于吊裝施工作業場地含有地下管道的區域，實現對埋地管道的保護。

[1]關則新，李玉磊，王永毅，等.大型設備吊裝技術[M].北京：石油工業出版社，2012：436-439.

[2]JGJ 79—2012，建筑地基處理技術規范[S].

Protection method of underground pipeline in operation area for large equipment hoisting

GUAN Qijun，FENG Qinghui，REN Xupeng，LIU Shujun
China Petroleum Seventh Construction Company，Qingdao 266300，China

Hoisting operation is the key link in the construction of petrochemical equipment.The complex situation is often encountered in the operation area for large equipment hoisting where underground pipeline serves other equipment.How to adopt reasonable and effective underground pipeline protection measures is significant to improve safety of hoisting operation and reduce engineering cost.This article describes a technique using a culvert like to protect the underground pipeline.After the verification by a practical project，such protection measure is proved to be able to ensure safety and quality of hoisting operation.It achieves good results and can be widely applied in similar hoisting projects.Keywords：large equipment；hoisting；pipeline；protection

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.05.022

關啟軍（1987-），男，山東青島人，工程師，2010年畢業于遼寧石油化工大學機械設計制造及其自動化專業，現從事石油煉化、化工設備的吊裝方案編制工作。Email：648626470@qq.com

2017-05-27