懸空管道送進裝置的設計及應用

王堯

（大慶油田工程建設有限公司天宇設計院，黑龍江大慶163712）

懸空管道送進裝置的設計及應用

王堯

（大慶油田工程建設有限公司天宇設計院，黑龍江大慶163712）

針對昆鋼大紅山管道懸索跨越工程施工中遇到的無橋面輔助條件下敷設管道的技術難題，設計一種懸空管道送進裝置，將管道從跨越點一側安全地發送到另一側。文章主要介紹了懸空管道送進裝置的結構、功能及應用情況。

懸索跨越；懸空管道；送進裝置；設計；施工

0 引言

大慶油田工程建設有限公司（大慶油田建設集團）中標的云南昆鋼大紅山管道跨越工程，跨越點位于兩山腰間，谷深80 m，跨越形式是國內少有的懸索管段式，施工難度大，風險高，特別是管道的敷設是一大技術難題。

懸索跨越工程進行管道敷設時，一般情況下，發送管道之前，在跨越點兩岸間先安裝一個橋面桁架式結構，然后將管道放在桁架結構上，從跨越點一岸牽引到另一岸。由于大紅山管道跨越工程跨度比較大且兩端山體陡峭，跨越處溝谷較深，修建臨時管橋施工風險大，成本高，施工周期長，因此跨越管道要在無橋面輔助的條件下從一側山體牽引到另一側山體，管道易發生扭曲變形、墜落的現象，施工質量難以保證。為此，在沒有可借鑒的施工技術情況下，自行研制了懸空管道送進裝置，以解決這一技術難題。

1 工程施工條件

昆鋼大紅山管道跨越工程位于云南省新平縣境內，管道直徑244.5 mm，材質為X65，懸索跨越主跨140 m，全長175.5 m，跨越管道設有大坡降比，兩側懸索長度呈不對稱狀態。工程跨越點在兩山腰間，谷深風大，塔架與山的主體之間僅有一條3 m寬的臨時通道，且隨山體走勢而布，大型工程機械沒有足夠的施工作業帶。

2 功能設計

在這樣險惡的施工條件下，管道敷設必須采用一種新的輔助設施，與主索、吊索連接在一起，組成一個安全、可靠的懸空管道送進系統，在無橋面輔助安裝管道、又無法采用其他有效施工平臺時，起到臨時浮橋的作用，將管道安全地從一側山體發送到另一側山體，并保證管道在送進過程中，不發生碰撞、從高空墜落等事故，能夠安全地安裝就位。

3 結構設計

在進行結構設計時，重點考慮了以下幾方面的問題：

（1）發送滾輪材料采用強度高、耐磨性好、富有彈性的非金屬材料，以減少滾體對管道外保護層的破壞。

（2）發送滾輪結構設計為深腰鼓形，增加管道與滾輪的接觸面積，形成較大的包絡角，可以防止在管道送進過程中，管道從高空墜落，從而提高懸空管道敷設的安全性。

（3）兩側擋板的上部設計有吊耳，這樣懸空管道送進裝置可通過吊耳與吊索連接在一起。

（4）擋板的結構設計可起到防撞作用，保證吊索與管道不發生碰撞。

（5）底板兩側分別設計了限位固定裝置，防止在管道敷設過程中，多個懸空管道送進裝置相互間發生竄動。

（6）整體結構簡單實用，拆卸方便，可保證在高空中快速、安全地進行懸空管道送進裝置的安裝。

具體結構如圖1所示。

圖1 懸空管道送進裝置

該懸空管道送進裝置主要由軸、擋板1、擋板2、發送滾輪、連接板及限位固定裝置等部分組成。兩側擋板分別與底板焊接在一起，底板采用分體結構，利用連接板固定成一體，使整個裝置的組裝及零部件更換更加方便、快捷。

采用滾輪結構作為管道的承載體，在管道送進過程中，滾輪繞軸旋轉運動，多個滾輪一起組成一條“空中傳送帶”，將管道快速、安全地發送到對岸。

4 安裝使用

懸空管道送進裝置研制完成后，在昆鋼大紅山鐵礦精礦礦漿輸送管道跨越工程中進行了應用。

施工時，在主索上安裝吊索的同時安裝懸空管道送進裝置，如圖2所示。根據工程跨度，按照一定的間隔，將多個懸空管道送進裝置分別通過兩塊擋板上的吊耳與吊索連接，使主索與懸空管道送進裝置通過吊索連接在一起，再用限位索通過限位固定裝置將多個懸空管道送進裝置連接起來。這樣，主索、吊索、限位索及懸空管道送進裝置組成了一個穩固的懸空管道送進系統。這種結構系統有效地防止了在跨越管道送進過程中，懸空管道送進裝置發生扭轉、側翻以及相互間竄動等現象，從而保證管道不會從高空墜落，與吊索不發生碰撞，安全地從跨越點一側到達另一側，安裝就位。

圖2 懸空管道送進裝置的現場安裝

在地面平臺預制完成的管道沿著懸空管道送進系統中的多個懸空管道送進裝置安全、平穩地從跨越點一側被牽引到另一側。管道安裝就位后，拆除懸空管道送進裝置。懸空管道送進裝置在以后的施工中可重復利用。

5 存在問題及改進意見

懸空管道送進裝置在設計時，考慮到對管道外防腐層的保護，發送滾輪材料選用了尼龍棒，雖然使用效果顯著，但造價較高。在今后的加工中，滾輪材料要進行優選，可以研究采用普通鋼材外面粘上橡膠防護層的方法，這樣既可滿足施工需要，又可降低施工成本，使企業獲取更大的經濟效益。

6 結束語

懸空管道送進裝置在大紅山管道跨越工程中的成功應用，表明了我們的設計方案合理，安全可靠，已攻克了在無橋面輔助情況下敷設管道的難題。

在懸索跨越施工中，采用懸空管道送進裝置替代臨時管橋，可降低施工風險，而且工程所需的大型施工機械較少，可大幅度降低施工費用，工程施工安裝周期相對較短，節約工時，滿足了生產需要，具有較好的推廣應用價值。

10.3969/j.issn.1001-2206.2012.03.016

王堯（1968-），女，黑龍江哈爾濱人，工程師，1990年畢業于大慶石油學院，現主要從事科技管理工作。

2011-04-27