穿越廠區寬幅道路大直徑管道施工方法

錢　元（中建五局工業設備安裝有限公司，湖南長沙410004）

穿越廠區寬幅道路大直徑管道施工方法

錢元（中建五局工業設備安裝有限公司，湖南長沙410004）

本文就廠區管道穿越寬幅度的難點進行了對策分析，并創新的采用了“雙機抬吊低空轉體技術”，即將過路的整段管道在道路邊進行焊接連接，形成整體后采用雙機抬吊將預制好的管道整體旋轉90°與溝槽平行，然后采用雙機抬吊將管道吊裝進入管道溝槽內，解決了過路管道施工長時間占用道路的重大施工難點。

穿越廠區寬幅道路；管口組對控制器；調節型轉場支墩；轉體吊裝模擬；雙機抬吊低空轉體

1　課題概況

本工程為濱州北海匯宏新材料有限公司蒸汽管道工程。由于場地條件限制，此區域蒸汽管道采用埋地敷設方式，單排管道總長86.82m，重量為70.359t，工作鋼管為DN900螺旋焊管，外套鋼管為DN1300螺旋焊管，外套管兩端焊接DN2400/ DN1300偏心異徑管（頂平），管材質為Q235-B，管道覆土深度不小于1.2m。相比大跨度桁架敷設方式，埋地敷設成本相對較低。

針對本工程工期緊的難點，需要創新施工工藝，我們提出了采用 “管道轉體施工技術”，即在路邊規劃區域進行管道預制，再將管道整體吊裝至溝槽，消除管道焊接占用的封路時間。

2　方案分析和選擇

2.1難點分析

（1）管道位于廠區大門內側交通要道，業主要求封路工期為15d，否則庫存煤炭無法滿足生產，造成不可估量的損失；

（2）道路總寬度92m，管道長度為86.82m，管道常規施工工期需19d，采用常規的溝槽邊焊接施工工藝無法滿足業主15d完成管道預埋的工期要求；

（3）架空敷設由于需要設置大跨度桁架而且兩側架空結構柱，因架空高度過高，為確保結構柱和桁架的穩定性，結構柱和桁架的構件尺寸都需要加大，大幅提高建造成本。

2.2方案選擇

2.2.1提出方案及分析

由于傳統施工方法難滿足工期需求，必須尋找突破口，立足現有條件，在施工方法上進行創新，提出了轉體預埋技術，將管道“先連后轉”，即在路邊焊接管道，然后再將管道轉體吊裝至溝槽內，這樣管道焊接階段不需封路，只在溝槽開挖及管道吊裝及路面恢復需要封閉，道路封閉的總時間=3（雙機抬吊管道轉體施工）+5（溝槽開挖及管道吊裝）+6（溝槽回填及道路恢復）=13d＜15d。

2.2.2模擬管道轉體

為確保方案的可行性，用CAD軟件進行吊裝轉體模擬，以確定吊裝控制的要點和吊裝需要的步驟（見表1）。

通過1、2次汽車吊移位即可完成整個過路管道的90°旋轉，在模擬過程中我們發現，汽車吊站位比較關鍵，必須嚴格按照模擬過程中汽車吊與管道的相對位置站位，而且在旋轉過程中，盡量把管道往最上方的方向移動，減少二次移位吊裝。

3　方案實施

3.1架設管道臨時支墩

管道焊接和吊裝需要將管道架空，故制作管道臨時支墩，因為地面平整度存在一定誤差，這樣會造成支墩與管道的無法緊密接觸而存在空隙，鑒于管道自重重量大，空隙過大會應用變形應力而影響焊接質量，也會因為部分支墩不受力，而導致相鄰支墩壓力過于集中，造成保溫套管變形，影響外觀質量和保溫效果。

表1

所以在管道組對前，用型鋼制作臨時管道支墩，支墩上設千斤頂進行高度的無級調節，滿足組對焊接施工及每次管道旋轉臨時支撐的功能。

3.2管道對口器組對管道

3.3管道轉體施工

3.3.1雙抬吊旋轉第一根管道82°（分6次）

（1）管道吊裝在軸線、標高復核完成后進行。現場場地比較平整，道路西側有已建T1轉運站，東側有已建地泵房，其余各側均無建筑物；

（2）管道旋轉時采用兩臺130t吊車（全配重）分別對各管道四點對稱綁扎，使用1m寬橡膠帶對管道吊點處進行纏繞，防止鋼絲繩滑動移位，鋼絲繩長25m，共四根，規格為6×37+ 1，直徑不小于48mm，卡環使用負荷為40t；

（3）管道外移一定距離適合管道旋轉后，將管道用支墩支撐，汽車吊進行移位，移位包括裝卸配重，汽車吊站位原則為，1號汽車吊就位時越靠近管道和2號汽車吊越遠離管道，2臺汽車吊均垂直管道站位；

（4）起吊后，兩臺吊車開始逐步旋轉吊臂，應有專人指揮協調，在管道兩端各栓一根纜風繩，兩名工人各持一根，防止管道大幅擺動，碰撞周圍建筑物；

（5）當第一根管道旋轉控制在汽車吊控制的旋轉半徑以內，并盡量把管道往最靠近溝槽的方向移動，并控制好管道的中心不要遠離溝槽的中心，達到雙抬吊的旋轉極限后停止旋轉，將管道落至地面，并用支墩支撐，吊車松鉤后保證管道整體平直，期間吊車共移位6次。

圖1　雙抬吊旋轉第一根管道

圖2　雙抬吊旋轉第二根管道

3.3.2雙抬吊旋轉第二根管道90°（分5次）

同旋轉第一根管道方法一樣，再將第二根管道旋轉90°，期間吊裝工移位5次。

(27)此次論壇以“優質·綠色·名牌”為主題，是面對中國食品行業舉辦的高層次、強實效、大影響的權威性活動。（2002·《人民日報》）

3.3.3雙抬吊旋轉第一根管道8°

第二根管道旋轉完成后，將其中一臺吊車移至管道北側，將第一根管道旋轉至與第二根管道平行，管道旋轉過程全部結束，吊車收腿并退場；

圖3　雙抬吊將一根管旋轉至道平行

圖4　管道臨時支墩

實施效果檢查三：轉體吊裝時間：12×1h（移機及加配重）+ 12×0.25h（每旋轉一次）+12×0.25h（鋼絲繩綁扎及掛鉤）=18h（約2個工作日），滿足業主3個工作日完成管道轉體吊裝目標。

3.4過程半成品保護

在管道臨時支墩頂部設置同管道同徑的弧形板，通過加大兩者之間的接觸面積，減少了兩者之間的壓強，避免了因管道的外套管變形。吊裝時將臨時支墩用鋼絲繩綁在管道上，減少人工移動工作量。

由于保溫外套管管壁較薄，而且管道自重較大，為防止吊裝繩索壓迫管壁導致保溫套管變形，在套管外部包裹開口型鋼套管，在吊繩壓力下開口型鋼套管緊貼保溫外套管，有效的保護了保溫套管。

3.5管道預埋及回填

管道轉體后，采用雙機抬吊預埋管道，開挖溝槽和管道預埋，并采用河砂、灰土進行回填，并恢復鋼筋混凝土路面。

3.6綜合指標完成情況

工期指標：穿越廠區寬幅道路大直徑管道施工工期為=2（雙機抬吊管道轉體施工）+5（溝槽開挖及管道預埋）+5（溝槽回填及道路恢復）=12d＜15d。

質量指標：采用液壓千斤頂調節支墩高度，無級調節高度精度≤1mm，采用螺絲無級調節組對平整度，管壁組對精度≤2mm，管道焊接質量探傷合格率達98%。

3.6.1經濟效益

相比在溝槽邊或溝槽內焊接，“雙機抬吊管道轉體施工技術”共節約成本106.8萬元，取得了較好的經濟效益，并保證了廠區的正常生產。

表1　經濟效益分析表

3.6.2社會效益

雙機抬吊整體旋轉技術得到各方的認可與好評，對此創新工藝高質量、高效率完成大直徑管道施工贊許，為以后類似工程施工提供了一個新思路。

本工程利用“雙機抬吊管道轉體施工技術”的成功實施，為企業今后既有預埋過廠區大幅道路和市政道路提供了寶貴經驗，為公司的業務板塊，提高技術優勢，培養素質高、能力強的技術人才提供了有力的支持。

TU992.05

A

2095-2066（2016）26-0106-02

2016-6-21

錢元（1975-），男，高級工程師，本科，任公司總經理。