長(zhǎng)輸管道跨越工程中施工難點(diǎn)與解決對(duì)策

史富娜

摘要：某管道工程地段地形復(fù)雜，氣候多變，管道施工難度大。工程跨越點(diǎn)常年水深7-8m，設(shè)計(jì)采用跨越方式進(jìn)行管道敷設(shè)。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(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題提出了解決方案并得以實(shí)施，確保了安裝工程的順利進(jìn)行。

關(guān)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(wèn)題，并針對(duì)性地提出了解決措施建議，以便為后續(xù)類似工程的設(shè)計(jì)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(fù)雜，氣候多變，管道施工難度大。工程跨越點(diǎn)常年水深7～8 m，設(shè)計(jì)采用跨越方式進(jìn)行管道敷設(shè)。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(cè)的邊跨長(zhǎng)度均為55.25 m，中間的兩跨長(zhǎng)度均為56 m，四跨總長(zhǎng)度為222.5m。桁架采用

0345q-C級(jí)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(zhì)為X 80：跨越西岸、東岸均有固定墩，東岸設(shè)有補(bǔ)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(guò)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(guò)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(jìn)行保護(hù)，通過(guò)管卡支撐在滾輪支座上方，每個(gè)管卡長(zhǎng)1m，相鄰兩個(gè)管卡的水平中心線間距與相鄰兩個(gè)滾輪支座間距相同（8m）。管道安裝就位后，在每個(gè)滾輪支座處抱箍一個(gè)U型保護(hù)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(cè)補(bǔ)償，即在東岸設(shè)置補(bǔ)償器。補(bǔ)償形式為在管道下橋至埋地段之間敷設(shè)兩個(gè)熱煨彎管，通過(guò)彎管實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，彎管角度均為90°。補(bǔ)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(jù)交通運(yùn)輸和場(chǎng)地條件，跨越施工現(xiàn)場(chǎng)西岸有正在修建的二級(jí)縣道，1#橋墩在路基坡腳下，作業(yè)空間狹窄。在跨越段西岸1#橋墩處設(shè)置長(zhǎng)15m、寬10m的組裝平臺(tái)，進(jìn)行管道組裝焊接；在跨越段東岸安裝一臺(tái)16t的卷?yè)P(yáng)機(jī)，在卷?yè)P(yáng)機(jī)后方設(shè)置地埋式沙箱，沙箱尺寸為6m×2m×2m，通過(guò)沙箱錨固卷?yè)P(yáng)機(jī)。在每個(gè)滾輪支座處，采用H型鋼焊接制作簡(jiǎn)易龍門架，防止在拖拽輸送管道過(guò)程中，因管道產(chǎn)生滾動(dòng)而脫離滾輪支座；自制一個(gè)管道拖拽大小頭，并安裝在第一根管道端部，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)、鋼絲繩和管道拖拽大小頭實(shí)現(xiàn)管道在滾輪支座上的拖行，管道焊接完成一根，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)拖拽，滾輪支座滾動(dòng)，管道就向東岸拖行一根長(zhǎng)度，然后再進(jìn)行下一根管道的組對(duì)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?yè)P(yáng)機(jī)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(jìn)行補(bǔ)償器安裝。

3跨越管道安裝出現(xiàn)的問(wèn)題

（1）滾輪支座滾動(dòng)軸采用Q235C圓鋼，直徑為80mm，滾動(dòng)軸中部與管道接觸的部位包裹20mm厚的橡膠板，滾動(dòng)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(guò)程中帶動(dòng)支座滾動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由于支座為鋼材（滾動(dòng)軸圓鋼）與鋼材（橫梁鋼套管）直接接觸，導(dǎo)致拖拽拉力較大；管道安裝長(zhǎng)度越長(zhǎng)，拖拽拉力越大；由于管道與滾輪支座滾動(dòng)軸的摩擦，造成包裹滾動(dòng)軸的膠皮損壞。由于滾輪支座支撐在兩根橫梁上，對(duì)滾輪支座與管卡接觸部位的膠皮進(jìn)行修復(fù)較為困難。

（2）安裝管卡時(shí)，由于橡膠板和管卡鋼板的總厚度為20mm，在拖拽管道時(shí)，需要通過(guò)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(guò)大，要保證卷?yè)P(yáng)機(jī)正好卷動(dòng)1m的長(zhǎng)度較為困難，在安裝過(guò)程中，無(wú)法保證管卡水平中心正好在滾輪支座正上方，導(dǎo)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(shí)，摩擦力可使管道滾動(dòng)，易產(chǎn)生橫向偏移。

（4）東岸單側(cè)補(bǔ)償器由兩個(gè)900彎頭和一個(gè)3m短節(jié)組成，加上跨越管道東岸一側(cè)懸挑伸出的長(zhǎng)8m的架空管段，補(bǔ)償器管段的總質(zhì)量約為20t。補(bǔ)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(guò)程長(zhǎng)，以及當(dāng)?shù)囟嘤甑奶鞖猓軠系酌姘l(fā)生沉降，造成補(bǔ)償器管段的垂直重力主要由滾輪支座和300管溝底部?jī)刹糠种危沟弥螡L輪支座的鋼桁架橫梁因承受的荷載較大而產(chǎn)生變形。

4跨越解決對(duì)策

（1）建議滾輪支座兩側(cè)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(shù)較小，容易滾動(dòng)的材質(zhì)，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(dòng)軸采用圓鋼，外包中凹圓弧形樹脂材料，使管道通過(guò)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(dāng)架空管道伸出兩岸橋墩時(shí)，在安裝補(bǔ)償器過(guò)程中注意安裝順序。建議根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地形，精準(zhǔn)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(cè)面堆疊好土工袋或管道簡(jiǎn)易支撐，依靠管溝底部及側(cè)部使之固定；在進(jìn)行上部彎頭安裝時(shí)，將架空段管道提高4-8mm，預(yù)留補(bǔ)償器沉降余量；在固定墩施工過(guò)程中，保留管道支撐，避免補(bǔ)償器管段的重力過(guò)分集中在邊跨的滾輪支座上。（4）建議對(duì)跨越橋體兩側(cè)的橫梁進(jìn)行加強(qiáng)（例如可設(shè)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(bǔ)償器安裝過(guò)程中對(duì)管段進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，直到沉降穩(wěn)定為止。