山區復雜地形運用索道安裝大管徑管道的工藝研究

陳曉亮 董擁梅

(山西宏廈建筑工程有限公司,山西 陽泉 045000)

山區復雜地形運用索道安裝大管徑管道的工藝研究

陳曉亮 董擁梅

(山西宏廈建筑工程有限公司,山西 陽泉 045000)

通過對比在復雜的山區地形中進行大管徑管道施工中運用傳統施工工藝，針對在山區施工中坡度較大、運管較重、作業條件艱難等問題，提出了運用索道安裝、吊運、就位及對口等協同作業的一整套大直徑管道的施工工藝，很大程度上節省了人工、成本、時間，而且對環境破壞相當小，更加有效地保證了安全和提高了作業效率，是一種值得推廣的施工工藝。

山區復雜地形，運用索道，安裝，大管徑管道，工藝應用

隨著我國經濟持續快速發展，在基礎設施建設中長距離大直徑輸水管道安裝工程項目建設日益增多；如果這些管道工程穿越崇山峻嶺地形，經常遇到坡度較大、多變且障礙多的情況，這樣的地形多是復雜、場地狹窄而陡險的山區地形，而大直徑管道則是自重較大的管道，在復雜的山區作業安裝環境下施工，很大程度上影響到施工質量及施工安全，在此情況下，施工的關鍵和難點集中體現在如何安全地進行管材運輸、管道就位和組對，這就成為公司施工生產中急于攻克和解決的難題。

1 施工現狀分析

根據傳統的運料方法通常采用騾馬馱運、車輛運輸、輕軌絞車運輸等方式，這些方式的共同缺陷是都必須開辟臨時道路，工作量大、工人勞動強度高、對當地植被環境損壞很大；而且對山區地形也有要求，必須是地形較為開闊，坡度較為平緩的，而對于坡度大于30°以上特別陡峭的山坡懸崖地形，“吊裝機械設備沿線移動”“地面拖車運管—吊車布管”“絞車軌道運管—小車組對”“布料車吊運管—小車組對”等傳統方法均行不通，可能會造成因管材自重過大或坡度過陡而滑脫的安全事故，因此，現運用多種索道組合成管道安裝系統來解決以上大管徑管道安裝的難題。

2 山區復雜地形運用索道安裝大管徑管道的方案選擇

2.1山區復雜地形大管徑管道安裝的施工要求

1)在制定施工方案時，要針對實際地形條件進行現場踏勘，管線安裝要求認真研究，針對地形抓住關鍵環節制定出可操作的施工方案。

2)由于大直徑管道自重很大，在大坡度等地形條件下，安裝地點操作會受到很大限制，要求運輸設備要有足夠的運力、管節應能直接就位，且要有穩定可靠并便于操作的組對措施，以防止下滑造成安全事故。

3)在此復雜的地形環境中實現各種材料管道安裝連續實現“運輸→就位→組對”，只能選擇索道安裝工藝，要求索道能將管節吊運到安裝點上方直接下降到安裝位置，并在吊穩的狀態下能使管節適當移動并配合對口器完成管節精確組對。

2.2工藝原理

運用索道安裝大管徑管道的工藝主要是結合特殊地形的障礙物和坡度、安裝工藝要求必需的一節管節最大長度和重量以及施工質量和安全的要求，改進并設計出同時具備有管節吊運和升降兩種功能的架空索道吊運系統，本系統是通過將承載索、牽引索、升降索、支撐架、控制裝置、動力裝置組成一套將管節“吊裝、運輸、就位、組對”等安裝工序緊密有效地聯系在一起的索道安裝系統。其工作方法首先運用索道牽引裝置吊運管節，然后運用索道升降裝置配合自制千斤頂支撐臺使管節直接就位并配合對口器實施組對，從而有效地解決了安裝場地逼仄、陡峭、障礙多、沒有回轉場地等山嶺地區特殊地形條件下大直徑管道安裝中的許多難題，且能有效地保證工程質量和安全生產，減少臨時道路開辟、減少對環境的破壞，實現良好的經濟效益和社會效益。

2.3工藝特點

1)適應復雜地形能力強：對安裝地形和管徑的適應性強；運用架空索道可以做到跨河越澗、翻山越嶺，并能超越或避開地面一般建構物等障礙；該系統運力大而較平穩，能很好地解決一定長度與大重量管節運輸困難之間的矛盾；在30°以上(小于45°)陡坡軌道運輸重心不穩、運力受限而不可行的情況下，采用該工藝方法能很好地解決山區各種復雜地形條件下的材料運輸和安裝難題，顯示出無可比擬的優點。

2)工藝簡捷，易保證質量安全：安裝設備為運用各種索道、支架及控制裝置組合成一套系統，在吊索承重狀態下組對操作，精確對準管道且有效防止管節自重下滑的危險，提高了安裝的質量及操作的安全度，使安裝工藝簡化，減少了安全管理環節，大大降低了安全風險，十分有利于保證工程質量。

3)經濟效益良好：其主要設備絞盤機，動力設備投入少，操作簡單方便，節約大量人工，降低了工程措施費用，節省了時間，綜合成本較低，經濟效益顯著提高。

4)社會環境保護顯著：大直徑管道安裝是重要的基礎設施工程，關系到日常生產生活，從方案選擇之初就注重環境保護，施工中可大幅度減少臨時道路的開辟，很少損害植被，十分有益于環境保護，社會環保效益顯著。

3 工程實例應用

陽泉市娘子關供水二期一級泵站供水管道全長920 m，采用直徑1.2 m螺旋鋼管，每米重量0.6 t，沿著崇山峻嶺明裝敷設，沿線六次變坡，最大坡度42°，全部高差165 m，工程沿線附近存在多處高壓線、泵房等障礙；人行道只有盤山臺階；管道沿線安裝場地除管身位置外，只有2 m～3 m寬場地可資利用。全線沒有可以直接進入工程安裝點的公路可利用。經公司技術管理部門共同制定施工方案，確定采用索道安裝施工。

3.1安裝方案設計

為了使設計方案更合理并滿足實際安裝需要，設計人員應提前和安裝技術人員進行充分研究，確定索道系統的主要技術參數和計算條件，要求索道由牽引索、升降索、承載索通過支撐架、控制裝置及動力裝置組裝成單程往復式架空索道。承載索要基本上沿著管道設計安裝中心線布置，可完成管節全線運輸、隨地升降、適當微調后就位組對的功能。

設計方案如圖1所示，經過設計計算確定各種索道裝置的要求參數如下：

1)索道型式：單程往復式架空索道;

2)檔距：一般為400 m～600 m，最大不超過600 m；

3)高差角：高差角在30°～45°以下，最大不超過45°；

4)運載能力：為了保證在陡坡等特殊地點安裝的操作安全，管節長度需結合安裝工藝確定；最大運載能力不超過2 t，管節最長不宜超過6 m；

5)運行速度：運行最大速度控制在1 m/s～1.5 m/s；

6)承載索：采用φ22～φ28鋼芯鋼絲繩(6×19股)，通過計算最終確定，根據架空索道工程技術規范，建議安全系數取4；

7)支撐架：可采用型鋼門架或格構式抱桿，其高、寬需滿足運管需要并通過結構計算最終確定；一般可選擇格構式角鋼抱桿斷面和型鋼組合斷面。一般格構式抱桿高度在6 m～9 m，根開在4 m～6 m，斷面不小于360×360；型鋼門架高度在6 m～9 m，跨度在3 m～4 m，立柱斷面不小于2根25號工字鋼；支撐架正常狀態下主要承受軸向壓力，為了保證側向穩定，需要四角對稱設置纜風繩。支撐架立柱要埋置在堅實的巖石上1.0 m深，當為土質時需打混凝土墊層并墊以鋼板；纜風繩地錨不小于3 t,有效埋深不小于1.5 m,并要安裝3 t手扳葫蘆調節其松緊度；

8)牽引動力：通常采用“821”絞盤機1臺(5 t)；

9)牽引索：通常選用φ15.5～φ22普通鋼絲繩(6×19股)，通過計算確定，建議安全系數取4.5；

10)升降索：通常選用φ15.5～φ22普通鋼絲繩(6×19股)，通過計算確定，建議安全系數取5.0；

11)承載索主地錨：索道承載索上下端設置7 t～10 t埋地水平主地錨，通過計算確定；

12)計算條件：一般不考慮覆冰影響、溫度變化的影響和風力的作用。

3.2工程實施

1)實施流程。

架空索道安裝→索道系統驗收→索道系統調試→加載調試→管節綁扎→管節運輸→管節就位→管節組對→管節安裝→安裝完成后試驗。

2)實施操作注意點。

a.索道工程所用的設備、材料、器具均要采用符合質量標準的合格產品，其技術性能必須符合設計要求。

b.索道系統安裝調試合格后，要組織有關人員進行嚴格的質量安全驗收，并監督實施載荷檢驗，當確認整個系統達到設計要求并滿足施工工藝要求后方準使用。

c.嚴格落實索道運行管理措施，確保正常運行；在正式施工前，要組織安裝人員進行現場配合演練，達到運輸、降落、就位、對口操作協調動作。

d.管道安裝工程的關鍵工種如焊工、鉚工、管工均要身體健康、技術精湛、經驗豐富；項目部要經過對其實際操作考核后，擇優選擇能充分勝任工程對象的專業技工來承擔施工任務，鼓勵和穩定關鍵崗位操作人員。

e.管道安裝要用經緯儀放線、復線，用手頭小型儀器隨時校核；各種計量檢測儀器都要按照規定校檢并在有效期內使用。

f.安裝過程中，要隨時檢查和矯正，將各種誤差控制在標準允許范圍之內。

g.在施工和堆料中，任何時候都不得直接撞擊管道基礎預埋件和已安裝的管道，不得在其上堆置重物，不得利用其做地錨。

h.在管道安裝的對口微調等操作過程中，要注意保護管道的防腐；已經破壞的防腐，必須按照要求進行認真修補。

i.焊接作業，不得隨意損傷管道，不得隨意在管道上焊接物件。

j.在管道安裝過程中，為防止從上口掉落物品和雜物進入管道內，在安裝各項操作時要特別注意；如果已經落入東西，要盡快清掃出來；在安裝管道臨時中斷的地方，管道上口要用布料封閉起來。

4 結語

管道安裝工程包括供水管道敷設工程、瓦斯管道敷設工程等，這些工程大部分都頒布在較為復雜的山區地形，對我們日常的施工提出了技術課題。本文則是通過運用索道架空系統將各種功能的索具組合成索道系統，從而實現在復雜地形中對管道的運輸、就位、組對、安裝等工藝協同作業，用一套系統很好地完成了管道安裝施工，大大節省了成本、人工、時間，并有效地保護了環境，同時經濟效益和社會效益特別顯著，是我們應該大力推廣的一種較為先進的管道安裝施工工藝。

[1] GB 50127—2007,架空索道工程技術規范[S].

[2] GB 50017—2014,鋼結構設計規范[S].

[3] 施工組織設計手冊[Z].

Studyonthetechniquesofapplyingcableforinstallinglarge-diameterpipelineincomplicatedmountainoustopography

ChenXiaoliangDongYongmei

(ShanxiHongshaBuildingEngineeringCo.,Ltd,Yangquan045000,China)

Through comparing traditional construction technologies applied in large-diameter pipeline construction under complicated mountainous topography, in light of mountainous construction problems including larger slope degree, heavy pipe transportation and difficult working conditions, puts forward a set of large-diameter pipeline construction technology including applying cable installation, hoisting, taking the place and pairing-assistance and so on. In this way, it not only saves labor force, cost and time, but also has little damage upon environment. Furthermore, it more effectively guarantees the safety and improves working efficiency, which is worth promoting the kind of construction technology.

complicated mountainous topography, applying cable, installation, large-diameter pipeline, technological application

1009-6825(2017)32-0075-02

2017-09-04

陳曉亮(1969- ),男，工程師; 董擁梅(1975- ),女，高級工程師

TU990.3

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