地牛在大型管線穿套管施工中的應(yīng)用初探

賈 守 國

(山西省建工集團(tuán)，山西 太原 030021)

地牛在大型管線穿套管施工中的應(yīng)用初探

賈 守 國

(山西省建工集團(tuán)，山西 太原 030021)

對(duì)地牛的用途、特點(diǎn)、構(gòu)造進(jìn)行了介紹，結(jié)合工程實(shí)例，分析了地牛在大型管線穿套管施工中的應(yīng)用技術(shù)，并探討了地牛在施工中產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，指出運(yùn)用地牛滾動(dòng)原理，由牽引裝置拖拽管道，提高了推送功效，極大地降低了施工成本。

地牛，管線，套管，裝置

地牛，一種運(yùn)輸裝置，又稱搬運(yùn)車。常見于生產(chǎn)車間、大中型超市賣場和庫房間的貨物運(yùn)輸。其特點(diǎn)是：操作簡單，使用方便，由人力拉動(dòng)即可完成搬運(yùn)作業(yè)，是貨物搬運(yùn)的好幫手。地牛相對(duì)于叉車更加小巧，方便于狹小過道的通過。地牛構(gòu)造扁平，一般是一塊鋼板，下面固定若干運(yùn)行輪(見圖1)。有轉(zhuǎn)向構(gòu)件(類似車把作用)控制轉(zhuǎn)向輪，稱為“牛頭”。市政供熱管道的施工，一般存在于市政道路沿線，場地相對(duì)開闊。其工作內(nèi)容無非是定位、管溝開挖、管道吊裝、管道組對(duì)、管口焊接、管溝回填等步驟，使用機(jī)械也就是挖機(jī)、吊車、鏟車等常規(guī)的大型機(jī)械，操作起來技術(shù)含量不高，各工種組織和配合較好管理。道路總要有交叉口、支線、出入口。按施工規(guī)范，管道不允許直埋穿過承壓道路。遇此種情況，設(shè)計(jì)方一般在路口處設(shè)置鋼質(zhì)套管，供管線穿越馬路(道路、出入口)。鋼質(zhì)套管的設(shè)置，一般使用大于埋設(shè)管線外徑兩個(gè)管徑規(guī)格的螺旋焊管，在道路施工時(shí)預(yù)先埋設(shè)。大多數(shù)情況下，套管埋深較淺，且穿越路口的套管長度不大，場地也較開闊。由一臺(tái)(或兩臺(tái))吊車吊起管線一頭對(duì)中套管，另一頭由鏟車或挖機(jī)將管線逐段推進(jìn)，送入套管穿越路基。此種做法均由使用和管理順手的機(jī)械操作，雖深推硬別簡單粗野，經(jīng)濟(jì)效益不高，但常規(guī)如此也習(xí)以為常。遇上套管長度超長、埋設(shè)較深，且場地狹小的情況，大型鏟車、挖機(jī)再無用武之地，小型機(jī)械推送猶如愚公移山耗時(shí)費(fèi)力，功效大大降低。2014年，太原市集中供熱聯(lián)網(wǎng)工程，東中環(huán)街主干線供熱管線穿越支線道路套管，就遭遇此種情況。

1 項(xiàng)目工程概況

太原市集中供熱聯(lián)網(wǎng)工程?hào)|中環(huán)街主干線4標(biāo)段，起點(diǎn)位于西太堡街北側(cè)，終點(diǎn)位于長風(fēng)街，長度2 353 m。管材規(guī)格為：供水管壁厚16 mm、回水管壁厚14 mm，管道設(shè)計(jì)壓力1.6 MPa。管位位于東中環(huán)主干線以西52 m，51.5 m，32.5 m及14 m，供熱管線穿越支線路基須通過轉(zhuǎn)換小室經(jīng)鋼套管穿越。東中環(huán)西太堡街—長風(fēng)街段，供熱管線兩次穿越支線路基，分別利用兩組小室轉(zhuǎn)換。其中1號(hào)小室設(shè)計(jì)地面和現(xiàn)狀地面為862.167，鋼套管管心標(biāo)高852.716，小室地面相對(duì)自然地面-11.02 m；2號(hào)小室設(shè)計(jì)地面和現(xiàn)狀地面為850.626，鋼套管管心標(biāo)高843.030，小室地面相對(duì)自然地面-8.66 m。

2 工藝數(shù)據(jù)、特點(diǎn)

1)預(yù)制保溫供熱管管徑DN1 200 mm，為目前國內(nèi)最大直徑預(yù)制保溫管鋼管，管材單根重5.7 t(長度12 m計(jì)算)。2)鋼套管規(guī)格為DN1 620，預(yù)制保溫供熱鋼管外徑為1 420 mm。預(yù)保溫與螺旋套管內(nèi)徑間僅200 mm的間隙。3)穿越路基預(yù)埋的套管長度為35 m。4)預(yù)制保溫供熱管穿越套管工作面在現(xiàn)狀地面下11 m處的小室內(nèi)(也可視之為豎井)，吊物不在吊車司機(jī)視線之內(nèi)，吊裝難度大。5)場地有限，施工空間狹小，預(yù)制保溫供熱管鋼管只能分段焊接，處理好接頭保溫后，再分段向套管內(nèi)推送，耗時(shí)較長。6)預(yù)制保溫管鋼管穿過套管全長總重為17.1 t，鋼管最大斜角3.66°。最小摩擦力F摩=0.18×17.1×cos3.66°=2 680 kN。

3 地牛的運(yùn)用

按照傳統(tǒng)工藝，預(yù)制保溫供熱鋼管穿入套管后，預(yù)制保溫管即與套管內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦。穿入越深，接觸面越大、重量越大，預(yù)制保溫管與套管間的摩擦阻力也越大。而地面10 m以下工作面場地狹小，又容不下能夠輸出大功率的大型機(jī)械來推送鋼管。既要克服摩擦阻力，又要適用套管內(nèi)狹小空間，還要能承載預(yù)制保溫管鋼管失衡一端的自重壓力。地牛成為解決此問題的不二選擇。

地牛，能承重壓，又有輪子可滾動(dòng)，摩擦阻力問題解決了；自身體型扁平，間隙問題克服了。施工人員略加改進(jìn)(見圖2)，將地牛鋼板加工成弧形，既充分確保預(yù)制保溫管與套管間的間隙，又加強(qiáng)了預(yù)制保溫管穩(wěn)定性。地牛又加裝牽引掛鉤，由套管出口端的程控卷揚(yáng)機(jī)牽引，地牛變推送為牽引。預(yù)制保溫管穿越施工時(shí)，操作人員兩頭對(duì)講指揮，由程控裝置控制拖拽進(jìn)程，并根據(jù)預(yù)制保溫管的穿入程度，逐段加設(shè)地牛支撐預(yù)制保溫管。如此操作，整個(gè)穿越過程輕松解決。

4 地牛應(yīng)用產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

預(yù)制保溫管鋼管穿越套管，預(yù)制保溫管需要分段焊接，并作焊口探傷和外保溫處理，每一輪接口操作均耗時(shí)較長。在場地開闊的條件下，一臺(tái)(甚至兩臺(tái))吊車和一臺(tái)裝載機(jī)(或挖機(jī))協(xié)同作業(yè)。焊接和外保溫處理時(shí)，大型機(jī)械均處于作業(yè)待命狀態(tài)。如在地下10 m處的狹小空間內(nèi)，靠小型機(jī)械推送鋼管，時(shí)間消耗更是指數(shù)級(jí)遞增。應(yīng)用地牛滾動(dòng)原理，由牽引裝置拖拽管道，提高了推送功效，極大地降低了施工成本。

在太原市集中供熱聯(lián)網(wǎng)工程?hào)|中環(huán)街主干線4標(biāo)段施工中，使用小型機(jī)械推送，2 d推進(jìn)12 m后，再無法推進(jìn)。停工10 d。改用地牛牽引工藝后，僅耗時(shí)2.5 d，36 m管線全部施工完畢，且鋼管保溫殼完好無損。初步估算，同等長度條件，比起常規(guī)施工工藝，地牛拖拽裝置節(jié)約50鏟車臺(tái)班7個(gè)，提高功效節(jié)省吊車臺(tái)班2個(gè)，抵消拖拽裝置的購置費(fèi)用，實(shí)際節(jié)約費(fèi)用約15 000元。

地?！黄鹧鄣男≤?，隨著大型管線普及應(yīng)用，在市政管線施工中，必大有用武之地。

The preliminary application of the forklift in the large pipe casing construction

Jia Shouguo

(ShanxiConstructionEngineeringGroup,Taiyuan030021,China)

The paper introduces the usages, features and components of the forklift, analyzes the application technique of the forklift in the large-scale pipeline casing construction by combining with examples, explores its economic benefits in the construction, and points out its rolling mechanism by drawing the device to drag the pipeline, so as to improve the propelling effect and lower the construction cost.

forklift, pipeline, casing, equipment

2015-05-23

賈守國(1970- )，男，工程師，一級(jí)建造師

1009-6825(2015)22-0114-02

TU990.3

A