石油管道受限空間內(nèi)大口徑管道安裝施工技術(shù)

張禮旭，楊 婕，譚淑艷，馬春玲，鄭 娜

1中國(guó)石油管道局工程有限公司國(guó)內(nèi)事業(yè)部，河北 廊坊

2中國(guó)石油管道局工程有限公司第四分公司，河北 廊坊

1.工程概況

西氣東輸二線東段南昌–上海支干線屬于國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)壓力為10 MPa，管徑1016 mm，錢(qián)塘江盾構(gòu)隧道穿越為西氣東輸二線管道工程上?！喜Ц删€穿跨越工程，隧道水平長(zhǎng)度2792 m，隧道斷面為圓形，內(nèi)徑3.08 m。始發(fā)井為矩形，長(zhǎng)22 m，寬8 m，深18.5 m，接收井為圓形，內(nèi)徑14 m，深28.5 m。成型后隧道成“V”型，軸線為折線形，坡度2.8%。

2.施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1.施工準(zhǔn)備

施工用電為專(zhuān)線外接電，采用6臺(tái)550 kW箱式變電站，備用兩臺(tái)220 kW發(fā)電機(jī)。因空間受限，每隔2 m設(shè)置1個(gè)掛鉤，將電纜敷設(shè)在隧道壁上。隧道內(nèi)每隔5 m安裝一盞40W-36V防水、防焊渣照明燈用于照明。為確保作業(yè)空間空氣流通，在井口安裝一臺(tái)射流風(fēng)機(jī)。在隧道的最低點(diǎn)安裝1臺(tái)功率為15 kW的排污泵，用鍍鋅鋼管連接至井口，便于隧道內(nèi)排水。

2.2.布管

2.2.1.垂直運(yùn)輸

為防止在鋼管吊運(yùn)過(guò)程中滑管，在鋼管兩端各設(shè)置一根晃繩，以便于調(diào)整鋼管吊運(yùn)的方向[1]。鋼管吊運(yùn)時(shí)設(shè)專(zhuān)人指揮，將鋼管平放到自制運(yùn)輸車(chē)上，用倒鏈將鋼管與拖車(chē)固定(圖1)。

Figure 1.The diagram of downhole for vertical transportation of steel pipes圖1.鋼管垂直運(yùn)輸下井示意圖

2.2.2.水平段運(yùn)輸

在隧道內(nèi)鋪設(shè)運(yùn)管輕型軌道，選用24#輕軌，軌道安裝位置須與設(shè)計(jì)的管道安裝中線一致，用水平尺找平，并用不同壁厚的鋼板墊實(shí)。用軌距桿控制兩根軌道的間距，偏差控制在?2～+6 mm，軌道下鋪設(shè)鋼枕木，軌距1000 mm，鋼枕木間距650 mm (圖2)。

Figure 2.The diagram of track installation圖2.軌道安裝示意圖

安裝電瓶車(chē)2臺(tái)，運(yùn)管小車(chē)2組，分別在距離管端2 m處與鋼管用倒鏈綁在一起，使鋼管與運(yùn)管小車(chē)形成一個(gè)整體。在鋼管與小車(chē)弧板之間墊20 mm橡膠板，防止鋼管防腐層損傷。

鋼管運(yùn)輸至安裝位置后，通過(guò)2個(gè)自制龍門(mén)架吊起，退出電瓶小車(chē)，拆除軌道，利用龍門(mén)架將鋼管放置在臨時(shí)支架上，使鋼管與隧道之間的距離大于350 mm，滿足焊接施工的要求。

2.3.管道安裝

2.3.1.隧道內(nèi)管道支撐架安裝

在鋼管運(yùn)輸同時(shí)交叉運(yùn)輸管道支架。布置鋼管就位后，用自制的液壓龍門(mén)架和千斤頂配合安裝管道支撐架，同時(shí)把橡膠板安裝在管道支撐架上，開(kāi)始進(jìn)行管道組對(duì)。待支撐架全部安裝并在完成管道焊接以后，將管道上半部分管卡用高強(qiáng)度螺栓與安裝好的管道支撐架進(jìn)行固定。

2.3.2.隧道內(nèi)管道安裝

采用符合焊接施工要求的小體積電焊機(jī)，自制運(yùn)載焊接設(shè)備專(zhuān)用小車(chē)。小車(chē)上可放置兩臺(tái)電焊機(jī)，在管道一側(cè)的墊層上移動(dòng)，確保兩名焊工能同時(shí)開(kāi)展焊接作業(yè)。利用電動(dòng)葫蘆將鋼管進(jìn)行提升，安裝外對(duì)口器；管道焊接作業(yè)全部完成后，撤離臨時(shí)設(shè)置的木方。隧道內(nèi)根據(jù)施工情況，設(shè)置多個(gè)配電箱，焊接作業(yè)時(shí)根據(jù)電焊機(jī)移動(dòng)位置及時(shí)更換焊機(jī)電源(圖3)。

Figure 3.The of diagram pair welding圖3.組對(duì)焊接示意圖

2.3.3.豎井內(nèi)管道安裝

在地面上提前預(yù)制豎井井壁鋼管和彎頭，經(jīng)無(wú)損檢測(cè)、防腐補(bǔ)口、補(bǔ)傷等各工序完成并檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行吊裝。吊裝時(shí)，在鋼管管壁周?chē)υ粚?0 mm橡膠，避免管道損傷。管道下端安裝2根晃繩，管道彎管上安裝1根晃繩，管道彎管及下端管頭處安裝防滑卡具各1套，卡具下面用10 mm橡膠進(jìn)行鋪墊，并用2根管徑12 mm鋼絲繩將卡具進(jìn)行連接。鋼管吊裝作業(yè)到管道彎頭與預(yù)留孔洞等高位置時(shí)，停止下放，用鋼筋鉤將管道彎管上晃繩鉤進(jìn)預(yù)留洞，并控制彎頭方向。搭建腳手架焊接底部橫口，鋼管安裝時(shí)采用臨時(shí)措施進(jìn)行固定，待全部鋼管管夾完成安裝后，管夾上緊(圖4)。

Figure 4.The diagram of pipe installation in vertical wells圖4.豎井內(nèi)管道安裝示意圖

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)施工各個(gè)關(guān)鍵工序和環(huán)節(jié)全面、細(xì)致的控制，錢(qián)塘江盾構(gòu)隧道管道安裝施工順利完成。該施工項(xiàng)目對(duì)管道施工隊(duì)在受限空間內(nèi)作業(yè)提供了經(jīng)驗(yàn)。