王堯

（大慶油田工程建設(shè)有限公司天宇設(shè)計院，黑龍江大慶163712）

懸空管道送進裝置的設(shè)計及應(yīng)用

王堯

（大慶油田工程建設(shè)有限公司天宇設(shè)計院，黑龍江大慶163712）

針對昆鋼大紅山管道懸索跨越工程施工中遇到的無橋面輔助條件下敷設(shè)管道的技術(shù)難題，設(shè)計一種懸空管道送進裝置，將管道從跨越點一側(cè)安全地發(fā)送到另一側(cè)。文章主要介紹了懸空管道送進裝置的結(jié)構(gòu)、功能及應(yīng)用情況。

懸索跨越；懸空管道；送進裝置；設(shè)計；施工

0 引言

大慶油田工程建設(shè)有限公司（大慶油田建設(shè)集團）中標的云南昆鋼大紅山管道跨越工程，跨越點位于兩山腰間，谷深80 m，跨越形式是國內(nèi)少有的懸索管段式，施工難度大，風險高，特別是管道的敷設(shè)是一大技術(shù)難題。

懸索跨越工程進行管道敷設(shè)時，一般情況下，發(fā)送管道之前，在跨越點兩岸間先安裝一個橋面桁架式結(jié)構(gòu)，然后將管道放在桁架結(jié)構(gòu)上，從跨越點一岸牽引到另一岸。由于大紅山管道跨越工程跨度比較大且兩端山體陡峭，跨越處溝谷較深，修建臨時管橋施工風險大，成本高，施工周期長，因此跨越管道要在無橋面輔助的條件下從一側(cè)山體牽引到另一側(cè)山體，管道易發(fā)生扭曲變形、墜落的現(xiàn)象，施工質(zhì)量難以保證。為此，在沒有可借鑒的施工技術(shù)情況下，自行研制了懸空管道送進裝置，以解決這一技術(shù)難題。

1 工程施工條件

昆鋼大紅山管道跨越工程位于云南省新平縣境內(nèi)，管道直徑244.5 mm，材質(zhì)為X65，懸索跨越主跨140 m，全長175.5 m，跨越管道設(shè)有大坡降比，兩側(cè)懸索長度呈不對稱狀態(tài)。工程跨越點在兩山腰間，谷深風大，塔架與山的主體之間僅有一條3 m寬的臨時通道，且隨山體走勢而布，大型工程機械沒有足夠的施工作業(yè)帶。

2 功能設(shè)計

在這樣險惡的施工條件下，管道敷設(shè)必須采用一種新的輔助設(shè)施，與主索、吊索連接在一起，組成一個安全、可靠的懸空管道送進系統(tǒng)，在無橋面輔助安裝管道、又無法采用其他有效施工平臺時，起到臨時浮橋的作用，將管道安全地從一側(cè)山體發(fā)送到另一側(cè)山體，并保證管道在送進過程中，不發(fā)生碰撞、從高空墜落等事故，能夠安全地安裝就位。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，重點考慮了以下幾方面的問題：

（1）發(fā)送滾輪材料采用強度高、耐磨性好、富有彈性的非金屬材料，以減少滾體對管道外保護層的破壞。

（2）發(fā)送滾輪結(jié)構(gòu)設(shè)計為深腰鼓形，增加管道與滾輪的接觸面積，形成較大的包絡(luò)角，可以防止在管道送進過程中，管道從高空墜落，從而提高懸空管道敷設(shè)的安全性。

（3）兩側(cè)擋板的上部設(shè)計有吊耳，這樣懸空管道送進裝置可通過吊耳與吊索連接在一起。

（4）擋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計可起到防撞作用，保證吊索與管道不發(fā)生碰撞。

（5）底板兩側(cè)分別設(shè)計了限位固定裝置，防止在管道敷設(shè)過程中，多個懸空管道送進裝置相互間發(fā)生竄動。

（6）整體結(jié)構(gòu)簡單實用，拆卸方便，可保證在高空中快速、安全地進行懸空管道送進裝置的安裝。

具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 懸空管道送進裝置

該懸空管道送進裝置主要由軸、擋板1、擋板2、發(fā)送滾輪、連接板及限位固定裝置等部分組成。兩側(cè)擋板分別與底板焊接在一起，底板采用分體結(jié)構(gòu)，利用連接板固定成一體，使整個裝置的組裝及零部件更換更加方便、快捷。

采用滾輪結(jié)構(gòu)作為管道的承載體，在管道送進過程中，滾輪繞軸旋轉(zhuǎn)運動，多個滾輪一起組成一條“空中傳送帶”，將管道快速、安全地發(fā)送到對岸。

4 安裝使用

懸空管道送進裝置研制完成后，在昆鋼大紅山鐵礦精礦礦漿輸送管道跨越工程中進行了應(yīng)用。

施工時，在主索上安裝吊索的同時安裝懸空管道送進裝置，如圖2所示。根據(jù)工程跨度，按照一定的間隔，將多個懸空管道送進裝置分別通過兩塊擋板上的吊耳與吊索連接，使主索與懸空管道送進裝置通過吊索連接在一起，再用限位索通過限位固定裝置將多個懸空管道送進裝置連接起來。這樣，主索、吊索、限位索及懸空管道送進裝置組成了一個穩(wěn)固的懸空管道送進系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有效地防止了在跨越管道送進過程中，懸空管道送進裝置發(fā)生扭轉(zhuǎn)、側(cè)翻以及相互間竄動等現(xiàn)象，從而保證管道不會從高空墜落，與吊索不發(fā)生碰撞，安全地從跨越點一側(cè)到達另一側(cè)，安裝就位。

圖2 懸空管道送進裝置的現(xiàn)場安裝

在地面平臺預(yù)制完成的管道沿著懸空管道送進系統(tǒng)中的多個懸空管道送進裝置安全、平穩(wěn)地從跨越點一側(cè)被牽引到另一側(cè)。管道安裝就位后，拆除懸空管道送進裝置。懸空管道送進裝置在以后的施工中可重復(fù)利用。

5 存在問題及改進意見

懸空管道送進裝置在設(shè)計時，考慮到對管道外防腐層的保護，發(fā)送滾輪材料選用了尼龍棒，雖然使用效果顯著，但造價較高。在今后的加工中，滾輪材料要進行優(yōu)選，可以研究采用普通鋼材外面粘上橡膠防護層的方法，這樣既可滿足施工需要，又可降低施工成本，使企業(yè)獲取更大的經(jīng)濟效益。

6 結(jié)束語

懸空管道送進裝置在大紅山管道跨越工程中的成功應(yīng)用，表明了我們的設(shè)計方案合理，安全可靠，已攻克了在無橋面輔助情況下敷設(shè)管道的難題。

在懸索跨越施工中，采用懸空管道送進裝置替代臨時管橋，可降低施工風險，而且工程所需的大型施工機械較少，可大幅度降低施工費用，工程施工安裝周期相對較短，節(jié)約工時，滿足了生產(chǎn)需要，具有較好的推廣應(yīng)用價值。

10.3969/j.issn.1001-2206.2012.03.016

王堯（1968-），女，黑龍江哈爾濱人，工程師，1990年畢業(yè)于大慶石油學院，現(xiàn)主要從事科技管理工作。

2011-04-27