陡坡地段油气管道索道运布管施工.pdf

_ 施工安装 石油工程建设 陡坡地段油气管道索道运布管施工 陈豪1 - 2 ，黄坤， 1 西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都6 10 5 0 0 2 川庆钻探公司四川石油天然气建设工程有限责任公司，四川成都6 10 0 4 1 d o f ：10 3 9 6 9 J I s s n10 0 1 2 2 0 6 2 0 16 0 5 0 15 摘要：在油气长输管道山区施工中，当管道穿越U 型或V 型陡峭沟谷时，普通运布管设备难以将管道运送至 指定位置，从而成为大口径油气长输管道施工的难点和制约工程按期投产的瓶颈。四川油建公司在中贵联络线 工程和兰成原油管道工程同沟段施工过程中，依据现场实际建立受力模型、进行受力计算与分析，利用索道运 布管精确定位施工技术，成功完成了“指力沟”穿越，解决U 型或V 型陡峭沟谷运布管这一施工难题。经对比 分析，该方法灵活方便，实用性强，经济效果明显。 关键词：陡坡；索道；运布管 C o n s t r u c t i o no fT r a n s p o r t i n ga n dD i s t r b u t i n gP i p e sf o rO i la n dG a sP i p e l n e si nS t e e p S l o p eA r e a C H E NH a 0 1 一H U A N GK u n 1 1 P e t r o I e u ma n dN a t u r a IG a sE n g i n e er I n gC o l l e g eo fS o u t h w e s tP e t r o l e u mU n i v e r s i t y ，C h e n g d u6 10 5 0 0 ，C h i n a 2 C C D CS i c h u a nP e t r o I e u mC 0 n s t r u c t i o nC o ，L t d ，C h e n g d u6 10 0 4 1 ，C h i n a A b s t r aC t ：I nt h ec O n s t r u c t I o no fI O n g d i s t a n c eO i Ia n dg a sp i p e I i n e si nm o u n t a i n O u sa r e a s ，w h e np i p e I i n ec r O s s i n gUO rV s h a p e ds t e e pv a | | e y s ，a p p I i c a t i O nO fc o m m O ne q u i p m e n tf O rt r a n s p O r t i n ga n dd i s tr | b u 百n gp i p e st Od e s i g n a t e dI o c a t i O ni s d i f f i c u I t ，w h i c hb e c o m e st h eb o t C l e n e c kj nI a r g ed i a m e t e rp i p e | i n ec o n s t r u c t i O n 1 nt h ec o n s t r u c t i O nO ft h ep i p e | I n es e c t i O n f o rt w op i p e I i n e sI a y i n gi n t oo n et r e n c hi nZ h o n g G u iL i n k i n g u pP i p e l i n eP r o j e c ta n dL a n C h e n gC r u d e0 i | P i p e I i n eP r o j e c t ， S j c h u a nP e t r oJ e u mC o n s t r u c t j o nC o ， L t d e s t a bJ j s h e dm e c h a n j c am o d eb a s e do np r a c t j c aJf J eJ ds j t u a t j o na n dc o n d u c t e d c O n l p u t a t i o na n da n a I y s i s ， u t i I i z e dt h ec a b I e w a yt e c h n i q u ef o ra c c u r a t e I yt r a n s p o r t i n ga n dd i s tr i b u t i n gp i p e st ot h ed e s i g n e d I o c a t i o n ， a n ds u c c e s s f u l | ys o l V e dt h ed i f f i c u l tk e yp r o b l e mo fp i p e I i n ec r o s s i n gUo rVs h a p e ds t e e pV a | | e y s I tw a sp r o V e d t h r o u g hc o n l p a r a t i v ea n a l y s i st h a tt h i st e c h n i q u ei sc o n v e n i e n t ，p r a c t i c a Ia n de c o n o m i c a l K e y w O r d s ：s t e e ps l O p e ；c a b I e w a y ；t r a n s p O r t a t i o na n dd i s tr I b u t | O n0 fp i p e s 索道运布管是利用带有升降管道装置的索道系 统实现对山势陡峭或山坡坡度3 0 0 的长陡坡和整 体呈U 字或V 字等山坡面起伏变化频繁的纵长坡地 形、深切的；中沟和峡谷地形的运布管技术。其核心是 索道设计技术，根据地形特点和荷载大小，依据悬索 抛物线理论的力学计算分析，确定承载主索和起重 索、牵引索的规格，按照结构力学理论计算桅杆高度 及结构形式。精确定位技术则要求在焊接施工前，提 前确定好焊道位置，弯头( 弯管) 度数，开挖好焊 坑，以满足现场组焊要求。本文以中贵联络线工程和 兰成原油管道工程的双管同沟并行段“指力沟”穿越 为例，讲述其具体应用。 1 工程实例 中贵联络线工程和兰成原油管道工程的双管同沟 并行段“指力沟”穿越，施工图桩号D A T 0 2 8 一 D A T 0 3 0 ，地处广元市朝天区花石乡，双管净间距 1 5m 。 中贵联络线工程设计管道规格D10 1 6m m 2 2 0m m ( X 8 0 钢) 、兰成原油管道工程设计管道规 格D6 10m m 11 9m m ( X 7 0 钢) 。整个“指力 沟”穿越段面呈V 形沟谷，沟谷两边分别为7 8 0 和 5 9 。的陡坡，由于坡度极陡，机械设备无法到达， 再加上V 形沟谷谷底为山间；中击河流，且该处位于 万方数据 陈豪等：陡坡地段油气管诺l 玄淆i 云布管旆T 嘉陵江湿地保护区，管沟无法进行爆破施工，以免堵 塞河道，破坏生态环境，所以只能在管沟边用脚手架 搭设人行梯步，方便人员行走及运送施工物资，然后 利用人工开凿管沟，精确定位焊道位置并开凿焊坑， 管沟形成后，搭建好焊接平台，利用索道进行运布管 和管道焊接施工。 2 施工方案 2 1 索道总体设计 2 1 1 索道穿越示意 由于中贵联络线工程单根钢管质量较大( 如一 根1 2m 长的D 10 1 6m m 2 2 Om m 直缝管，加上 其外防腐层，质量约为7t ) ，管道穿越V 型沟谷， 两边为陡崖，挖掘机、吊管机等传统运布管机械设备 难训哿管道运送至管沟。结合以前承建的涩宁兰、忠 武线等管道工程的施工经验，采用空中索道进行运布 管( 见图1 ) 。 2 1 2 受力模型的建立 根据现场实际地形建立受力模型，吊装受力分析 如图2 3 所示。 图2 吊装受力分析示意 谛T 密狴l 图3 支点受力分奄斤不恿 2 1 3 计算参数 索道跨度= 2 2 0m ，索道垂度厂= 1 3m ，动载 系数K 1 = 1 1 ，钢蓟G 1 - 7 0 0 0 0 N ( 按D 1 0 1 6 m m 2 2 0 m m 1 20 0 0m m ，并考虑绝缘层重量) ，吊索 具重G 2 = 4 5 0 0 N ，则吊装荷载G = G ，+ G 2 = 7 4 5 0 0 N ， 索道单位长度自重口= 5 3 1N m 。 2 1 3 1 受力计算 桅杆支反力y 1 _ 等+ 旦善= 4 30 9 1N ZZ 索道拉力日1 = y ，务一笋2 3 3 99 0 4N 索道张力五= 、y ：+ 日；= 3 4 26 2 4N 根据索道所受张力，选用西3 9m m ，6 3 7 1 7 0 钢丝绳作架空索道，破断拉力P 为7 8 68 0 0N ， 则索道安全系数K = 击= 2 0 8 A 1 1 索道夹角J 9 1 = a r c t a n ( ) _ 7 2 2 。 主拖拉绳受力( 拖拉绳与地面的夹角西1 - 3 5 0 ) 乃= 乃c o s 届1 c o s 咖1 = 4 1 4 9 4 6N 。 拖拉绳受力( 桅杆主拖拉绳采用舭6m m ， 6 1 9 1 7 0 钢丝绳) 的破断拉力为11 6 0 3 0 0N 。 安全系数& = 3 2 7 桅杆受力1 = 死s i n 咖1 + 兀s i n 崩= 2 8 10 6 4N 卷扬机牵引力F 牵= G s i n 卢1 = 9 3 6 3N 2 1 3 2 桅杆校核 桅杆用4 根D2 7 3m m 8m m 无缝钢管制作。 桅杆单肢受力= 2 8 10 6 4N ；惯性矩- ，= 58 5 6c m 4 ； 钢管横截面积为F ，则惯性半径p = ( ，F ) 坦= 0 7 9N c m 2 ；柔度系数A = 础，p = 1 9 6 3 ；弘为长度 系数，肛= 1 ； ，为桅杆高度；折减系数砂= 0 2 5 4 。 桅杆压应力盯= ( 沙F ) = 12 0N c m 2 川， 因此桅杆是安全的。 2 2 测量放线 根据设计施工图控制桩坐标、管道线路水平转角 万方数据 _ 施工安装 石油工轾量普 度数、纵向弯头度数、管沟开挖深度要求等数据，采 用全站仪或R T K 进行中线定桩放样测量，定桩测量 包括加密桩( 纵向变坡桩、间距5 0m 直线加密桩、 曲线加密桩) 和标示桩( 变壁厚桩、穿越桩、变径 桩、变防腐层桩、地下障碍物起止桩等) 的测设。 所有的标示桩也可作为加密桩使用。测量时可以在每 一处地形变化点设桩( 即一坎一桩) ，并在该桩上设 定挖深，以便内业计算调整角度、校核埋深及指导扫 线、开挖。测量数据经复核无误后，导入长输管道测 量成果处理系统软件，生成施工测量成果表。数据处 理计算时应对挖深的数据进行修改调整，实现热煨弯 头度数圆整。 2 3 管沟开挖成型及复测 由于该段地处嘉陵江湿地保护区，为了减少生态 破坏，采用静态爆破结合人工开挖的方式形成管沟， 开挖出的土石方运送至指定弃渣场进行堆放。管沟开 挖成型后应组织复测，复测应包括转角桩、加密桩、 标示桩的测量。成型管沟的中线偏差和沟底标高偏差 应符合G B5 0 3 6 9 2 0 14 油气长输管道工程施工及 验收规范8 3 2 管沟验收和设计文件的相关要求， 并出具管沟成型测量成果表，根据该测量成果表进行 冷弯弯管、热煨弯头和直管长度需求的申报拉运工 作，冷弯弯管、热煨弯头的使用度数与设计施工图出 现偏差时，应及时变更备案。 图4 主地锚结构示意 D2 7 3m m 无缝钢管，用于牵拉钢丝绳，固定门型桅 杆，C 2