悬索跨上管道施工技术

向磊（中石化胜利油建工程有限公司，山东东营257000）

悬索跨上管道施工技术

向磊（中石化胜利油建工程有限公司，山东东营257000）

近年来，随着国内油气田的大量开发建设，管道的建设工程面临多种复杂的地形地貌，特别最近国内西南区域的气田开发建设不断扩大，施工环境建设中趋于南方的低山及丘陵间冲沟、谷地、河流等地貌。管道在施工中不再是单一的开挖埋地敷设，而是也会面对冲沟、河流、桁架及悬索跨等等特殊地形。

悬索跨；管道；施工

1　实例工程简介

普光气田后85亿产能建设站外管线工程第一标段，管线途径后河悬索跨，然后向东南敷设，后河悬索跨长度为218m，位于后河东岸，跨越公路1处，桥面距离后河水面的最高高度为27米。桥面敷设管道：2条直缝埋弧焊钢管DN500，1条无缝钢管DN150。从现场踏勘来看，悬索跨两岸给予施工的作业空间相当有限，特别是跨越的西岸，现有空间基本不能达到施工条件。

2　施工中的难点

2.1悬索跨上管道的施工，首先面临的就是悬索跨上作业面小，大型吊装辅助车辆只能靠近悬索跨东岸，中间部位无法就位。

2.2悬索跨河流为当地通往县城的主要水运通道，来往货运和客运船只频繁，施工时无法采用驳船拉运施工设备，配合脚手架施工作业，而且施工期间为雨季，河流水位不稳，给安全施工带来影响。

2.3如果采用全线先布管后焊接，大量焊接所需要的辅助设施（如电加热片、消氢处理设备、热处理设备等等）和各个工序施工人员会造成施工现场拥挤混乱，而且更加不利于后期焊口返修、防腐等工作。

2.4管道先预制后回拖，传统的单头牵引需要在悬索跨西岸设置牵引设备（如卷扬机），但是南岸的锚固墩及挡墙没有可安装处。

2.5悬索跨西岸管线连头工作困难，作业空间严重受制约。

3　施工技术

3.1方案选定

考虑上述施工中所能遇到的各项难点。项目经过讨论分心后，决定采用吊车辅助，多组简易龙门架实施管线组对焊接，然后进行管道的预制工作，检查合格后，完成所有的施工后续工作，然后管线回拖上桥，后进行悬索跨东西两岸的管线连头施工。

此方案很好的解决了作业空间等各项问题，使得不利的作业空间变得更加有利，同时使得施工人员在施工时更加安全、高效。大大的提高工作效率，节省施工时间，节约了施工成本。

3.2理论计算

技术方案制定后，由于悬索跨的结构特殊性，管线单向回拖，容易造成悬索跨单面起拱，特别是当预制完的管线回拖至悬索跨中间之前，使得悬索跨拉绳受力不均匀，而且回拖中更能造成拉绳的受力不稳。

跨越主跨度为175m，主索垂度20m，桥面设1m预起拱。西岸岸边跨度27.5m，东岸边跨跨度40m，东岸付跨30m。

索系设计形式：设计主索型号为PES5-139（JT/6-94），主索锚头采用PESM5-139，直径78mm；设计风索型号为PES5-37（直径45mm）。经超张拉后的成品缆索，卸载至设计拉力147.3t时测量缆索长度，长度误差不大于1/10000索长。风索主索安装完后，调整端部调节螺栓，使风索主索拉力为25t。

半程管道的最大总重为：Tmax=175m/2*0.275t/m=24t

管线回拖时，悬索跨受力图像为抛物线，管道回拖至半程时，为拉绳的最大受力。当管线通过悬索跨主跨的中点时，受力慢慢降低。经过计算可知，方案中制定的回拖满足悬索跨的安全要求。

3.3方案的实施

利用30t吊车（方便后期管线回拖桥面）及12具简易龙门架，配合管线的吊装组对。将简易龙门架焊接在桥面已有的支架基座的钢板上，然后分别将管线进行组对。

施工之前，需临时切割掉悬索跨上面人行走道的护栏（主要为焊接作业位置），以便简易龙门架的安装，同时满足后期电焊工的施焊空间。

施工准备的同时，在悬索跨的两边搭建脚手架，上铺轻钢板，用铁丝进行绑扎，满足作业时的安全需求，后期可铺设风雨布，为24小时轮班作业提供便利。

简易龙门架的制作，考虑悬索跨的安全空间和管道的尺寸，简易龙门的尺寸为2m（高）×1-1.2m（宽）。龙门架主体采用槽钢［100，横梁为无缝钢管φ88.9×6，横梁挂鼻为δ=10mm的钢板。

考虑施工中的管线每根长12m，重量为12m×0.275t/m=3.3t，采用5t的手拉葫芦。简易龙门架的安装位置为悬索跨上的主要承重部位。

管道的就位组对，用聚乙烯冷缠带把所有的桥面上支撑的滚轮进行缠裹，保护管线的防腐层在滚轮上移动时被破坏。采用吊车将管道放置悬索跨上滚轮后，利用手拉葫芦将管道挪到龙门架组对位置，管道依次移动，同时完成悬索跨两边的管道（双线）就位。这样可以大大提供施工作业量，在保证安全的同时，可安排机组轮流施工，人休机不停。

在管道焊接、消氢、检查合格、热处理、防腐等工作完成后，就需进行管线的回拖。由于悬索跨西岸没有主要的回拖设备，采用手拉葫芦和钢丝绳在西岸仅做辅助牵引工作，避免管线回拖时偏向掉下滚轮。

采用吊车（即先前辅助管线就位时使用的）将预制完成的管线一端慢慢吊起，利用预制完成管线的自重，进行慢慢滚动上桥，协助管线的回拖。

当管道回拖过半时，需要在悬索跨东岸利用手拉葫芦和钢绳受力牵引住管道，避免因管道自重过大（因管道增长，重心前移），在滚轮上移动速度过快，使其安全的滚动上桥。

4　结语

通过普光气田主体开发地面集输管网工程的施工，我胜利油建公司普光项目部对悬索跨上管道的施工有了初步的了解，而且管线施工中创造的施工作业环境，使得焊接一次合格率为98%以上，焊接质量达到大幅提高，但由于L360MCS（进口管线）及焊接工艺的特殊性，焊接技术还有待于进一步提高。但是在跨河悬索跨上管道的施工经验得到了积累，为长输管道在此类地形的施工中起到一定的借鉴意义。

［1］《石油天然气管道跨越工程施工及验收规范》SY0470-2000

［2］《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369-2014

通过参与普光气田地面集输工程站外管线部分的施工，总结河流跨越、山谷跨越等复杂施工环境下的特殊施工技术，为管道在悬索跨上的施工提供一定的经验。