大型設(shè)備吊裝區(qū)域地下管道保護(hù)方法

關(guān)啟軍，馮慶輝，任旭鵬，劉樹(shù)君

中國(guó)石油天然氣第七建設(shè)有限公司，山東青島 266300

大型設(shè)備吊裝區(qū)域地下管道保護(hù)方法

關(guān)啟軍，馮慶輝，任旭鵬，劉樹(shù)君

中國(guó)石油天然氣第七建設(shè)有限公司，山東青島 266300

大型設(shè)備的吊裝作業(yè)是石油化工裝置建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，吊車作業(yè)區(qū)域經(jīng)常會(huì)遇到地下埋設(shè)有正在使用的地下管道等復(fù)雜情況。如何采取合理有效的地下管道保護(hù)措施，對(duì)于提高吊裝作業(yè)的安全性、降低工程成本都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。介紹了一種采用類似涵洞的技術(shù)對(duì)地下管道起到保護(hù)作用。經(jīng)過(guò)工程實(shí)例驗(yàn)證，此種保護(hù)措施使吊裝作業(yè)的安全性與質(zhì)量得到保證，取得了良好的地下管道保護(hù)效果。該方法可以廣泛應(yīng)用于埋有地下管道的吊裝施工作業(yè)場(chǎng)地。

大型設(shè)備；吊裝；管道；保護(hù)

隨著石油化工裝置改擴(kuò)建項(xiàng)目越來(lái)越多，大型設(shè)備吊裝過(guò)程中遇到吊車作業(yè)區(qū)域埋有正在使用的地下管道等復(fù)雜情況也時(shí)有發(fā)生。如何采取有效、合理的保護(hù)措施，對(duì)于提高吊裝作業(yè)安全，降低工程成本具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

由中國(guó)石油天然氣第七建設(shè)有限公司承接的烏魯木齊石化（簡(jiǎn)稱烏石化）180萬(wàn)t/a柴油加氫改質(zhì)裝置工程，有兩臺(tái)（每臺(tái)質(zhì)量460 t）加氫反應(yīng)器需要吊裝。在吊裝區(qū)域埋有4條烏石化煉油廠正在運(yùn)行的管道。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，本次采用了一種類似涵洞的技術(shù)，起到了對(duì)管道的保護(hù)作用，有效地保證了吊裝施工的安全。

1 工程概況

烏石化180萬(wàn)t/a柴油加氫改質(zhì)裝置工程有兩臺(tái)加氫反應(yīng)器，每臺(tái)質(zhì)量460 t，直徑3.6 m，高31 m，擬采用750 t履帶吊吊裝。在吊車擬站位區(qū)域的地下埋有4條循環(huán)水管道（見(jiàn)圖1），均為螺旋焊縫鋼管，材質(zhì)為Q235，其中2條的外徑為1 026 mm、壁厚13 mm（圖1中藍(lán)色管道），另兩條的外徑為820 mm、壁厚10 mm（圖1中綠色管道）。這4條管道均為烏石化煉油廠正在運(yùn)行的主管道，平均埋深1.2 m，其中3條埋設(shè)比較集中，東西方向間距分別為1 371 mm與1 200 mm。

圖1 吊車拆組車場(chǎng)地及管道方位示意

在吊裝過(guò)程中，如何有效地對(duì)埋地管道進(jìn)行保護(hù)，且不影響其他裝置的安全生產(chǎn)，同時(shí)保證吊裝施工的安全，成為本次吊裝施工中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

2 工藝原理

在加氫反應(yīng)器吊裝過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，本次施工采用類似涵洞的技術(shù)，由現(xiàn)場(chǎng)制作的樁來(lái)承受吊車施加于地面的正壓力，從而保證位于樁間的埋地管道在吊車進(jìn)行吊裝作業(yè)過(guò)程中不受影響，進(jìn)而完成吊裝過(guò)程中對(duì)埋地管道的保護(hù)。

3 施工工藝

按照吊車吊裝過(guò)程中對(duì)地面施加的最大載荷進(jìn)行計(jì)算，吊車吊裝時(shí)對(duì)地面的正壓力為0.46 MPa，而鋪設(shè)專用路基箱，并全部采用橫向鋪設(shè)后，對(duì)地面的正壓力減少為0.14 MPa。根據(jù)管道參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，為了避免埋地管道受壓損壞采用如下方法：先將每根埋地管道兩側(cè)的回填土清除，然后回填戈壁土；制作長(zhǎng)方體樁，每根樁的尺寸為長(zhǎng)5m、寬0.8 m、高1.2 m，在吊裝車每側(cè)履帶位置下設(shè)4個(gè)樁，因而共制作8個(gè)樁；在樁上部鋪設(shè)路基箱，埋地管道區(qū)域每塊路基箱跨兩個(gè)樁，保證主要由樁受力，這樣路基箱和樁之間就構(gòu)成了一個(gè)類似涵洞的結(jié)構(gòu)，將原來(lái)直接作用于管道上的正壓力由樁承受，并均勻地傳給周圍的地基，從而起到對(duì)埋地管道的保護(hù)作用，施工方案示意見(jiàn)圖2。該方案的重點(diǎn)在于在吊裝過(guò)程中保證樁不會(huì)下沉。

圖2 施工方案示意

樁由碎石以及混凝土澆筑料組成，具體制作方法為：先鋪設(shè)碎石300 mm厚，然后澆筑細(xì)石混凝土灌縫，接著再鋪設(shè)碎石300 mm厚，再澆筑細(xì)石混凝土灌縫，重復(fù)此工序，直到與地表面平齊，施工過(guò)程見(jiàn)圖3～5。

圖3 埋地管道兩側(cè)樁區(qū)域開(kāi)挖

圖4 回填碎石

圖5 澆灌混凝土并找平

為保證施工的安全性，采用兩種方法計(jì)算了管道的擠壓應(yīng)力，一是根據(jù)材料力學(xué)以及建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中的相關(guān)計(jì)算公式[2]，計(jì)算得出埋地管道滿足抗擠壓的強(qiáng)度要求；二是采用三維軟件Solidworks進(jìn)行受力分析，分析結(jié)果如圖6所示。

圖6 應(yīng)力分析情況/MPa

經(jīng)過(guò)這兩種方法的校核，確保了管道在反應(yīng)器吊裝的過(guò)程中不受到損壞，從而保證了施工的安全可靠。

4 結(jié)束語(yǔ)

石油化工裝置改擴(kuò)建工程中經(jīng)常會(huì)遇到吊車作業(yè)區(qū)域地下管道多、埋深淺等復(fù)雜情況，采取合理的保護(hù)措施，對(duì)于吊裝作業(yè)的安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

實(shí)踐證明，采用此種類似于涵洞的技術(shù)，可以很好地保證吊裝作業(yè)的安全與質(zhì)量，該方法可以廣泛應(yīng)用于吊裝施工作業(yè)場(chǎng)地含有地下管道的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)埋地管道的保護(hù)。

[1]關(guān)則新，李玉磊，王永毅，等.大型設(shè)備吊裝技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2012：436-439.

[2]JGJ 79—2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

Protection method of underground pipeline in operation area for large equipment hoisting

GUAN Qijun，F(xiàn)ENG Qinghui，REN Xupeng，LIU Shujun
China Petroleum Seventh Construction Company，Qingdao 266300，China

Hoisting operation is the key link in the construction of petrochemical equipment.The complex situation is often encountered in the operation area for large equipment hoisting where underground pipeline serves other equipment.How to adopt reasonable and effective underground pipeline protection measures is significant to improve safety of hoisting operation and reduce engineering cost.This article describes a technique using a culvert like to protect the underground pipeline.After the verification by a practical project，such protection measure is proved to be able to ensure safety and quality of hoisting operation.It achieves good results and can be widely applied in similar hoisting projects.Keywords：large equipment；hoisting；pipeline；protection

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.05.022

關(guān)啟軍（1987-），男，山東青島人，工程師，2010年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事石油煉化、化工設(shè)備的吊裝方案編制工作。Email：648626470@qq.com

2017-05-27