浅谈新型施工机具在斜井隧道管道穿越施工中的应用

喷气燃嘴有一定的距离，维持喷嘴较低的温度，有利于喷嘴的安全长周期运行。

4.2 辐射段出口温度
改造后辐射室出口温度即炉膛温度，通过测量平均温度为643℃，比较改造前炉膛温度均值667℃，改造后，炉膛温度降低了25℃左右。

4.3 污染物排放
新型燃烧器投用后氮氧化物控制在45ppm 以内，在氧含量为2.4%时，氮氧化物为25ppm。

由烟气中氧气浓度变化对氮氧化物排放浓度的影响可知，新燃烧器在较低的过量空气系数的情况下，仍能实现燃气的充分燃烧，烟气中的CO 浓度接近0，且氮氧化物浓度随氧含量的降低而降低。

4.4 效果
改造后的新燃烧器运行良好，火焰刚劲有力，检测结果表
明，辐射段出口温度降低25℃左右，氮氧化物为45ppm 以内，在氧含量为2.4%时，氮氧化物为25ppm，CO 接近0，燃烧非常充分，经测算该项目实施半年后节约燃料气110万方，年产生经济效益近200万元，同时减少氮氧化物排放近4吨，实现了预期目标，具有显著的经济效益和社会效益。

5 结语
(1)新型高效低氮燃烧器采用改变配风结构，通过将直流向上的火焰改成螺旋型火焰喷口，形成旋流火焰，加强炉膛内的换热，改善燃烧和传热，提高炉膛平均温度，减少下部低温区面积，降低炉膛内的轴向传热不均匀系数，形成均匀的传热流场，使得炉管表面平均热强度得以较大幅增加。

(2)新型燃烧器采用先进低氮高效的燃烧技术对现有燃烧装置进行改造，既提高了燃料利用率，还能降低氮氧化物的排放，达到节能减排的双重效果。

(3)新型燃烧器从设计和结构上一定程度的解决了炉膛温度分布不均等问题，但通过对炉膛内部热动力场的分析可以发现，辐射室中的对流传热，仍具有较大的潜力和挖掘空间。

参考文献：
[1]谭金龙，刘波，王元华等.一种基于PIV 技术测量燃
气燃烧器炉内冷态流场的实验装置[P]，发明专利，申请号：20130408250.4.
[2]刘波，吴雨，王元华，徐宏，谭金龙，蒋良雄.低NO_x 工业燃气燃烧技术研究进展[J].化工进展，2013,32(1)：199-204.
[3]王书磊，刘波，王元华，吴晓磊.管式加热炉燃气分级燃烧器的数值模拟[J].工业炉，2013,35(5)：1-4.
[4]白凤玲，钱申贤，郭玲.旋流式燃气燃烧器的污染物排放研究[J].城市燃气，2007,(4):12-17.
[5]赵黛青，杨浩林，杨卫斌.旋流对同轴富氧扩散燃烧氮氧化物排放的影响[J].燃烧科学与技术，2008,14(5)：383-387.
作者简介：王书磊(1984- )，男，河南原阳人，工程师，硕士，现从事炼油设备管理工作。

浅谈新型施工机具在斜井隧道管道穿越
施工中的应用
李卫华 赵公安 王刚 吴国亚(中国石油管道局工程有
限公司第三工程分公司， 河南 郑州 451450)
摘要：
传统的斜井隧道施工采用卷扬机牵引轨道小车的方式进行施工，而兰成中贵项目不同于以往斜井隧道工程的特点，决定了其必须研究一种新型的施工机具，采用一种更新的方法，才能更好的提高施工的效率，保证斜井隧道穿越施工的按期完工。

由此，新型的施工机具被设计、制作并开始在实际施工中进行应用。

新型机具在斜井隧道管道穿越施工中，发挥了极大的作用，并取得了不错的成绩。

关键词：
新型施工机具;管道;斜井隧道穿越0 引言
在兰成-中贵管道工程的施工建设中，中国石油管道局工
程有限公司第三工程分公司承担的任务区段位于甘肃省康县境内，该任务区段共有山区隧道27条，合计28.688km，其中兰成线与中贵线共用24座，兰成线单建1座，中贵线单建2座，均为山岭岩石隧道。

1 施工机具的选择
在我国往年的管道焊接施工中，也曾遇到不少关于斜井隧道的穿越施工。

传统的斜井隧道施工采用在斜井隧道地面铺设轨道的方式，而施工机具则是选择了可在轨道上行走的小车，经由隧道外侧的卷扬机对搭载管材的小车进行牵引，隧道内的管道组对使用了可在轨道上行走的简易龙门吊以及外对口器，通过以上机具互相配合来完成施工(见图1)。

图1 传统斜井隧道内施工机具的选择
兰成中贵项目所涉及到的三条斜井隧道总长度合计为
1.4km，而且为双管共用隧道穿越，铺设轨道成本较高，且不利于隧道内展开施工，那么就应该选择一种新的施工机具来代替轨道行走小车。

根据现场的实际情况，出于项目工期、成本的考虑，机组第一时间掘弃了传统的斜井隧道施工方法，计划使用新的机具代替原来的轨道小车以及轨道龙门吊。

如图2所示，该龙门吊通过多组工字钢相连，保证了结构的稳定性；龙门吊上设5T 和3T 手拉葫芦各2
个，
分别用来吊装中贵Φ1016管道和兰成Φ610管道，连接横梁间增加两组带
胶皮的弧板，管道的上表面与弧板贴合后使用吊管带、手动葫芦来进行固定捆绑，以防止管道在行进过程中产生横向位移，龙门吊左右两侧共设置4组行走边轮，保证龙门吊在隧道内行走的稳定；龙门吊后轮侧设置悬挂式掩木各1组，可在紧急情况下自动快速停车制动。

2 施工机具的实际应用
2.1斜井隧道施工的前期准备工作
(1)斜井隧道前施工前第一步应首先检查隧道是否符合设计要求和安全要求，对隧道内进行验收，关键点在于检查隧道地面是否平整，二衬是否符合要求，杂物是否清理干净，有无明显的渗水点，这对于龙门吊在隧道内的行走尤为重要。

(2)施工人员、设备进入现场进行施工前，对机组所有人员进行技术质量以及安全的交底，使所有人员对隧道施工任务明确，对技术要求、质量标准、HSE措施都完全掌握。

技术员配合HSE监督员对龙门吊的安全性能进行评估，该牛角尖斜井隧道的坡度为22°，摩擦系数选择为0.4，实际施工时所需要卷扬机牵引力为： Fn=0.4*cos22°*10+10*sin22°≈7.45T；而卷扬机采用160KN的建筑用卷扬机，地锚为20T，卷扬机使用的钢丝绳为6×37，Φ24mm的钢芯钢丝绳，通过计算，卷扬机钢丝绳的最大破断拉力为Sb=(0.5d2)/9.8=29.3T(d为钢丝绳的公称直径)；那么钢丝绳安全拉力为:S=Sb/3.5=8.37T(安全拉力系数选择为3.5)。

因为S＞Fn，满足安全施工的要求。

2.2 斜井隧道施工的过程
(1)管道的吊装以及固定。

首先使用卷扬机牵引龙门吊远离洞口发射沟，距离保证能够双管放入即可；然后使用挖掘机将需焊接的管材吊装至发射沟斜坡所预先设置好的枕木处。

根据工程要求，中贵管线放置在左侧，兰成放置在右侧。

(见图3)
图3 管道经由设备吊至发射沟斜坡处
(2)管道的组对。

管子到位后对管材进行松绑，并通过使用龙门吊上的4组手拉葫芦来调整管道的高度，基本操作一般为放低端管口，抬高后侧管口，起重人员应在管口外侧配合管工调整管道的左右方向。

在即将组对的管口下方放置一个10T带胶垫的千斤顶辅助完成管道的组对。

隧道内坡度大，均使用外对口器进行组对，通过外对口、龙门吊手拉葫芦以及千斤顶的配合，可顺利完成管道的组对。

(见图4)
图4 各工种配合龙门架机具完成管道的组对
(3)管道的焊接。

而在中贵管线焊接的过程中，焊接行走板通过猫爪以及手动葫芦与兰成管线管口相连，此时应分别使用2组1T的封车带将2台焊接行走板捆绑紧固，以防止发生溜车。

待中贵管线热焊完成后，已捆绑完毕的行走板松开与兰成管线管口相连的猫爪，将其与龙门吊相连，之后再继续进行兰成管线的组对以及焊接。

(见图5)
图5 中贵管线正在进行根焊焊接
3.3斜井隧道施工的后期收尾工作
在斜井隧道内管道焊口完成检测拍片以及防腐补口、补伤后，隧道内还需要进行后期收尾工作，除去常规的现场整理、机具材料归库等工作外，最重要的是隧道内管道双管间距的调整，由于隧道内宽为3.5m，按照设计要求的中心间距1.5m的话，双管外壁与墙体的间距不足500mm，龙门吊无法行走。

因此机组在施工的时候将兰成管线中心线向中贵管线方向侧进行调整，缩短双管中心间距为1.2m，那么在施工完毕后为保证施工符合设计要求，还应该对管道间距进行调整。

4 结语
新型施工机具在斜井隧道施工中的应用取得了极大的成功，牛角尖斜井隧道施工历时总计23天，这种施工方式有效缩短了工期，不仅节省了铺设、拆除轨道的人力和物力，并且节约了租赁设备的大额费用等多项开支，经济效益和社会效益十分显著。

新型施工机具在牛角尖斜井隧道穿越施工上的成功应用，为后续斜井隧道施工提供了宝贵的经验。

参考文献：
[1]张砺.
斜向段隧道内管道安装施工技术[J].油气田地
面工程,2007(26-6).
[2]GB50369-2006 油气长输管道工程施工及验收规范[S].
[3]GB50424-2007 油气输送管道穿越工程施工规范[S].图2 斜井用小型轮胎式龙门吊。