长输管线下沟工法

大口径管道平原丘陵段下沟探讨

一、前言

在长输管线的施工过程中，下沟是一个很重要的环节，下沟的好坏，直接关系到工程的进度，尤其大口径管线平原丘陵段下沟难度大，危险性高，这个课题越来越引起我们的关注。借施工西气东输管道工程的契机，根据已施工26、18、9A标段施工的经验，结合各家施工单位对管道下沟问题的研讨，我们对大口径管道下沟进行了认真的分析、计算和总结，确定对沟上组装，采取吊管机联合吊装作业的方式实现管道下沟，并委托胜利油田胜利勘察设计院结构室用AutoPipe6.0计算机软件对管线下沟做出模拟和计算，确定方案的可行性。

二、要点讨论

1.下沟机具的选择

⑴吊装时吊管机选择及校核

根据胜利油田胜利勘察设计院结构室用计算机软件对本次施工管线下沟做出模拟和计算设计提供的计算报告中对施工状态的描述，我们对吊管机进行了选用校核。

入沟示意图

计算

已知：70吨吊管机吊钩臂长L=9m，主钩受力：水平方向吊力P1为23470N；竖向吊力P2为125000N。

如草图示。吊管机距离管中心4750mm。

主管线Ф1016x14.6 L485；沟深H=2.5m；吊臂根部距地面h=400mm；

校核：下沟时70t吊管机是否满足吊装能力。

计算结果：

通过设计条件计算出，当吊管机边缘与管沟中心为4750mm时，吊管机在此状态下的

变幅为5930mm，经查吊重曲线表（见下图）可知：变幅6100mm时，吊管机最大吊重13.8t，大于下沟时的竖向吊力12.9t。故变幅在5930mm状态下，吊管机亦满足吊装能力。

图1 模型图

管道的变形图见图2，其中图2 (V) 为竖向变形，图2 (H) 为水平向变形。

图2 (V) 管道竖向变形图

图2 (H) 管道水平向变形图

地形比较

一般地段管沟外形尺寸

单机吊装截面示意图

吊管机与管沟之间的距离（mm）

结论：从规范提供的数据推算，吊管机与管沟之间的距离均小于4750mm，故70t吊管机（臂长9m）可满足一般地段Ф1016x14.6 L485管线的下沟问题。

根据设计计算分析，施工时，拟选择臂杆长度为9m，最大吊重70t的吊管机进行下沟作业。现拟选择4台70t吊管机联合进行下沟。

⑵吊装索具选择

为保证吊装时母材不受损伤，选用FA型合成纤维吊装带；吊具选用时与70t吊管机配套选择，经查表，型号为：FA40，长度6m/根。每台吊管机配备一套，并留2套备用，以免吊装带在下沟过程中发生损坏而影响下沟工作的进行

2.下沟方案

用4台70t吊管机进行下沟作业；每台吊管机配备配套尼龙吊带，起吊点距环向焊缝距离不小于2m，起吊高度不大于1m。

根据计算分析报告，4台吊管机依次在指定地点以20m间距布置，在指挥人员的统一信号下，起升至设计规定位置，开始下管；下管过程中，各吊管机均受到水平和竖向两个方向的作用力，但由于各点受力不同，各吊管机扒杆的倾放角度也不同，根据不同状态下的吊管机的施工状态，完成全过程的吊装工作。在第一节管端触地后，将末端（第4台）吊管机迁移至下沟方向最前方距离第1台吊管机20m处，吊起管段；然后，原第3台吊管机重复上述第4台吊管机操作，将管段放到沟底，每台吊管机依次重复顺序操作，通过吊管机的滚动式移动实现管段下沟（如图）。

管段下至最后一段时，为防止最后一端抬起后震颤晃动，使管子受到内力损伤，下沟时，应尽量降低最后一端的高度，先使其与地面接触，平稳后吊起下沟。

3.管线下沟过程中应注意的几个问题

⑴管道下沟前的准备工作

由于是多台吊管机联合作业，作业前应组织有关人员讨论，报施工方案；施工时，召集有关人员现场开会、进行施工前交底。

1).管道下沟前按设计要求对管沟沟底标高、沟底宽度进行检查。清理沟内塌方、石块等杂物；对塌方较大的管沟段，清理后进行复测，保证管沟达到设计要求；土方管沟内积水深度不得大于0.11m。在沟底覆盖一层200厚的细土；当沟底是卵砾石结构时要把沟底的石块挑出来，然后再覆盖一层200厚的细土。

2).吊管机吊管的路线要事先整平好。在下沟前先把吊管机的行车路线用推土机或铲车把路线上的土堆和水渠等障碍物平整，防止吊管机在行进中出现问题（车陷在泥里出不

来；吊管机下的土堆碍事，吊管机无法平稳的吊管下沟，容易发生事故等）。作业带的平整也方便吊管机错车，加快下沟的速度。

3).防腐检漏人员要事先把管线的防腐层检查一遍，及时处理检查出来的漏点。在对管线进行防腐补口时找出一个人专门进行管体防腐层的检漏工作，把管体上的缺陷和漏点标出，后面的补口人员及时把缺陷和漏点补好，以减少下沟时的防腐检漏人员的工作量，加快管线下沟的速度。

4).管沟两边的石块和大土块都要清理干净，以防管线把其带下管沟搁坏管线的防腐层。在下沟前将管沟里的石块、土块清理干净，但是在管沟边上的石块、土块若被带进管沟，清理的难度很大，因此在吊管机没有吊起管子前组织人员对管线内侧的大土块和石块进行清理，防止类似事件的发生。

⑵管道下沟时注意事项

起吊时禁止非工作人员进入现场，危险区设警告标志，不准起吊重物从人头上越过，起吊重物不得长时间在空中滞留，所有人员禁止在起重臂或起吊物下方停留或行走。管沟清理测量预先完成，下沟时，沟下不准站人。

1).起重要配备好哨子和指挥旗，所有的吊管机司机要看起重的旗子，听起重的哨子，配合好起重把工作做好。如果司机看不见旗子，可以向现场领导或起重说明，在吊管机前配备一名有相关知识的人在吊管机前指挥。

2).在下沟时，最前面和最后面的吊管机各配2名力工，专门负责摘、挂吊装带，4个人要配合好，注意安全。在后面的力工摘吊装带时要注意：等管子完全落地后才能摘，防止突发事故的发生。

3).在管子吊起还没送进管沟前，防腐检漏人员用两台检漏仪对管线的底部（主要是管线的土墩支撑部分）进行检漏；如果有，一人立即进行补漏，另外一人继续检漏，如果没有漏点，通知起重继续下沟。