长输管道山区弯管安装与测量施工技术

高程 (m )
水平距离 (m )
( 8 )迭加弯 头的安装施工: 除按上述 方法操作 外, 施工时先将弯管吊放在所要安装的位置, 经过简 略调整, 目测基本达到前后方向一致后, 采用拉粉线 测量, 在测量过程中, 根据实际情况将弯管 (弯头 ) 位 置作适当调整, 达到弯管中心线与前后直管段中心 线一致, 然后方可组对焊接。
( 9 )当弯管角度与现场管沟开挖情况不相符合 时, 要提前进行处理, 否则将延误施工, 减缓施工进 度。施工要具有前瞻性, 要做到 ∀ 干一 看二想三 #。 由于土建管沟开挖偏差在所难免, 尤其是石方段管 沟爆破成型十分困难, 转角 ( 包括水平及纵向 ) 角度、 起弯点等与设计或测量成果总会出现或多或少的不 符合性。提前发现将及时调整弯管加 工角度, 从而 与现场保持一致, 同时由于冷弯管在加工过程中也 存在一定的允许误差, 因此, 即使是完全按照测量成
( 6 )弯管安装总体原则: 一般情况下, 一般地段 ( 相对平缓 ) 采取连续施工的方法即沿着管道组焊前 进方向顺序施工; 复杂特殊地段采取先安装弯管, 然 后再组焊弯管两端直管段的方法施工。
( 7 )弯管角度的确定与选择。平面转角弯管按 照实地测量成果确定和选择, 但在确定纵向转角的 弯管加工角度 和选择弯 管的安装 角度时应 区别对 待。当纵向弯管向上弯起时, 所选择的角度应略微 加大 (经验值为 0. 5 ~ 1. 0!) , 安装完后在两端直管 段的重力作用下, 弯管及直管趋于贴近管沟底部; 当 纵向弯管向下弯起时, 所选择的角度则应略微减小 ( 经验值同样为 0. 5 ~ 1. 0!) , 这样可以防止弯管栽 头, 并方便组对和焊接。
主题词 山区 长输管道 弯管安装 测量
近几年长输天然气、长输成品油管道建设方兴 未艾。国家重点 工程 西南成品油管道工 程, 是 目前国内最长、技术最复杂、施工难度最大的长输成 品油管道工程, 该工程全长 1691km, 途径云贵高原 石质山区, 社会依托差, 交通运输困难, 施工条件异 常艰苦, 气候、地形地貌复杂, 安装施工难度大, 尤其 是冷热弯管的测量与安装, 不仅工作量比一般地段 成倍增加, 而且对管道的施工质量和整体施工进度 制约明显, 是施工中控制的一个关键因素。
( 11 )热煨弯头应避免完全在沟上焊接 ( 最多焊 接一端, 另一端下沟后再焊接 ) , 在地形相对平坦且 在沟上组焊热煨弯头时, 管道下沟时热煨弯头两端 直管段应同时设置吊点同时下沟, 不得强力下沟或 在下沟过程中发生拉裂焊口的事件, 同时如需连头 施工时, 连头口应避免设在弯头处; 如需沟下连头施 工, 连头焊口必须设在直管段部分。
co
sa
=
AB
2
+ AC 2AB
2
-B AC
C
2
cosa = cosa1 cosa2 cos - sina1 sina2 在以上公式 中: a1: 坡 角; a2: 坡角; a = 迭 加角 ( 空间角 ); : 水平角 (外角 )。 2. 2 图表法
D j = (Px - k) 2 + | ( 1 + 2 ) |2 D j: 迭加角; P x: 水平角偏角; K: 系数; 角 ( 为实测值 )图表法需查表计算。 2. 3 简化计算方法 计算模式见图 2。
表 1 各列定义表
A B CD E F GH 1 2 3 4 5 6
IJ
A: 序号; B: h仪 - 仪器高, m ( 全站仪直接读数 ); C: h镜 - 镜高, m (全站仪直接读数 ) ; D: 两点之间相对高差, m; E: 高程, m ( 仪 器站点为 ( 0. 000 的 相对高程, 一般为仪器站点; F: L 水平距离表示仪器站点与测点的距离 ( 全 站仪直接读数 ) ; G: 两测点间距离, 以绝对值表示, 在电子表格中 表示为 ABS (FR - FR - 1 ); H: 纵 向坡度, 根据 tg! = H /L, 则 arctg! = arctg (H /L ) , 则定义 H 列为: Roun ( DEGREES( ATAC( D
( 5 )安装施工前, 机组长、机组技术员应清楚掌 握当前施工段所需安装弯管数量、弯管角度以及具 体安装位置, 掌握安装水平弯管多少根、纵向弯管多 少根、迭加角弯管多少根, 清楚纵向转角是向上还是 向下? 空间迭加是向上还是向下? 向左还是向右。 布管时要指挥布管人员按具体的详细的弯管需求信 息进行布管, 并针对不同的情形采取具体的有针对 性的施工方法。
管线走向: O A B; 迭加角为 BAC; 水平转角 a1, 竖直转角 a2
作 BDC 垂直面 ADC, 并使 AD & BDC, BD & ADC, 设 BD = 单位长度 ∀ 1#, 则:
AB =
s in1a2,
AD
=
cosa 2 s ina2
在三角形
ADC 中,
AC =
>
CO
Sa
1
=
AD AC
1、 2; 坡
( 1 ) 2+ ( cosa2 )2 - 12 + ( sina1
= sina2
cosa1 sina2
cosa1
2
1 sina2
cosa2 cosa1 sina2
cosa2 ) 2 sina2
=
1 s ina22
+
cosa2 2 cosa12 sina22
-
1-
sina12 cosa12
果进行开沟, 也可能出现弯管角度与现场实际情况 不相符的现象。为了做到弯管安装不出现悬空、上 翘或栽头现象、做到弯管安装与管沟形状相一致, 在 安装到距冷弯管前 20 ~ 30m ( 1~ 2根直管段 )时, 需 再次测量管沟和弯管角度, 出现不一致时提前进行 处理。同时也为避免管道螺旋焊缝或直焊缝错开间 距小于 100mm, 而按规范要求必须割口的情况出现。 当需要切割直管时或加装短节时, 提前测量好长度, 并加工打磨坡口。
2 弯管测量计算简化
弯管测量与计算是一项繁琐的工作, 尤其是山区 管道施工, 弯管安装工作量大。 2. 1 传统迭加角 ( 空间角 )计算公式
计算模型见图 1。
图 1 D j叠加角
在模型图中: BAC 为管线走向。 ∃ 坡向相同时:
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江汉石油科技
第 16卷
cosa = cosa1 cosa2 cos + sina1 sina2 % 坡向相反时:
第 16 卷 第 1期 2006年 3 月
江汉石油科技 JIANGHAN PETROLEUM SC IENCE AND TECHNOLOGY
V o.l 16 No. 1 M ar. 2006
长输管道山区弯管安装与测量施工技术
罗春海
(江汉石油管理局油建公司 )
摘 要 山区弯管安装是山区长输管道施工的关键。通过西南成品油管道的施工, 总结了长 输管道山区弯管安装与测量的经验和方法, 并对国际上通行的弯管加工、安装方法做了介绍。
( 2) 相对平坦、平缓地段采用沟上焊时, 可先根 据测量成果进行冷弯管加工。地形起伏较大、地形 复杂的地段或石方管沟地段, 应等管沟成型后, 进行 测量复测后, 再按开沟后的测量成果进行冷弯管加 工。
( 3) 根据测量成果对水平、纵向冷弯管进行加工 弯制时, 其起弯点不应一律在直管段中心 (习惯做法 起弯点在中心 且不小于 1. 0m ) 的情况下, 根据弯管安装地 点的实际情况, 具体确定起弯点。
弯管安装对于直管段来说施工相对困难、质量 不容易控制。而弯管的安装质量对整个线路工程有 着非常直接和重要的影响, 如安装质量不合格则可 造成埋深不够、悬空、起弯点偏移、割 口返工。根据 我们在施工中的研究和总结, 应从以下几方面进行 控制。
( 1 )首先是测量放线工作要把好第一关, 测量成 果正确与否直接关系到弯管加工和安装的角度是否 正确, 这是一个关键因素。测量放线按设计交桩确 定的走向原 则进行, 依据管道施工图、中线 测量成 果, 测量人员要具备较强的业务素质和身体素质, 选 择具有长输管道测量放线经验和山区高原施工经验 的人员, 测量仪器配备使用目前先进的全站仪, GPS 全球定位仪, 测量时放出管道走向中心线、组对焊接
第 1期
罗海春: 长输管道山区弯管安装与测量施工技术
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R- DR- 1) /GR, 2 ), 式中 2为取 2位小数; I: 两测点间纵向坡角 ; 水平转角: 全站仪直接读数; 迭加 角: 利用简化
公式计算。 ( 2) 计算纵向角例表见表 2。
表 2 测量数据处理表
序号
仪高 (m)
镜高 (m)
高差 (m )
=
> AC
=
AD cosa1
AC = cosa2 , cosa sina2
DC=
s ina1 cosa1
cosa 2 sina 2
在 BDC 中,
BC = BD 2 + D C2
=
12 +
(
s ina1 cosa1
cosa s ina
2 2
)
2
在 BAC 中,
迭加角 ∋ BAD = a, 则 ( 余弦定理 )
江汉油建公司承建的西南成品油管道工程 ( 甲 召寨 桃花园 )全长 100km, 冷热弯管的安装工作量 约为整个标段安装工作量的 1 /4 多。由于弯管安装 相对困难, 质量不易控制, 且影响施工 进度, 因此如 何解决好山区弯管的测量与安装, 是我们施工中要 研究和解决的重点问题。
1 山区弯管安装技术
cosa2 2
= cosa12
cosa22 + cosa22 2cosa22 cosa2
cosa12
= cosa1 cosa2 2. 4 纵向转角测量计算微机处理
( 1) 将现场测量的高差距离 ( 全站仪读数 ) 和反
ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ 图 2 计算模式
三角函数求角度等的公式输入电子表格, 并给各列 定义。 (如下表 1所示, 便可直接求出纵向转角, R= 表示电子表格行 )。
作者简介 罗春海, 男, 1989 年毕业 于江汉 石油学院 工 民建专业, 工程师, 现任油建技术科副 科长, 从事 施工现场 技 术管理工作多年。
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( 4 )管道管沟开挖时, 技术人员和测量人员要对 管沟开挖人员、设备操作手进行开挖交底, 开挖作业 应按已设置的转角桩、变坡点、弹敷曲 线进行, 尤其 是在变坡点开挖时, 变坡点 ( 起弯点 ) 应稍向管沟纵 深方向延伸, 切忌提前起弯或临近陡坎、陡坡处方才 变坡, 否则容易造成管道埋深不够或管道露出管沟, 从而造成返工。
( 10) 弯管 (包括热弯管 ) 组对: 一般采用气动内 对口器, 山区陡坡段施工时采用外对口器。内对口 器组对时根焊 100% 完成后方可撤离对 口器, 外对 口器组对时根焊完成 50% 后方可撤离。弯管焊接 要根据工艺规程使用正确的焊材 ( 具体见焊接工艺 评定 ) , 热煨弯头的焊接要采用符合要求的焊接材料 ( 如低氢焊条 ), 同时要尽可能地为焊工创造方便操 作的环境、作业条件, 保证焊接质量。
2
1 sina2
cosa2 cosa1 sina22
co sa2 2 sina2 2
=
cosa1 +
co sa2 2 cosa1
sina22 cosa1 2cosa2
sina12 cosa22 cosa1
=
cosa12
+
cosa22
- sina22 2cosa1
cosa1 - sina12 cosa2
中心线 (沟上焊 ) 、施工作业带边线, 设置并用不同颜 色油漆标识中心桩、边界桩、控制桩。山区施工地势 起伏较大, 地貌复杂多变, 平面转角、纵向转角、空间 角 (迭加角 ) 、平面弹性敷设和纵向弹性敷设需设加 密桩。测量放线中既要遵循设计线路走向原则, 尽 量使施工线路最短, 又要考虑到方便施工, 在不违背 设计原则的前提下减小施工难度, 增加施工安全性, 减少弯管用量, 方便投产运行、使用维修, 增加生产 管道的稳定性, 测量人员应与施工技术人员密切配 合把握好这个原则。在测量放线时, 不仅要按要求 设置中心桩、纵向变坡桩、曲线加密桩、标志桩, 还要 清楚地标记变坡点位置、角度、曲率半径、切线长度、 外失矩, 注明连续里程、地面高程、管底标高和管沟 挖深。容易损坏的变坡点等位置应设控制桩, 并标 注水平转角或纵向转角的起点、终点位置, 并在作业 带扫线后, 对平面和纵向等转角部位进行复查。