CN1013698B - 长输管线无沟铺设工艺及机具 - Google Patents
长输管线无沟铺设工艺及机具Info
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Abstract
一种地下管道(特别是石油、天然气集输管道)建设的长输管线无沟铺设工艺及其施工机具。利用本发明可以省去管沟开挖和回填工序，减少大量土方作业，大幅度降低施工费用，缩短施工周期。该工艺可广泛用于平原开阔地带长输管线的地下铺设。
Description
本发明涉及一种地下管道（特别是石油、天然气集输管道）建设的长输管线无沟铺设工艺及其施工机具。
在油、气集输管道铺设工程建设中，国内外长期以来都采用先挖沟、后铺设、再回填的施工工艺。采用此种有沟铺管工艺时，施工过程中管沟的开挖和回填需要消耗大量人力、物力和时间。目前，尽管随着机械化程度的提高，大多数施工已实现机械化或半机械化作业，但是，由于未能革除挖沟工序，仍需耗费较高费用和较长工期。另外，据查，现有技术中应用的无沟铺管工艺仅能用于大口径管道短距离穿越等场合（见美国专利US4403890，苏联专利SU1104214、1104215、1146378、1170072、1218005、1231149等）。而关于长输管线的无沟铺设工艺，则国内外均未见报道。
本发明的目的在于提供一种长输管线无沟铺设工艺及其施工机具。利用本发明可以省去管沟的开挖和回填工序，减少大量土方作业，大幅度降低施工费用，缩短施工周期。
本发明的内容包括长输管线无沟铺设的工艺方法及其施工机具。实施该工艺时不必挖沟，而是利用牵引机牵引专用施工机具直接插入地下一定深度，并在与地面保持平行的情况下向前顶进，连接在施工机具后面的预制管段则随之被铺设在地下。
本发明的长输管线无沟铺设工艺共包括施工设计、现场准备、布管、清管、组对、管段焊接、接头补口和开挖管线入口坑，机械牵引入土、连头、回填、试压扫线及验收等程序。实施该工艺时所采用的设备包括牵引机、专用施工机具以及牵引绳、牵引接头等。牵引机为D150、D60推土机各一台，D150牵引机后部装有液压升降机构2与施工机具相联，施工机具后面用牵引绳8和牵引接头9与管段联接。施工机具由主体3、顶尖4、导向器5、拔销器6和销子7组成。其组装过程是：将主体3下端贯穿并焊接在导向器5上;导向器5前端通过螺纹装上顶尖4，导向器后端的两个挂耳中插入销子7;将拔销器6插入主体3后侧两个支架的圆环和销子7上方的凹槽中，用螺栓穿入凹槽侧孔和拔销器下端与之相对的孔眼中，拧上螺帽，将两者销紧。将按上述组装完毕的机具前端通过主体3与装置在牵引机D150后部的液压升降机构用联接销相联销紧，后端通过牵引绳和焊在待铺管段前端的牵引接头相联，便可进行牵引铺管施工。
与通常的有沟管道铺设工艺相比，本发明的优点在于可以简化工序，提高效率，缩短工期，因而，可以节省大量人力物力，较大幅度地降低施工费用。
图1为本发明实施时牵引机与施工机具联接状况及施工机具的结构示意图。
图2为入口坑尺寸结构示意图。
下面结合附图对本发明的实施作详细说明。本发明实施时所采用的牵引机为D150和D60推土机各一台，D150推土机后部安装有液压升降机构2，用之与施工机具的主体3相联。组成施工机具的各部件分述如下：主体3为一长1850mm、宽315mm、厚75mm的长方体，用20号钢板制成，其上部留有若干个用来插入联接销（与牵引机液压升降机构相联接）的φ75孔眼，中部后侧上下布置地焊有两个用φ14钢筋制作的拔销器支架，支架前端呈圆环形，主体下部贯穿导向器5并与之焊接为一体;顶尖4为顶角45°的圆锥体，底部带有内螺纹，材质为A3钢;导向器5用长650mm壁厚14mm的φ160钢管制作，前端带有外螺纹，后端上下布置地焊有两个挂耳，其上有φ62孔眼;销子7用A3钢制作，下部为φ60的圆柱体，上部凹槽侧面有两个相对的销孔（φ15）;拔销器6长1500mm，用φ14钢筋制作，其下端加工成扁平状，并用一穿销用孔眼（φ15）。用来连接和牵引待铺管段的牵引绳8采用φ30的钢丝绳，两端分别与机具和牵引接头相连后用绳卡子固定;牵引接头9为一管头，前端焊上盲板，盲板前方焊有上下布置的两个挂耳，挂耳上留有可穿入牵引绳的孔眼。牵引接头后端与待铺管段前端焊在一起。
实施本发明时，其各工艺程序的要点如下：1.施工设计除应按常规开沟铺管的管道安装要求作总体施工设计外，还必须以管道给定的管径、管壁、管材等为基础进行每一行程管段长度的计算。计算前，需勘查施工现场的土质、成分、确定地层性质和抗挤压、抗破碎系数。然后，计算出每次牵引管段的最大行程，从而确定每一行程管段的长度，以便在布管时按其行程长度确定场地和布管。此外，还应设计并加工制造盲板、牵引接头等施工中耗用的零配件，做好施工准备。2.现场准备主要工作是测量放线，平整地表。按照设计要求沿全线准备若干个管段预制点，每个预制点场地宽为15M左右，长度由设计给定。3.布管将单根预制钢管运至场地。每一预制场地可平行布置5～10个行程的管段，第一行程管段可布在待铺管线预定走向的延长线上。4清管、5组对、6管段焊接这三个工序均分别按规定标准进行。应注意的是，每个行程管段各接口焊完后，该管段前端需焊一如前所述的牵引接头，末端要焊一盲板堵死。7.接头补口和开挖管线入口坑接头补口按规定要求进行，管道入口坑按图2所示尺寸结构开挖。8.机械牵引入土应注意组织好指挥和联系。管段拖至入口坑后，先令D150牵引机携带牵引机具倒车，使机具与管段前端的牵引接头靠近，穿好牵引绳，装好保险销;令D60牵引机倒车摆在D150机前方，挂好牵拉绳;两台牵引机串连后缓慢向前移动，使各部牵引绳绷直，停车检查各部连接装置，确认安全可靠后方可下令开车牵引。牵引时车速应控制在最低档，并力求两机车速同步。牵引铺设时，管道以螺旋方式通过入口坑被拉入地下，沿着施工机具开通的路线向前推进。当该行程管段末端即将入土前1m下令停车，抽出拔销器6，使牵引绳脱开。然后，将液压升降机构2升至地面，开走牵引机。挖好第二个行程的管线入口坑后，按第一个行程的方法牵引管线入土。当第二行程管段末端与第一行程管段前端重合长度只剩0.1m左右时停车，以便进行两行程管段连头。以后各行程管线牵引入土作业程序以此类推。9.连头先挖能在其中进行切割、对口、连头焊接作业的作业坑。连头作业的划线切割、对口、焊接、防腐、保温、补口等工序均要符合质量要求。10.回填按规定标准回填各入口坑和作业坑。11.试压扫线;12.验收均按规定标准进行。
本发明的两次试验性现场施工进展顺利，效果良好，证明该工艺和机具是可行的。一次是103m长的φ159沥青管在单台D150机牵引下，经3分20秒全部铺设完毕;另一次是103.8长φ114泡沫黄夹克管在单台D150机牵引下，用3分19秒铺设完毕。经检查，埋管深度、管道焊缝、防腐保温层及补口均完好无损。两次施工的全部工序都只需1天时间，而按常规，仅开挖、回填便需50个劳力干10天。采用本工艺和机具，一次下管（即每一管段的行程）最长可达200m，最大口径可达219mm。该工艺广泛应用于平原开阔地带长输管线的地下铺设。
Claims (7)
1、一种钢质长输管线特别是石油、天然气集输管道无沟铺设工艺，其特征在于辅管前不必挖沟，而是利用牵引机施工机具直接将预制的钢质管段拉入地下预定深度。
2、根据权利要求1所述的钢质长输管线无沟铺设工艺，其特征在于此种工艺包括施工设计、现场准备、布管、组对、管段焊接，接头补口和开挖管线入口坑、机械牵引入土、连头、回镇、试压扫线和验收等工序，每一工序均应分别按规定进行。
3、一种用于钢质长输管线无沟铺设的施工机具，由主体3、顶尖4、导向器5、拔销器6和销子7组成，其特征在于：（a）主体3下端贯穿并焊接在导向器5上;（b）导向器5前通过螺纹与顶尖4连接，后端两个上、下布置挂耳的孔眼插入销子7;（c）主体3后侧上、下布置的两个支架的圆环中插入拔销器6;拔销器下端插入销子5上部的凹槽中，并用螺栓穿入凹槽侧孔和拔销器下端的孔眼，上紧螺帽销住。
4、根据权利要求3所述的施工机具，其特征在于主体3为一长1850mm、宽315mm/厚75的长方体，用20号钢板制成，其上部留有若干个φ75孔眼，中部后侧上下布置地焊有两个用φ14钢筋制成的支架，支架前端呈圆环形。
5、根据权利要求3所述的施工机具，其特征在于顶尖4为一顶角45°的圆锤体，底部带有内螺纹。
6、根据权利要求3所述的施工机具，其特征在于导向器5用长650mm、壁厚14mm的φ160钢管制作，前端带有螺纹，后端焊有两个上下布置的挂耳，其上有φ62孔眼。
7、根据权利要求3所述的施工机具，其特征在于销子7下部为φ60的圆柱体，上部凹槽侧面留有两个相对的φ15孔眼。
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