CN107795758B - 一种管道地质灾害防护装置及其安装使用方法 - Google Patents

一种管道地质灾害防护装置及其安装使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种管道地质灾害防护装置及其安装使用方法，该装置包括支撑座、侧向缓冲墙、管道固定夹和缓冲层；所述支撑座包括滑轨结构、第一基座、多个压簧、多个稳定拉杆I、多个稳定拉杆II和第二基座；所述侧向缓冲墙包括L型钢板和多个压簧；通过可压缩的支撑座以及支撑座上的滑轨结构、侧向缓冲墙和管道固定夹的设置，使管道在受到滑坡和落石多是斜向冲击力时，可在管道变形极限范围内沿水平和垂直方向滑动，由支撑座和侧向缓冲墙负责承受水平和垂直方向的分力和吸能，起到很好的管道防滑坡和落石冲击效果，且低成本，灵活布置，便于施工。

Description

一种管道地质灾害防护装置及其安装使用方法
技术领域
本发明涉及管道防护领域，具体涉及一种管道地质灾害防护装置及其安装使用方法。
背景技术
我国广阔的地域与资源分布的不均的特点，决定了油气长输管道的广泛分布，在穿越山区的管段，由于气候和地质条件特点，管道常受到小范围滑坡或落石等地质灾害的破坏。
目前，对滑坡和落石等地质灾害的防治主要是从边坡固定的角度考虑，成本高，施工难度大；现有技术中也有针对管道本体保护的，其采用大型不可压缩的固定支撑座以及水平滑移的方法对管道进行保护，其缺点非常明显，只能缓解部分水平方向冲击力的破坏，而滑坡和落石多是斜向冲击力，因此垂直方向的冲击力无法缓解吸收，对管道的保护效果差，且成本较高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明在于提出一种管道地质灾害防护装置及其安装使用方法，通过可压缩的支撑座以及支撑座上的滑轨结构、侧向缓冲墙和管道固定夹的设置，使管道在受到滑坡和落石多是斜向冲击力时，可在管道变形极限范围内沿水平和垂直方向滑动，由支撑座和侧向缓冲墙负责承受水平和垂直方向的分力和吸能，起到很好的管道防滑坡和落石冲击效果，且低成本，灵活布置，便于施工。
为了达到上述的目的，本发明所采用的技术方案是：
一种管道地质灾害防护装置，包括支撑座、侧向缓冲墙、管道固定夹和缓冲层，所述侧向缓冲墙和管道固定夹位于支撑座上方，缓冲层贴合于管道固定夹内；
所述支撑座包括第一基座、第二基座、多个压簧、多个稳定拉杆I、多个稳定拉杆II和滑轨结构；所述第一基座与第二基座上下对应设置，并通过多个均匀布置的压簧连接；所述第一基座下表面和第二基座上表面边缘分别对应设置多个U型扣，所述稳定拉杆I两端相互交叉固定于支撑座长边U型扣，稳定拉杆II两端相互交叉固定于支撑座短边U型扣；所述滑轨结构固定于第一基座上表面；
所述侧向缓冲墙包括L型钢板和多个压簧，所述L型钢板的面板通过多个预埋于第一基座上的螺栓固定于第一基座上；
所述管道固定夹包括第一管道固定夹和第二管道固定夹，所述第一管道固定夹和第二管道固定夹通过多个螺栓固定，底部设置滑块结构，所述滑块结构自由安装于滑轨结构内，使管道固定夹可沿滑轨结构左右滑动；
所述L型钢板的腹板背面与第一管道固定夹通过多个压簧相连，起到水平方向的缓冲吸能作用；
所述缓冲层包括内柔性膜、外柔性膜和多颗发泡树脂颗粒，所述内柔性膜和外柔性膜同轴内外对应设置，内柔性膜和外柔性膜之间填充发泡树脂颗粒，对管道本体起到保护作用，且辅助管道固定夹固定管道。
进一步的是，所述第一管道固定夹外表面与L型钢板的腹板平行；所述第二管道固定夹外表面上部为弧形曲面，下部为平面，有利于分散滑坡或落石时的冲击力。
进一步的是，所述第一基座和第二基座为长方体，稳定拉杆I安装于长边边缘，稳定拉杆II安装于短边边缘，保证支撑座在受力压缩时的稳定性。
进一步的是，所述滑轨结构两端设置限位销，使管道固定夹只能沿滑轨结构水平方向左右各6-8cm范围内滑动，防止管道因过度弯曲而变形受损。
进一步的是，所述第一基座和第二基座为单层钢筋混凝土结构。
另一方面，本发明还提出了一种管道地质灾害防护装置的安装使用方法，包括以下步骤：
(6.1)在潜在滑坡或落石区，针对直径80cm至120cm金属管道，沿管道下方水平安装多个预制的支撑座，第一基座上预埋滑轨结构，两基座之间均匀布置不锈钢压簧，并通过稳定拉杆I和稳定拉杆II分别进行长边和短边方向的抗拉固定，使支撑座形成一个缓冲抗压的稳定整体；
(6.2)将另一填充满发泡树脂颗粒的缓冲层裹于潜在滑坡或落石区管道表面，并在管道固定夹夹持处添加一层缓冲层，然后沿滑轨结构分别安装第一管道固定夹和第二管道固定夹，用螺栓进行固定，并安装限位销，使管道固定夹只能沿滑轨结构水平方向左右各6-8cm范围内滑动；
(6.3)在第一管道固定夹一侧的第一基座上安装L型钢板，并通过焊接的方式将6-8个压簧均匀布置于第一管道固定夹与L型钢板之间；
(6.4)当发生滑坡或落石时，管道将受到来自斜30-60度向下的冲击力，此时，力可分解为水平和垂直方向的分力，由于管道和管道固定夹可同时沿滑轨结构左右滑动，因此，管道可在一定范围内沿水平和垂直方向自由移动，分别由支撑座和侧向缓冲墙负责承受水平和垂直方向的分力和吸能，且稳定拉杆I和稳定拉杆II可保证支撑座在受力压缩的时候稳定性，第二管道固定夹靠近滑坡体，其外表面上部为弧形曲面，下部为平面，有利于分散滑坡或落石时的冲击力。
进一步的是，步骤(6.1)和(6.2)中，所述潜在滑坡或落石区的滑坡体或石块距离管道水平距离≥20m，高度≤50m，重量≤20吨；第一基座和第二基座的厚度20-25cm，宽度20-25cm，长度大于管道直径两倍，两基座间距16-20cm，压簧间距为18-22cm；支撑座两两间隔4-8m；发泡树脂颗粒直径2mm。
本发明的有益效果是：
该发明通过可压缩的支撑座以及支撑座上的滑轨结构、侧向缓冲墙和管道固定夹的设置，使管道在受到滑坡和落石多是斜向冲击力时，可在管道变形极限范围内沿水平和垂直方向滑动，由支撑座和侧向缓冲墙负责承受水平和垂直方向的分力和吸能；第二管道固定夹外表面上部为曲面，下部为平面，有利于分散滑坡或落石时的冲击力；缓冲层对管道本体起到保护作用，且辅助管道固定夹固定管道；稳定拉杆I和稳定拉杆II可保证支撑座在受力压缩时的稳定性；所述滑轨结构两端设置限位销，使管道固定夹只能沿滑轨结构水平方向左右各6-8cm范围内滑动，防止管道因过度弯曲而变形受损。
与边坡固定的方法相比，本发明成本更低，施工难度更低；与仅采用水平滑移的方法相比，具备垂直缓冲吸能效果，管道防滑坡和落石冲击效果更好；与采用不可位移式环形防护装置相比，缓冲吸能效果更好，且单个装置受冲击力时的受力力面积小，当发生较严重冲击时，给管道带来的负担更小，且灵活布置，便于施工。
附图说明
图1是本发明管道地质灾害防护装置左视图；
图2是本发明管道地质灾害防护装置正视图；
图3是本发明管道地质灾害防护装置俯视图；
图4是本发明管道地质灾害防护装置分布图；
图5是本发明管道地质灾害防护装置的支撑座结构示意图；
图6是本发明管道地质灾害防护装置的侧向缓冲墙结构示意图；
图7是本发明管道地质灾害防护装置的管道固定夹和缓冲层结构示意图；
图8是本发明管道地质灾害防护装置的U型扣和稳定拉杆连接局部放大图；
图9是本发明管道地质灾害防护装置的缓冲层局部放大图；
图10是本发明管道地质灾害防护装置受力分解图。
图中：1、支撑座；2、第一基座；3、第二基座；4、压簧；5、U型扣；6、稳定拉杆I；7、稳定拉杆II；8、滑轨结构；9、侧向缓冲墙；10、L型钢板；11、管道固定夹；11-1、第一管道固定夹；11-2、第一管道固定夹；12、滑块结构；13、缓冲层；13-1、内柔性膜；13-2、外柔性膜；13-3、发泡树脂颗粒；14、螺栓；15、限位销。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
如图1-10所示，在本实例中，一种管道地质灾害防护装置，包括支撑座1、侧向缓冲墙9、管道固定夹11和缓冲层13，所述侧向缓冲墙9和管道固定夹11位于支撑座1上方，缓冲层13贴合于管道固定夹11内；
所述支撑座1包括滑轨结构8、第一基座2、多个压簧4、4个稳定拉杆I6、4个稳定拉杆II7和第二基座3；所述第一基座2与第二基座3上下对应设置，并通过间距20cm均匀布置的压簧4连接在一起，所述第一基座2下表面和第二基座3上表面分别对应设置16个U型扣5，所述稳定拉杆I6两端相互交叉固定于支撑座1长边U型扣5，稳定拉杆II7两端相互交叉固定于支撑座1短边U型扣5，所述滑轨结构8固定于第一基座2上表面；
所述侧向缓冲墙9包括L型钢板10和8个压簧4，所述L型钢板10的面板通过4个预埋于第一基座上的螺栓14固定于第一基座2上；
所述管道固定夹11包括第一管道固定夹11-1和第二管道固定夹11-2，所述第一管道固定夹11-1和第二管道固定夹11-2通过4个螺栓14固定，底部均对应设置滑块结构12，所述滑块结构12自由安装于所述滑轨结构8内，使管道固定夹11可沿滑轨结构8左右滑动；
所述L型钢板10的腹板背面与第一管道固定夹11-1通过8个压簧4相连，起到水平方向的缓冲吸能作用；
所述缓冲层13包括内柔性膜13-1、外柔性膜13-2和若干发泡树脂颗粒13-3，所述内柔性膜13-1和外柔性膜13-2同轴内外对应设置，内柔性膜13-1和外柔性膜13-2之间填充发泡树脂颗粒13-3，对管道本体起到保护作用，且辅助管道固定夹固定管道。
作为一种优化方案，所述第一管道固定夹11-1外表面与L型钢板10的腹板平行；所述第二管道固定夹11-2外表面上部为曲面，下部为平面，有利于分散滑坡或落石时的冲击力。
作为一种优化方案，所述第一基座2和第二基座3为长方体，稳定拉杆I6安装于长边边缘，稳定拉杆II7安装于短边边缘，保证支撑座1在受力压缩时的稳定性。
作为一种优化方案，所述滑轨结构8两端设置限位销15，使管道固定夹11只能沿滑轨结构8水平方向左右各8cm范围内滑动，防止管道因过度弯曲而变形受损。
作为一种优化方案，所述第一基座2和第二基座3为单层钢筋混凝土结构。
一种管道地质灾害防护装置的安装使用方法，步骤包括：
在潜在滑坡或落石区，针对直径100cm金属管道，且存在距离管道水平距离30m，高度40m，重量10吨的可能滑坡体或石块时，沿管道下方水平安装多个预制的支撑座1，支撑座1的单层钢筋混凝土基座厚度20cm，宽度20cm，长度大于管道直径两倍，两基座间距18cm，第一基座2上预埋滑轨结构8，两层钢筋混凝土基座之间按照18-22cm间距均匀布置不锈钢压簧4，并通过稳定拉杆I6和稳定拉杆II7分别进行长边和短边方向的抗拉固定，使支撑座1形成一个缓冲抗压的稳定整体，支撑座1两两间隔4-8m；
将另一填充满2mm直径发泡树脂颗粒13-3的缓冲层13裹于潜在滑坡或落石区管道表面，并在管道固定夹11安装处添加一层缓冲层13，然后沿滑轨结构8分别安装第一管道固定夹11-1和第二管道固定夹11-2，用螺栓14进行固定，并安装限位销15，使管道固定夹11只能沿滑轨结构8水平方向左右各8cm范围内滑动；
在第一管道固定夹11-1一侧的第一基座2上安装L型钢板10，并通过焊接的方式将8个压簧4均匀布置于第一管道固定夹11-1与L型钢板10之间；
当发生滑坡或落石时，管道将受到来自斜45度向下的冲击力F，此时，力可分解为水平Fl和垂直Fh方向的分力，由于管道和管道固定夹11可同时沿滑轨结构8左右滑动，因此，管道可在一定范围内沿水平和垂直方向自由移动，分别由支撑座1和侧向缓冲墙9负责承受水平和垂直方向的分力和吸能，且稳定拉杆I6和稳定拉杆II7可保证支撑座1在受力压缩时的稳定性，第二管道固定夹11-2外表面上部为弧形曲面，下部为平面，有利于分散滑坡或落石时的冲击力。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种管道地质灾害防护装置，其特征在于：包括支撑座(1)、侧向缓冲墙(9)、管道固定夹(11)和缓冲层(13)，所述侧向缓冲墙(9)和管道固定夹(11)位于支撑座(1)上方，缓冲层(13)贴合于管道固定夹(11)内；
所述支撑座(1)包括第一基座(2)、第二基座(3)、多个压簧(4)、多个稳定拉杆I(6)、多个稳定拉杆II(7)和滑轨结构(8)；所述第一基座(2)与第二基座(3)上下对应设置，并通过多个均匀布置的压簧(4)连接；所述第一基座(2)下表面和第二基座(3)上表面边缘分别对应设置多个U型扣(5)，所述稳定拉杆I(6)两端相互交叉固定于支撑座(1)长边U型扣(5)，稳定拉杆II(7)两端相互交叉固定于支撑座(1)短边U型扣(5)；所述滑轨结构(8)固定于第一基座(2)上表面；
所述侧向缓冲墙(9)包括L型钢板(10)和多个压簧(4)，所述L型钢板(10)的面板通过多个预埋于第一基座上的螺栓(14)固定于第一基座(2)上；
所述管道固定夹(11)包括第一管道固定夹(11-1)和第二管道固定夹(11-2)，所述第一管道固定夹(11-1)和第二管道固定夹(11-2)通过多个螺栓(14)固定，底部设置滑块结构(12)，所述滑块结构(12)自由安装于滑轨结构(8)内；
所述L型钢板(10)的腹板与第一管道固定夹(11-1)通过多个压簧(4)相连；
所述缓冲层(13)包括内柔性膜(13-1)、外柔性膜(13-2)和多颗发泡树脂颗粒(13-3)，所述内柔性膜(13-1)和外柔性膜(13-2)同轴内外对应设置，内柔性膜(13-1)和外柔性膜(13-2)之间填充发泡树脂颗粒(13-3)；
包括以下步骤：
(1)在潜在滑坡或落石区，针对直径80cm至120cm金属管道，沿管道下方水平安装多个预制的支撑座(1)，第一基座(2)上预埋滑轨结构(8)，两基座之间均匀布置不锈钢压簧(4)，并通过稳定拉杆I(6)和稳定拉杆II(7)分别进行长边和短边方向的抗拉固定，使支撑座(1)形成一个缓冲抗压的稳定整体；
(2)将另一填充满发泡树脂颗粒(13-3)的缓冲层(13)裹于潜在滑坡或落石区管道表面，并在管道固定夹(11)夹持处添加一层缓冲层(13)，然后沿滑轨结构(8)分别安装第一管道固定夹(11-1)和第二管道固定夹(11-2)，用螺栓(14)进行固定，并安装限位销(15)，使管道固定夹(11)只能沿滑轨结构(8)水平方向左右各6-8cm范围内滑动；
(3)在第一管道固定夹(11-1)一侧的第一基座(2)上安装L型钢板(10)，并通过焊接的方式将6-8个压簧(4)均匀布置于第一管道固定夹(11-1)与L型钢板(10)之间；
(4)当发生滑坡或落石时，管道将受到来自斜30-60度向下的冲击力，此时，力可分解为水平和垂直方向的分力，由于管道和管道固定夹可同时沿滑轨结构(8)左右滑动，因此，管道可在一定范围内沿水平和垂直方向自由移动，分别由支撑座(1)和侧向缓冲墙(9)负责承受水平和垂直方向的分力和吸能，且稳定拉杆I(6)和稳定拉杆II(7)可保证支撑座(1)在受力压缩的时候稳定性，第二管道固定夹(11-2)靠近滑坡体，其外表面上部为弧形曲面，下部为平面，有利于分散滑坡或落石时的冲击力。
2.如权利要求1所述的一种管道地质灾害防护装置，其特征在于：所述第一管道固定夹(11-1)外表面与L型钢板(10)的腹板平行；所述第二管道固定夹(11-2)外表面上部为弧形曲面，下部为平面。
3.如权利要求1所述的一种管道地质灾害防护装置，其特征在于：所述第一基座(2)和第二基座(3)为长方体，稳定拉杆I(6)安装于长边边缘，稳定拉杆II(7)安装于短边边缘。
4.如权利要求1所述的一种管道地质灾害防护装置，其特征在于：所述滑轨结构(8)两端设置限位销(15)。
5.如权利要求1所述的一种管道地质灾害防护装置，其特征在于：所述第一基座(2)和第二基座(3)为单层钢筋混凝土结构。
6.如权利要求5所述的一种管道地质灾害防护装置的安装使用方法，其特征在于：所述潜在滑坡或落石区的滑坡体或石块距离管道水平距离≥20m，高度≤50m，重量≤20吨；第一基座和第二基座的厚度20-25cm，宽度20-25cm，长度大于管道直径两倍，两基座间距16-20cm，压簧(4)间距为18-22cm；支撑座(1)两两间隔4-8m；发泡树脂颗粒(13-3)直径2mm。
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