CN109340458B - 跨岩段管道结构及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种跨岩段管道结构及其安装方法，其特征在于，在跨巨岩段的管道架设采用跨岩段管道架空结构，镇墩按一定间隔沿岩体布设，跨岩段管道安装过程中采用管道运输轨道，并通过卷扬机和转向滑车来实现运输，管道在岩体上拼接时通过管道安装支撑架来完成，管道安装过程中遇到埋管狭窄段时采用梯形槽钢架、台车架运输结构和门型吊装架保证施工质量。本发明涉及的跨岩段管道及安装方法施工方便，避免了大型起吊设备，克服地形条件带来的障碍，提高了施工效率，可有效防止定型化角钢支架在岩体上的滑动和倾覆，提高了管道运输施工安全，可以有效解决狭窄埋管段管道运输和拼接技术难题。

Description

跨岩段管道结构及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种跨岩段管道结构及其安装方法，属于土木工程领域，特别适用于跨岩段管道及安装施工。

背景技术

给水工程是关系国计民生的重要工程，尤其是在交通不便的偏远山区，而长输管道的建设正是满足这一战略需求的重要基础设施。由于我国幅员辽阔，平原、山地、水网纵横，管道的施工必须充分考虑地形地貌的影响。山区地段敷设补水输送管道时，由于沿线地形起伏较大、表面岩石不规则出露、遍布陡坡长坡、河谷纵横、道路崎岖，不像在平原地带施工容易修出供大型机械施工的便道和作业带，给管道安装、尤其大口径管道安装带来巨大困难。

管道架设时经常遇到地形复杂山区，给管道施工带来困难，特别是伴随有陡坡、岩石等地表、地质坡段上有岩石断崖，大型机械设备无法进入，给现场运布管造成更大困难。

在山区等跨岩地段，管道要经过崇山峻岭，地质，气候的复杂给施工带来了巨大的困难。因此，相比于其他管道敷设技术而言，本发明专利所提供的跨岩段管道及安装方法的优越性使得对跨岩地区管道安装施工技术的研究提供了借鉴。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种跨岩段管道结构及其安装方法，施工方便，避免了大型起吊设备，克服地形条件带来的障碍，提高了施工效率，可有效防止定型化角钢支架在岩体上的滑动和倾覆，提高了管道运输施工安全，可以有效解决狭窄埋管段管道运输和拼接技术难题。

本发明的目的可通过以下方法实现：一种跨岩段管道结构，其特征在于，包括跨岩段管道架空结构、跨岩段管道运输轨道、管道安装支撑架、埋管狭窄段管道安装体系、管道和岩体，所述管道在跨岩段架设时采用跨岩段管道架空结构支撑架设，管道在跨岩段管道架空结构之间运输采用跨岩段管道运输轨道，管道在跨岩段管道架空结构之间凑合节拼接时采用管道安装支撑架，管道在岩体上遇到埋管狭窄段地段时采用埋管狭窄段管道安装体系；

所述跨岩段管道架空结构包括包括镇墩架管结构和后浇包管凝土定型化模板结构，所述镇墩架管结构设在岩体上，在镇墩架管结构顶部安装后浇包管凝土定型化模板结构；

所述跨岩段管道运输轨道包括加强型锚固体系结构、定型化角钢支架结构和支架整体式防滑固定体系结构，所述加强型锚固体系结构设在跨岩段的一端和岩体上的转弯处，定型化角钢支架结构沿岩体布设，支架整体式防滑固定体系结构设在定型化角钢支架结构底部；

所述管道安装支撑架包括定型化管道支撑架、带凹槽支撑板标高调整结构和管道拼接悬支施工平台，所述定型化管道支撑架通过锚筋锚固于岩体上，所述定型化管道支撑架用于搁置管道拼接悬支施工平台，所述带凹槽支撑板放置在管道拼接悬支施工平台上；

所述埋管狭窄段管道安装体系包括梯形槽钢架结构、台车架运输结构和门型吊装架，所述埋管狭窄段的岩体内开设有管槽，所述梯形槽钢架结构沿管槽铺设，所述岩体上设有轻轨，所述台车架运输结构搁置在轻轨上，所述门型吊装架用于管道转弯点处的转向；

进一步的，所述镇墩架管结构包括镇墩基础、首期浇筑镇墩和首期墩顶防滑限位钢板，所述镇墩基础设置在岩体内，所述首期浇筑镇墩设置在镇墩基础上，首期浇筑镇墩的顶部水平方向铺设首期墩顶防滑限位钢板，防止管道在水平方向滑动；所述首期浇筑镇墩的顶部同时设有首期墩顶侧向限位钢板，防止管道侧向偏移，首期墩顶侧向限位钢板与钢板止推环贴牢；后浇包管凝土定型化模板结构包括后置插入式搁置框板、定型化铰接围合模板、对拉固定螺杆、模板顶对拉耳板、模板顶对拉螺杆和定型化搁置框板连接件，定型化铰接围合模板顶部通过模板顶对拉螺杆实现紧固，下部通过对拉固定螺杆进行紧固；所述首期浇筑镇墩顶部留有首期墩顶预留孔，用于固结定型化铰接围合模板下部；所述定型化铰接围合模板顶部设有模板顶对拉耳板，用于固结定型化铰接围合模板顶部。

进一步的，所述加强型锚固体系结构是由加强型锚杆、砂浆和分离式铰接扩展锚固板组成，在岩体内设置有岩体锚杆孔和底部扩孔，所述加强型锚杆沿着岩体锚杆孔放入，然后进行砂浆的浇筑；所述定型化角钢支架结构包括定型化角钢支架、支架加强斜撑、支架固定锚筋和支架地脚板，所述定型化角钢支架下部设有支架地脚板，所述支架地脚板通过支架固定锚筋固定在岩体上；所述支架整体式防滑固定体系结构主要是由横向压板、纵向压板、岩体防滑槽、嵌入式加强型防滑板组成，按一定间隔布设的支架地脚板在横向通过横向压板连接，在纵向通过纵向压板连接形成一个整体，并用支架固定锚筋固定，在纵向压板上布设嵌入式加强型防滑板，嵌入式加强型防滑板嵌在岩体防滑槽内，从而保证支架整体的稳固，防止滑动发生安全事故。

进一步的，所述定型化管道支撑架由支撑架顶梁、平台板和标高调整千斤顶组成，所述支撑架顶梁位于定型化管道支撑架顶部，所述平台板放置在支撑架顶梁上部；所述管道拼接悬支施工平台包括悬支施工平台、工具式安全护栏、对称调整柱、带弧拖调整杆、纵向调整千斤顶、千斤顶搁架和定型化套箍调整件，所述悬支施工平台四周设置工具式安全护栏，在悬支施工平台上设置对称调整柱，其位于管道横向两侧，所述千斤顶搁架放置在两个管道对接处，所述纵向调整千斤顶搁置在千斤顶搁架上；所述带凹槽支撑板标高调整结构包括带凹槽支撑板、带套接槽弧形垫板和带连接板弧形垫板，所述带凹槽支撑板固定在悬支施工平台中部。

进一步的，所述梯形槽钢架结构由梯形槽钢架、槽钢架固定脚板、槽钢架防滑槽、定型化塞紧楔架、槽钢架防滑板、槽钢架锚筋和槽钢架横向连扳组成，所述梯形槽钢架横向通过槽钢架横向连扳连接为一单元，所述梯形槽钢架内部间隔布设槽钢架固定脚板，并用槽钢架锚筋进行锚固；所述台车架运输结构主要包括轮系、台车架、带弧槽支撑板和轨道平台钢板，所述轮系固定于轨道平台钢板上，所述带弧槽支撑板位于轨道平台钢板顶部；所述门型吊装架主要包括门架顶梁底座、顶梁固定筋板、门架顶梁、门架固定底板、底座固定螺栓、吊梁、滚轮吊耳和槽钢架横向连扳，所述门型吊装架顶部设有用于固定门架顶梁的门架顶梁底座，门型吊装架底部设有用于锚固于岩体上的门架固定底板，所述底座固定螺栓用于固定门架顶梁底座。

一种跨岩段管道安装结构的安装方法，其特征在于包括以下步骤：

1)镇墩浇筑施工：跨越巨岩段镇墩基础，由于位于整体砂岩上，用破碎开挖，先浇筑首期浇筑镇墩，然后安装后置插入式搁置框板，安装定型化铰接围合模板，管道穿过钢板止推环后进行后浇包管混凝土浇筑；

2)加强型锚固体系施工：分别在跨巨岩一侧以及中部附近浇筑布置卷扬机支架地锚和转向滑车支架的地锚，地锚抗拔强度应满足卷扬机承受荷载的要求，先在岩体上开挖岩体锚杆孔和底部扩孔，然后搭设定型化孔口张拉支架，然后安装加强型锚杆，并浇筑砂浆，；

3)卷扬机和转向滑车安装：将卷扬机支架地锚和转向滑车支架固定在整体式锚固板上，然后将卷扬机和转向滑车分别安装在卷扬机支架地锚和转向滑车支架上，并用螺栓固定；

4)定型化角钢支架安装施工：在跨巨岩段之间每隔一定距离打一组支架固定锚筋，每组锚筋由多根螺纹钢组成，埋入岩石一定距离，露出地面一定长度，并对每根进行灌浆，安装定型化角钢支架，并用支架地脚板固定，定型化角钢支架必须与支架地脚板、支架固定锚筋进行纵向和横向地可靠加固，并设有嵌入式加强型防滑板的防滑措施；

5)轨道安装加固施工：在定型化角钢支架上安装管道运输轨道，管道的轨道采用轻轨，轨道的安装高程约低于管道的安装高程；

6)管道运输安装：先从跨岩段端部镇墩处的钢管进行安装定位，在跨巨岩段安装运输轨道上进行管道运输，在施工道路处用汽车吊进行管道的进管，利用卷扬机将运输轨道上的管道拉到安装位置，在转弯处采用转向滑车进行牵引运输；

7)定型化管道支撑架施工：在管道凑合节处两侧的岩体上安装定型化管道支撑架，并用锚筋进行锚固；

8)管道拼接悬支施工平台安装施工：在定型化管道支撑架的顶部安装支撑架顶梁和平台板，在平台板上安装悬支施工平台；

9)调整凑合节管道标高：跨岩段管道在岩体上拼接时，如果定型化管道支撑架不够时，可利用带套接槽弧形垫板插入带凹槽支撑板进行调节，当管道处标高还不够时，可通过侧面滑入带连接板弧形垫板进行调节，带连接板弧形垫板通过连接板和带套接槽弧形垫板实现固定；

10)凑合节管道拼接施工：凑合节管道对称拼接施工，现场实际量取所需凑合节的长度，切除管节多余的部分，并按要求开设坡口，调整凑合节位置，合格后进行管口压缝和加固，检查合格后再交给焊接人员进行管口焊接，在拼接时，先用定型化套箍调整件固定，再用纵向调整千斤顶对顶再进行固定焊接；

11)埋管狭窄段管槽开挖：管槽开挖时应尽量避免就动基础持力层的原状土，开挖后应及时敷设管道后回填。管槽回填应从管道两侧同时对称进行，应确保管道不产生位移。管槽回填土应采用碎石类土，回填时沟槽内应积水和杂物，不得带水回填；

12)埋管狭窄段梯形槽钢架铺设施工：管道的管槽及垫层检查验收合格后，在挖好的管道的管槽内铺上梯形槽钢架，并用槽钢架固定脚板和槽钢架防滑板进行固定；

13)埋管狭窄段台车架运输结构安装：在梯形槽钢架上铺设轻轨固定钢板，再在轻轨固定钢板上铺设的台车架轻轨并焊接固定，在台车架轻轨再安装台车架；

14)埋管狭窄段移动式卷扬机安装施工：在梯形槽钢架安装移动式卷扬机，用于牵引管道运输；

15)埋管狭窄段转弯处门型吊装架安装施工：在埋管狭窄段转弯处的岩体上安装门型吊装架，用于管道转向运输；

16)埋管狭窄段管道安装施工：埋管狭窄段的管道安装时，自下而上分段进行施工，先移动式卷扬机拉着台车架上的管道，到达一定高度后，利用梯形槽钢架的活动式管道限位板进行限位，然后进行下一段的运输，再进行对接施工，在管道接头处固定前，先使用设有顶紧千斤顶进行对顶管道的千斤顶顶托，管道对接后，利用管道对接定位套箍和管道对接拉杆进行固定。

本发明具有以下突出优点和显著效果：

1、本发明采用浇筑镇墩，镇墩上设有侧向限位钢板和防滑限位钢板，用于卡紧管道，避免了大型起吊设备，同时可有效保证管道安装稳固，管道在通过镇墩时，穿过首期浇筑镇墩的顶部的钢板止推环，可实现稳固架设，有效保证了跨岩段管道安装架设施工质量。

2、本发明采用加强型锚固体系，结构设计新颖，施工便捷，可有效保证卷扬机支架和移动滑车支架的稳固安全，克服地形条件带来的障碍，提高了施工效率，采用的定型化角钢支架下部设有支架地脚板，支架地脚板通过支架固定锚筋固定在岩体上，装拆便捷，可有效提高施工效率，同时可实现多次利用，节约了成本。

3、本发明采用基于标高可调式管道安装支撑架跨巨岩段快速接管技术，支撑架可实现快速安装和拆除，避免了大型起吊施工设备，加快了施工工期，对称调整柱上设有带弧拖调整杆，用于调整管道横向标高，以便于对接施工，纵向调整千斤顶可保证管道在对接时不发生偏移，保证了管道对接焊接质量。

4、本发明中采用埋管狭窄段管槽内轨道运管安装技术，对管槽两侧不能进行扩挖的转弯点位置设置门型吊装架辅助进行钢管及台车的转弯，克服地形条件带来的障碍，提高了施工效率，采用定型化梯形槽钢架轨道，轻轨固定钢板搁置在梯形槽钢架上，台车架沿着台车架轻轨进行运输管道，台车架轻轨铺设在轻轨固定钢板上，解决了狭窄埋管段管道运输的难题。

附图说明

图1是跨岩段管道安装施工图；

图2是后置插入式搁置框板平面安装示意图；

图3是跨岩段管道架设安装示意图；

图4是镇墩平面构造图；

图5是镇墩纵向剖面构造图；

图6是钢板止推环构造图；

图7是定型化角钢支架横向剖面结构图；

图8是定型化角钢支架纵向剖面结构图；

图9是支架地脚板平面安装图；

图10是卷扬机支架安装图；

图11是转向滑车支架安装图；

图12是加强型锚固体系结构图；

图13是加强型锚杆结构图；

图14是管道安装支撑架横向剖面结构图；

图15是管道安装支撑架纵向剖面结构图；

图16是千斤顶搁架构造图；

图17是埋管狭窄段管道安装体系结构图；

图18是限位对紧定型化件拼接示意图；

图19是台车架示意图；

图20是梯形槽钢架平面布置图；

图21是门型吊装架结构示意图；

图22是定型化梯形槽钢架轨道横向剖面结构图；

图23是定型化梯形槽钢架轨道纵向剖面结构图。

图中：1-管道、2-岩体、3-钢板止推环、4-镇墩基础、5-首期浇筑镇墩、6-首期墩顶侧向限位钢板、7-首期墩顶防滑限位钢板、8-首期墩顶侧面搁置筋、9-后置插入式搁置框板、10-首期墩顶预留孔、11-定型化铰接围合模板、12-对拉固定螺杆、13-后浇包管混凝土、14-模板顶对拉耳板、15-模板顶对拉螺杆、16-定型化搁置框板连接件、17-卷扬机、18-转向滑车、19-岩体锚杆孔、20-底部扩孔、21-加强型锚杆、22-砂浆、23-分离式铰接扩展锚固板、24-定型化孔口张拉支架、25-整体式锚固板、26-卷扬机支架、27-转向滑车支架、28-定型化角钢支架、29-支架加强斜撑、30-支架固定锚筋、31-轻轨、32-支架地脚板、33-横向压板、34-纵向压板、35-岩体防滑槽、36-嵌入式加强型防滑板、37-定型化管道支撑架、38-支撑架顶梁、39-平台板、40-标高调整千斤顶、41-带凹槽支撑板、42-带套接槽弧形垫板、43-带连接板弧形垫板、44-管道防滑套箍、45-悬支施工平台、46-工具式安全护栏、47-对称调整柱、48-带弧拖调整杆、49-纵向调整千斤顶、50-千斤顶搁架、51-定型化套箍调整件、52-管槽、53-管槽垫层、54-梯形槽钢架、55-槽钢架固定脚板、56-槽钢架防滑槽、57-定型化塞紧楔架、58-槽钢架防滑板、59-槽钢架锚筋、60-台车架轻轨、61-轮系、62-台车架、63-带弧槽支撑板、64-轨道平台钢板、65-门型吊装架、66-移动式卷扬机、67-管道牵引套箍、68-活动式管道限位板、69-顶紧千斤顶、70-千斤顶顶托、71-管道对接定位套箍、72-管道对接拉杆、73-门架顶梁底座、74-顶梁固定筋板、75-门架顶梁、76-门架固定底板、77-底座固定螺栓、78-吊梁、79-滚轮吊耳、80-槽钢架横向连扳、81-轻轨固定钢板。

具体实施方式

本发明实施方式中钢管焊接以及切割、钢筋笼绑扎、砼浇筑等施工技术要求不再赘述，重点阐明本发明的实施方式，下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明，该说明并不局限于以下实施例。

图1是跨岩段管道安装施工图；图2是后置插入式搁置框板平面安装示意图；图3是跨岩段管道架设安装示意图；图4是镇墩平面构造图；图5是镇墩纵向剖面构造图；图6是钢板止推环构造图；图7是定型化角钢支架横向剖面结构图；图8是定型化角钢支架纵向剖面结构图；图9是支架地脚板平面安装图；图10是卷扬机支架安装图；图11是转向滑车支架安装图；图12是加强型锚固体系结构图；图13是加强型锚杆结构图；图14是管道安装支撑架横向剖面结构图；图15是管道安装支撑架纵向剖面结构图；图16是千斤顶搁架构造图；图17是埋管狭窄段管道安装体系结构图；图18是限位对紧定型化件拼接示意图；图19是台车架示意图；图20是梯形槽钢架平面布置图；图21是门型吊装架结构示意图；图22是定型化梯形槽钢架轨道横向剖面结构图；图23是定型化梯形槽钢架轨道纵向剖面结构图。

如图1～16所示，主要包括：管道1、岩体2、钢板止推环3、镇墩基础4、首期浇筑镇墩5、首期墩顶侧向限位钢板6、首期墩顶防滑限位钢板7、首期墩顶侧面搁置筋8、后置插入式搁置框板9、首期墩顶预留孔10、定型化铰接围合模板11、对拉固定螺杆12、后浇包管混凝土13、模板顶对拉耳板14、模板顶对拉螺杆15、定型化搁置框板连接件16、卷扬机17、转向滑车18、岩体锚杆孔19、底部扩孔20、加强型锚杆21、砂浆22、分离式铰接扩展锚固板23、定型化孔口张拉支架24、整体式锚固板25、卷扬机支架26、转向滑车支架27、定型化角钢支架28、支架加强斜撑29、支架固定锚筋30、轻轨31、支架地脚板32、横向压板33、纵向压板34、岩体防滑槽35、嵌入式加强型防滑板36、定型化管道支撑架37、支撑架顶梁38、平台板39、标高调整千斤顶40、带凹槽支撑板41、带套接槽弧形垫板42、带连接板弧形垫板43、管道防滑套箍44、悬支施工平台45、工具式安全护栏46、对称调整柱47、带弧拖调整杆48、纵向调整千斤顶49、千斤顶搁架50、定型化套箍调整件51；跨岩段管道架空结构包括镇墩架管结构和后浇包管凝土定型化模板结构；管道1经过岩体2时，通过镇墩架设，先进行镇墩基础4和首期浇筑镇墩5的浇筑；后浇包管凝土13模板采用定型化铰接围合模板11，搭设在后置插入式搁置框板9上；跨岩段管道运输轨道包括加强型锚固体系结构、定型化角钢支架结构和支架整体式防滑固定体系结构；加强型锚固体系结构主要用于固定卷扬机支架26和移动滑车支架27，定型化角钢支架结构主要用于搁置管道1的运输轨道，横向压板33和纵向压板34架设在支架地脚板32上，并架设嵌入式加强型防滑板36；管道安装支撑架包括定型化管道支撑架37、带凹槽支撑板标高调整结构和拼接悬支施工平台45；定型化管道支撑架37通过锚筋锚固于岩体2上，定型化管道支撑架37主要用于搁置拼接悬支施工平台45，带凹槽支撑板41放置在悬支施工平台45上，纵向调整千斤顶49可保证管道在对接时不发生偏移，保证了管道1对接焊接质量。

如图1所示，镇墩架管结构主要由钢板止推环3、镇墩基础4、首期浇筑镇墩5、首期墩顶侧向限位钢板6、首期墩顶防滑限位钢板7组成，先在岩体2上进行镇墩基础4的开挖，然后进行浇筑，首期浇筑镇墩5的顶部水平方向铺设首期墩顶防滑限位钢板7，防止管道1在水平方向滑动；首期浇筑镇墩5的顶部同时设有首期墩顶侧向限位钢板6，防止管道侧向偏移，首期墩顶侧向限位钢板6与钢板止推环3贴牢；后浇包管凝土定型化模板结构主要由后置插入式搁置框板9、定型化铰接围合模板11、对拉固定螺杆12、模板顶对拉耳板14、模板顶对拉螺杆15、定型化搁置框板连接件16组成，定型化铰接围合模板11顶部通过模板顶对拉螺杆15实现紧固，下部通过对拉固定螺杆12进行紧固；首期浇筑镇墩5顶部留有首期墩顶预留孔10，主要用于固结定型化铰接围合模板11下部；定型化铰接围合模板11顶部设有模板顶对拉耳板14，主要用于固结定型化铰接围合模板11顶部。

如图2所示，后置插入式搁置框板9通过连接套筒穿在首期墩顶侧面搁置筋8上面，首期墩顶侧面搁置筋8在首期浇筑镇墩5四周顶部下方按一定间隔设置；后置插入式搁置框板9四周通过定型化搁置框板连接件16连接形成一个整体，从而保证定型化铰接围合模板11搭设稳固。

如图1和图3～图6所示，管道1在通过镇墩时，穿过首期浇筑镇墩5的顶部的钢板止推环3，可实现稳固架设。

如图1和图10～图11所示，卷扬机支架26和移动滑车支架27通过整体式锚固板25进行锚固，卷扬机支架26上固定卷扬机17，移动滑车支架27上固定转向滑车18，卷扬机17和转向滑车18用于运输管道1，整体式锚固板25通过加强型锚杆21锚固在岩体锚杆孔19顶部。

如图1和图2～图8所示，定型化角钢支架结构主要包含定型化角钢支架28、支架加强斜撑29、支架固定锚筋30、支架地脚板32，定型化角钢支架28下部设有支架地脚板32，支架地脚板32通过支架固定锚筋30固定在岩体2上；

如图7～图8和图9所示，支架整体式防滑固定体系结构主要是由横向压板33、纵向压板34、岩体防滑槽35、嵌入式加强型防滑板36组成，按一定间隔布设的支架地脚板32在横向通过横向压板33连接，在纵向通过纵向压板34连接形成一个整体，并用支架固定锚筋30固定，在纵向压板34上布设嵌入式加强型防滑板36，嵌入式加强型防滑板36嵌在岩体防滑槽35内，从而保证支架整体的稳固，防止滑动发生安全事故。轻轨31设置在定型化角钢支架28顶部，为了保证定型化角钢支架28纵向刚度，在定型化角钢支架28之间架设支架加强斜撑29。

如图10～图11和图12～图13所示，加强型锚固体系结构是由加强型锚杆21、砂浆22、分离式铰接扩展锚固板23组成，在岩体2内开挖岩体锚杆孔19和底部扩孔20，加强型锚杆21沿着岩体锚杆孔19放入，然后进行砂浆22的浇筑；加强型锚杆21固定在定型化孔口张拉支架24上，可实现标高调节，两个分离式铰接扩展锚固板23通过铰链固结在加强型锚杆21下部。

如图14所示，定型化管道支撑架37是由支撑架顶梁38、平台板39、标高调整千斤顶40组成，支撑架顶梁38位于定型化管道支撑架37顶部，平台板39放置在支撑架顶梁38上部；标高调整千斤顶40可实现对平台板39的竖向标高调节，这样可以满足对不同标高的管道1拼接时的粗调。

如图14和图15所示，拼接悬支施工平台45主要包括悬支施工平台45、工具式安全护栏46、对称调整柱47、带弧拖调整杆48、纵向调整千斤顶49、千斤顶搁架50、定型化套箍调整件51，悬支施工平台45四周设置工具式安全护栏46，在悬支施工平台45设置对称调整柱47，其位于管道1横向两侧，千斤顶搁架50放置在两个管道1对接处，纵向调整千斤顶49搁置在千斤顶搁架50上；对称调整柱47上设有带弧拖调整杆48，用于调整管道1横向标高，以便于对接施工，管道1对接前，先用定型化套箍调整件51固定，再用纵向调整千斤顶49对顶再进行固定焊接。

如图1和图14～图15所示，带凹槽支撑板标高调整结构主要包括带凹槽支撑板41、带套接槽弧形垫板42、带连接板弧形垫板43，带凹槽支撑板41固定在悬支施工平台45中部。管道1在岩体2上拼接时，如果管道安装支撑架标高不够时，可利用带套接槽弧形垫板42插入带凹槽支撑板41进行调节，当管道1处标高还不够时，可通过侧面滑入带连接板弧形垫板43进行调节，带连接板弧形垫板43通过连接板和带套接槽弧形垫板42实现固定。

如图17～图23所示，主要包括：管道1、岩体2、管槽52、管槽垫层53、梯形槽钢架54、槽钢架固定脚板55、槽钢架防滑槽56、定型化塞紧楔架57、槽钢架防滑板58、槽钢架锚筋59、台车架轻轨60、轮系61、台车架62、带弧槽支撑板63、轨道平台钢板64、门型吊装架65、移动式卷扬机66、管道牵引套箍67、活动式管道限位板68、顶紧千斤顶69、千斤顶顶托70、管道对接定位套箍71、管道对接拉杆72、门架顶梁底座73、顶梁固定筋板74、门架顶梁75、门架固定底板76、底座固定螺栓77、吊梁78、滚轮吊耳79、槽钢架横向连扳80、轻轨固定钢板81；埋管狭窄段管道安装体系主要包括梯形槽钢架54、台车架62运输结构和门型吊装架65；在埋管狭窄段的岩体2内开挖管槽，梯形槽钢架54沿管槽52铺设，并用槽钢架锚筋59固定在岩体2上，管槽52下铺设管槽垫层53，台车架运输结构搁置在轻轨上，门型吊装架65主要用于转弯点处管道1的转向；所述移动式卷扬机66和活动式管道限位板68设在管槽52上，管道牵引套箍67用于移动式卷扬机66牵引管道1。

如图17和图18所示，活动式管道限位板68上设有顶紧千斤顶69，管道1接头处固定前，先用设有顶紧千斤顶69进行对顶管道1的千斤顶顶托70；管道1对接后，利用管道对接定位套箍71和管道对接拉杆72进行固定。

如图17、图20和图22～图23所示，梯形槽钢架65主要是由梯形槽钢架54、槽钢架固定脚板55、槽钢架防滑槽56、定型化塞紧楔架57、槽钢架防滑板58、槽钢架锚筋59、槽钢架横向连扳80组成，梯形槽钢架54横向通过槽钢架横向连扳80连接为一单元，梯形槽钢架54内部隔一段距离布设槽钢架固定脚板55，并用槽钢架锚筋59、进行锚固；

如图17和图20和图23所示，梯形槽钢架54纵向隔一段距离布设槽钢架防滑板58，空隙并用定型化塞紧楔架57卡紧，槽钢架防滑板58嵌入槽钢架防滑槽56内。

如图17和图19所示，台车架运输结构主要包括轮系61、台车架62、带弧槽支撑板63、轨道平台钢板64，轮系61固定于轨道平台钢板64上，带弧槽支撑板63位于轨道平台钢板64顶部；台车架62沿着台车架轻轨60进行运输管道1，台车架轻轨60铺设在轻轨固定钢板81上，轻轨固定钢板81搁置在梯形槽钢架54上；

如图21所示，门型吊装架65主要包括门架顶梁底座73、顶梁固定筋板74、门架顶梁75、门架固定底板76、底座固定螺栓77、吊梁78、滚轮吊耳79、槽钢架横向连扳80，门型吊装架65顶部设有门架顶梁底座73用于固定门架顶梁75，底部设有门架固定底板76用于锚固于岩体2上，底座固定螺栓77用于固定门架顶梁底座73；门架顶梁75通过顶梁固定筋板74与门架顶梁底座73连接，门架顶梁75中部设有吊梁78和滚轮吊耳79。

图1～图23所示出的本发明一种跨岩段管道安装结构的安装方法，其特征在于包括以下步骤：

1)镇墩浇筑施工：跨越巨岩段镇墩基础4，由于位于整体砂岩上，用破碎开挖，先浇筑首期浇筑镇墩5，然后安装后置插入式搁置框板9，安装定型化铰接围合模板11，管道1穿过钢板止推环3后进行后浇包管混凝土13浇筑；

2)加强型锚固体系施工：分别在跨巨岩一侧以及中部附近浇筑布置卷扬机支架26地锚和转向滑车支架27的地锚，地锚抗拔强度应满足卷扬机17承受荷载的要求，先在岩体2上开挖岩体锚杆孔19和底部扩孔20，然后搭设定型化孔口张拉支架24，然后安装加强型锚杆21，并浇筑砂浆22，；

3)卷扬机和转向滑车安装：将卷扬机支架26地锚和转向滑车支架27固定在整体式锚固板25上，然后将卷扬机17和转向滑车18分别安装在卷扬机支架26地锚和转向滑车支架27上，并用螺栓固定；

4)定型化角钢支架安装施工：在跨巨岩段之间每隔一定距离打一组支架固定锚筋30，每组锚筋由多根螺纹钢组成，埋入岩石一定距离，露出地面一定长度，并对每根进行灌浆，安装定型化角钢支架28，并用支架地脚板32固定，定型化角钢支架28必须与支架地脚板32、支架固定锚筋30进行纵向和横向地可靠加固，并设有嵌入式加强型防滑板36的防滑措施；

5)轨道安装加固施工：在定型化角钢支架28上安装管道1运输轨道，管道1的轨道采用轻轨31，轨道的安装高程约低于管道1的安装高程；

6)管道运输安装：先从跨岩段端部镇墩处的钢管进行安装定位，在跨巨岩段安装运输轨道上进行管道1运输，在施工道路处用汽车吊进行管道1的进管，利用卷扬机17将运输轨道上的管道1拉到安装位置，在转弯处采用转向滑车18进行牵引运输；

7)定型化管道支撑架施工：在管道1凑合节处两侧的岩体2上安装定型化管道支撑架37，并用锚筋进行锚固；

8)管道拼接悬支施工平台安装施工：在定型化管道支撑架37的顶部安装支撑架顶梁38和平台板39，在平台板39上安装悬支施工平台45；

9)调整凑合节管道标高：跨岩段管道1在岩体2上拼接时，如果定型化管道支撑架37不够时，可利用带套接槽弧形垫板42插入带凹槽支撑板41进行调节，当管道1处标高还不够时，可通过侧面滑入带连接板弧形垫板43进行调节，带连接板弧形垫板43通过连接板和带套接槽弧形垫板42实现固定；

10)凑合节管道拼接施工：凑合节管道1对称拼接施工，现场实际量取所需凑合节的长度，切除管节多余的部分，并按要求开设坡口，调整凑合节位置，合格后进行管口压缝和加固，检查合格后再交给焊接人员进行管口焊接，在拼接时，先用定型化套箍调整件51固定，再用纵向调整千斤顶49对顶再进行固定焊接；

11)埋管狭窄段管槽开挖：管槽52开挖时应尽量避免就动基础持力层的原状土，开挖后应及时敷设管道后回填。管槽52回填应从管道两侧同时对称进行，应确保管道不产生位移。管槽52回填土应采用碎石类土，回填时沟槽内应积水和杂物，不得带水回填；

12)埋管狭窄段梯形槽钢架铺设施工：管道1的管槽52及垫层检查验收合格后，在挖好的管道1的管槽52内铺上梯形槽钢架54，并用槽钢架固定脚板55和槽钢架防滑板58进行固定；

13)埋管狭窄段台车架运输结构安装：在梯形槽钢架54上铺设轻轨固定钢板81，再在轻轨固定钢板81上铺设的台车架轻轨60并焊接固定，在台车架轻轨60再安装台车架62；

14)埋管狭窄段移动式卷扬机安装施工：在梯形槽钢架54安装移动式卷扬机66，用于牵引管道1运输；

15)埋管狭窄段转弯处门型吊装架安装施工：在埋管狭窄段转弯处的岩体2上安装门型吊装架65，用于管道1转向运输；

16)埋管狭窄段管道安装施工：埋管狭窄段的管道1安装时，自下而上分段进行施工，先移动式卷扬机66拉着台车架62上的管道1，到达一定高度后，利用梯形槽钢架54的活动式管道限位板68进行限位，然后进行下一段的运输，再进行对接施工，在管道1接头处固定前，先使用设有顶紧千斤顶69进行对顶管道1的千斤顶顶托70，管道1对接后，利用管道对接定位套箍71和管道对接拉杆72进行固定。

Claims (6)

1.一种跨岩段管道安装结构，其特征在于，包括跨岩段管道架空结构、跨岩段管道运输轨道、管道安装支撑架、埋管狭窄段管道安装体系、管道(1)和岩体(2)，所述管道(1)在跨岩段架设时采用跨岩段管道架空结构支撑架设，管道(1)在跨岩段管道架空结构之间运输采用跨岩段管道运输轨道，管道(1)在跨岩段管道架空结构之间凑合节拼接时采用管道安装支撑架，管道(1)在岩体(2)上遇到埋管狭窄段地段时采用埋管狭窄段管道安装体系；

所述跨岩段管道架空结构包括包括镇墩架管结构和后浇包管凝土定型化模板结构，所述镇墩架管结构设在岩体(2)上，在镇墩架管结构顶部安装后浇包管凝土定型化模板结构；

所述跨岩段管道运输轨道包括加强型锚固体系结构、定型化角钢支架结构和支架整体式防滑固定体系结构，所述加强型锚固体系结构设在跨岩段的一端和岩体(2)上的转弯处，定型化角钢支架结构沿岩体(2)布设，支架整体式防滑固定体系结构设在定型化角钢支架结构底部；

所述管道安装支撑架包括定型化管道支撑架(37)、带凹槽支撑板标高调整结构和管道拼接悬支施工平台，所述定型化管道支撑架(37)通过锚筋锚固于岩体(2)上，所述定型化管道支撑架(37)用于搁置管道拼接悬支施工平台，所述管道拼接悬支施工平台上放置有带凹槽支撑板(41)；

所述埋管狭窄段管道安装体系包括梯形槽钢架结构、台车架运输结构和门型吊装架(65)，所述埋管狭窄段的岩体(2)内开设有管槽(52)，所述梯形槽钢架结构沿管槽(52)铺设，所述岩体(2)上设有轻轨，所述台车架运输结构搁置在轻轨上，所述门型吊装架(65)用于管道(1)转弯点处的转向。

2.根据权利要求1所述的跨岩段管道安装结构，其特征在于，所述镇墩架管结构包括镇墩基础(4)、首期浇筑镇墩(5)和首期墩顶防滑限位钢板(7)，所述镇墩基础(4)设置在岩体(2)内，所述首期浇筑镇墩(5)设置在镇墩基础(4)上，首期浇筑镇墩(5)的顶部水平方向铺设首期墩顶防滑限位钢板(7)，防止管道(1)在水平方向滑动；所述首期浇筑镇墩(5)的顶部同时设有首期墩顶侧向限位钢板(6)，防止管道侧向偏移，首期墩顶侧向限位钢板(6)与钢板止推环(3)贴牢；后浇包管凝土定型化模板结构包括后置插入式搁置框板(9)、定型化铰接围合模板(11)、对拉固定螺杆(12)、模板顶对拉耳板(14)、模板顶对拉螺杆(15)和定型化搁置框板连接件(16)，定型化铰接围合模板(11)顶部通过模板顶对拉螺杆(15)实现紧固，下部通过对拉固定螺杆(12)进行紧固；所述首期浇筑镇墩(5)顶部留有首期墩顶预留孔(10)，用于固结定型化铰接围合模板(11)下部；所述定型化铰接围合模板(11)顶部设有模板顶对拉耳板(14)，用于固结定型化铰接围合模板(11)顶部。

3.根据权利要求1所述的跨岩段管道安装结构，其特征在于，所述加强型锚固体系结构是由加强型锚杆(21)、砂浆(22)和分离式铰接扩展锚固板(23)组成，在岩体(2)内设置有岩体锚杆孔(19)和底部扩孔(20)，所述加强型锚杆(21)沿着岩体锚杆孔(19)放入，然后进行砂浆(22)的浇筑；所述定型化角钢支架结构包括定型化角钢支架(28)、支架加强斜撑(29)、支架固定锚筋(30)和支架地脚板(32)，所述定型化角钢支架(28)下部设有支架地脚板(32)，所述支架地脚板(32)通过支架固定锚筋(30)固定在岩体(2)上；所述支架整体式防滑固定体系结构主要是由横向压板(33)、纵向压板(34)、岩体防滑槽(35)、嵌入式加强型防滑板(36)组成，按一定间隔布设的支架地脚板(32)在横向通过横向压板(33)连接，在纵向通过纵向压板(34)连接形成一个整体，并用支架固定锚筋(30)固定，在纵向压板(34)上布设嵌入式加强型防滑板(36)，嵌入式加强型防滑板(36)嵌在岩体防滑槽(35)内，从而保证支架整体的稳固，防止滑动发生安全事故。

4.根据权利要求1所述的跨岩段管道安装结构，其特征在于，所述定型化管道支撑架(37)由支撑架顶梁(38)、平台板(39)和标高调整千斤顶(40)组成，所述支撑架顶梁(38)位于定型化管道支撑架(37)顶部，所述平台板(39)放置在支撑架顶梁(38)上部；所述管道拼接悬支施工平台包括悬支施工平台(45)、工具式安全护栏(46)、对称调整柱(47)、带弧拖调整杆(48)、纵向调整千斤顶(49)、千斤顶搁架(50)和定型化套箍调整件(51)，所述悬支施工平台(45)四周设置工具式安全护栏(46)，在悬支施工平台(45)上设置对称调整柱(47)，其位于管道(1)横向两侧，所述千斤顶搁架(50)放置在两个管道(1)对接处，所述纵向调整千斤顶(49)搁置在千斤顶搁架(50)上；所述带凹槽支撑板标高调整结构包括带凹槽支撑板(41)、带套接槽弧形垫板(42)和带连接板弧形垫板(43)，所述带凹槽支撑板(41)固定在悬支施工平台(45)中部。

5.根据权利要求1所述的跨岩段管道安装结构，其特征在于，所述梯形槽钢架结构由梯形槽钢架(54)、槽钢架固定脚板(55)、槽钢架防滑槽(56)、定型化塞紧楔架(57)、槽钢架防滑板(58)、槽钢架锚筋(59)和槽钢架横向连扳(80)组成，所述梯形槽钢架(54)横向通过槽钢架横向连扳(80)连接为一单元，所述梯形槽钢架(54)内部间隔布设槽钢架固定脚板(55)，并用槽钢架锚筋(59)进行锚固；所述台车架运输结构主要包括轮系(61)、台车架(62)、带弧槽支撑板(63)和轨道平台钢板(64)，所述轮系(61)固定于轨道平台钢板(64)上，所述带弧槽支撑板(63)位于轨道平台钢板(64)顶部；所述门型吊装架(65)主要包括门架顶梁底座(73)、顶梁固定筋板(74)、门架顶梁(75)、门架固定底板(76)、底座固定螺栓(77)、吊梁(78)、滚轮吊耳(79)和槽钢架横向连扳(80)，所述门型吊装架(65)顶部设有用于固定门架顶梁(75)的门架顶梁底座(73)，门型吊装架(65)底部设有用于锚固于岩体(2)上的门架固定底板(76)，所述底座固定螺栓(77)用于固定门架顶梁底座(73)。

6.一种如权利要求1所述的跨岩段管道安装结构的安装方法，其特征在于包括以下步骤：

1)镇墩浇筑施工：跨越巨岩段镇墩基础(4)，由于位于整体砂岩上，用破碎开挖，先浇筑首期浇筑镇墩(5)，然后安装后置插入式搁置框板(9)，安装定型化铰接围合模板(11)，管道(1)穿过钢板止推环(3)后进行后浇包管混凝土(13)浇筑；

2)加强型锚固体系施工：分别在跨巨岩一侧以及中部附近浇筑布置卷扬机支架(26)地锚和转向滑车支架(27)的地锚，地锚抗拔强度应满足卷扬机(17)承受荷载的要求，先在岩体(2)上开挖岩体锚杆孔(19)和底部扩孔(20)，然后搭设定型化孔口张拉支架(24)，然后安装加强型锚杆(21)，并浇筑砂浆(22)；

3)卷扬机和转向滑车安装：将卷扬机支架(26)地锚和转向滑车支架(27)固定在整体式锚固板(25)上，然后将卷扬机(17)和转向滑车(18)分别安装在卷扬机支架(26)地锚和转向滑车支架(27)上，并用螺栓固定；

4)定型化角钢支架安装施工：在跨巨岩段之间每隔一定距离打一组支架固定锚筋(30)，每组锚筋由多根螺纹钢组成，埋入岩石一定距离，露出地面一定长度，并对每根进行灌浆，安装定型化角钢支架(28)，并用支架地脚板(32)固定，定型化角钢支架(28)必须与支架地脚板(32)、支架固定锚筋(30)进行纵向和横向地可靠加固，并设有嵌入式加强型防滑板36的防滑措施；

5)轨道安装加固施工：在定型化角钢支架(28)上安装管道(1)运输轨道，管道(1)的轨道采用轻轨(31)，轨道的安装高程约低于管道(1)的安装高程；

6)管道运输安装：先从跨岩段端部镇墩处的钢管进行安装定位，在跨巨岩段安装运输轨道上进行管道(1)运输，在施工道路处用汽车吊进行管道(1)的进管，利用卷扬机(17)将运输轨道上的管道(1)拉到安装位置，在转弯处采用转向滑车(18)进行牵引运输；

7)定型化管道支撑架施工：在管道(1)凑合节处两侧的岩体(2)上安装定型化管道支撑架(37)，并用锚筋进行锚固；

8)管道拼接悬支施工平台安装施工：在定型化管道支撑架(37)的顶部安装支撑架顶梁(38)和平台板(39)，在平台板(39)上安装悬支施工平台(45)；

9)调整凑合节管道标高：跨岩段管道(1)在岩体(2)上拼接时，如果定型化管道支撑架(37)不够时，可利用带套接槽弧形垫板(42)插入带凹槽支撑板(41)进行调节，当管道(1)处标高还不够时，可通过侧面滑入带连接板弧形垫板(43)进行调节，带连接板弧形垫板(43)通过连接板和带套接槽弧形垫板(42)实现固定；

10)凑合节管道拼接施工：凑合节管道(1)对称拼接施工，现场实际量取所需凑合节的长度，切除管节多余的部分，并按要求开设坡口，调整凑合节位置，合格后进行管口压缝和加固，检查合格后再交给焊接人员进行管口焊接，在拼接时，先用定型化套箍调整件(51)固定，再用纵向调整千斤顶(49)对顶再进行固定焊接；

11)埋管狭窄段管槽开挖：管槽(52)开挖时应尽量避免就动基础持力层的原状土，开挖后应及时敷设管道后回填，管槽(52)回填应从管道两侧同时对称进行，应确保管道不产生位移，管槽(52)回填土应采用碎石类土，回填时沟槽内应积水和杂物，不得带水回填；

12)埋管狭窄段梯形槽钢架铺设施工：管道(1)的管槽(52)及垫层检查验收合格后，在挖好的管道(1)的管槽(52)内铺上梯形槽钢架(54)，并用槽钢架固定脚板(55)和槽钢架防滑板(58)进行固定；

13)埋管狭窄段台车架运输结构安装：在梯形槽钢架(54)上铺设轻轨固定钢板(81)，再在轻轨固定钢板(81)上铺设的台车架轻轨(60)并焊接固定，在台车架轻轨(60)再安装台车架(62)；

14)埋管狭窄段移动式卷扬机安装施工：在梯形槽钢架(54)安装移动式卷扬机(66)，用于牵引管道(1)运输；

15)埋管狭窄段转弯处门型吊装架安装施工：在埋管狭窄段转弯处的岩体(2)上安装门型吊装架(65)，用于管道(1)转向运输；

16)埋管狭窄段管道安装施工：埋管狭窄段的管道(1)安装时，自下而上分段进行施工，先移动式卷扬机(66)拉着台车架(62)上的管道(1)，到达一定高度后，利用梯形槽钢架(54)的活动式管道限位板(68)进行限位，然后进行下一段的运输，再进行对接施工，在管道(1)接头处固定前，先使用设有顶紧千斤顶(69)进行对顶管道(1)的千斤顶顶托(70)，管道(1)对接后，利用管道对接定位套箍(71)和管道对接拉杆(72)进行固定。

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