长输管道跨越工程中施工难点与解决对策

史富娜

摘要：某管道工程地段地形复杂，气候多变，管道施工难度大。工程跨越点常年水深7-8m，设计采用跨越方式进行管道敷设。跨越工程采用钢桁架跨越形式，桁架为梯形截面空间桁架，上弦平面的宽度为3.5m，下弦平面的宽度为5.5m，截面高度为4.5m。针对施工现场出现的问题提出了解决方案并得以实施，确保了安装工程的顺利进行。

关键词：天然气管道；跨越工程；安装形式；施工方法

文章以某天然气管道跨越工程为例，介绍了该跨越管道的安装形式和施工方法，分析了管道安装中存在的问题，并针对性地提出了解决措施建议，以便为后续类似工程的设计及施工提供参考。

1工程概况

某天然气管道工程地段地形复杂，气候多变，管道施工难度大。工程跨越点常年水深7～8 m，设计采用跨越方式进行管道敷设。跨越工程采用钢桁架跨越形式，桁架为梯形截面空间桁架，上弦平面的宽度为3.5 m，下弦平面的宽度为5.5 m，截面高度为4.5 m。该钢桁架跨越共有四跨，两侧的边跨长度均为55.25 m，中间的两跨长度均为56 m，四跨总长度为222.5m。桁架采用

0345q-C级钢管焊接而成，天然气管道布置于桁架下弦平面中部上，管道管径为1016 mm，壁厚为22.9 m m，材质为X 80：跨越西岸、东岸均有固定墩，东岸设有补偿器，采用滚轮支座作为管道支撑。

2跨越管道安装形式及施工

2.1跨越管道安装形式

跨越管道通过滚轮支座安装在桥面上，滚轮支座间距为8 m，管道滚轮支座安装形式。管道安装过程中，滚轮支座起到支撑和输送管道的作用。跨越段管道局部由10mm厚橡胶板、10mm厚钢板（管卡）进行保护，通过管卡支撑在滚轮支座上方，每个管卡长1m，相邻两个管卡的水平中心线间距与相邻两个滚轮支座间距相同（8m）。管道安装就位后，在每个滚轮支座处抱箍一个U型保护钢带，防止管道从滚轮支座上横向跌落。滚轮支座底板安装在钢桁架下弦横梁之上。

跨越管道采用单侧补偿，即在东岸设置补偿器。补偿形式为在管道下桥至埋地段之间敷设两个热煨弯管，通过弯管实现温度补偿，弯管角度均为90°。补偿器安装完成后，要使管道平铺于地面上，即地面倾斜程度与管道相同。

2.2施工方法

根据交通运输和场地条件，跨越施工现场西岸有正在修建的二级县道，1#桥墩在路基坡脚下，作业空间狭窄。在跨越段西岸1#桥墩处设置长15m、宽10m的组装平台，进行管道组装焊接；在跨越段东岸安装一台16t的卷扬机，在卷扬机后方设置地埋式沙箱，沙箱尺寸为6m×2m×2m，通过沙箱锚固卷扬机。在每个滚轮支座处，采用H型钢焊接制作简易龙门架，防止在拖拽输送管道过程中，因管道产生滚动而脱离滚轮支座；自制一个管道拖拽大小头，并安装在第一根管道端部，通过卷扬机、钢丝绳和管道拖拽大小头实现管道在滚轮支座上的拖行，管道焊接完成一根，通过卷扬机拖拽，滚轮支座滚动，管道就向东岸拖行一根长度，然后再进行下一根管道的组对焊接，直至整条跨越管道焊接组装完成。待跨越段管道焊接完成后，将橡胶板及管卡安装到位，使所有管卡的水平中心与滚轮支座的距离均为1m，然后由卷扬机向东岸方向拖拽1m，使管卡水平中心正好处于滚轮支座的正上方。然后切除拖拽头，进行补偿器安装。

3跨越管道安装出现的问题

（1）滚轮支座滚动轴采用Q235C圆钢，直径为80mm，滚动轴中部与管道接触的部位包裹20mm厚的橡胶板，滚动轴两端直接支撑在20 mm厚的钢板支座横梁上的钢套管中。在管道拖拽过程中带动支座滚动轴转动，由于支座为钢材（滚动轴圆钢）与钢材（横梁钢套管）直接接触，导致拖拽拉力较大；管道安装长度越长，拖拽拉力越大；由于管道与滚轮支座滚动轴的摩擦，造成包裹滚动轴的胶皮损坏。由于滚轮支座支撑在两根横梁上，对滚轮支座与管卡接触部位的胶皮进行修复较为困难。

（2）安装管卡时，由于橡胶板和管卡钢板的总厚度为20mm，在拖拽管道时，需要通过拉力将已拖拽就位的20根管道再向上拖拽20mm，与水平方向拖拽相比，向上拖拽需增加很大的拉力；拉力过大，要保证卷扬机正好卷动1m的长度较为困难，在安装过程中，无法保证管卡水平中心正好在滚轮支座正上方，导致形成安装偏差。管道安装完成后，由于管道本身的温度收缩变化，使管卡位置偏差更加增大。

（3）在直线型滚轮支座表面上拖拽管道时，摩擦力可使管道滚动，易产生横向偏移。

（4）東岸单侧补偿器由两个900弯头和一个3m短节组成，加上跨越管道东岸一侧悬挑伸出的长8m的架空管段，补偿器管段的总质量约为20t。补偿器安装完成后，垂直的重力分别由桥面滚轮支座、300管沟底部、入地管道水平段管沟底部等三部分支撑；由于安装过程长，以及当地多雨的天气，管沟底面发生沉降，造成补偿器管段的垂直重力主要由滚轮支座和300管沟底部两部分支撑，使得支撑滚轮支座的钢桁架横梁因承受的荷载较大而产生变形。

4跨越解决对策

（1）建议滚轮支座两侧横梁支撑采用轴承式支撑，以减小载荷摩擦力，或采用摩擦系数较小，容易滚动的材质，降低拖曳拉力，以减小管道安装的难度。（2）将滚轮支座与管道管卡接触面由直线型改成圆弧状，滚动轴采用圆钢，外包中凹圆弧形树脂材料，使管道通过自身的重力，自然落在支座树脂材料圆弧中心，省去管卡安装步骤。（3）当架空管道伸出两岸桥墩时，在安装补偿器过程中注意安装顺序。建议根据现场的地形，精准下料，从下部弯头向桥面安装；在下部弯头及直管段的管底、管侧面堆叠好土工袋或管道简易支撑，依靠管沟底部及侧部使之固定；在进行上部弯头安装时，将架空段管道提高4-8mm，预留补偿器沉降余量；在固定墩施工过程中，保留管道支撑，避免补偿器管段的重力过分集中在边跨的滚轮支座上。（4）建议对跨越桥体两侧的横梁进行加强（例如可设置成为方形横梁，或者增大桁架钢管的壁厚），以利于悬挑管段安装。（5）在补偿器安装过程中对管段进行实时监测，直到沉降稳定为止。