大型设备吊装区域地下管道保护方法

关启军，冯庆辉，任旭鹏，刘树君

中国石油天然气第七建设有限公司，山东青岛 266300

大型设备吊装区域地下管道保护方法

关启军，冯庆辉，任旭鹏，刘树君

中国石油天然气第七建设有限公司，山东青岛 266300

大型设备的吊装作业是石油化工装置建设中的关键环节，吊车作业区域经常会遇到地下埋设有正在使用的地下管道等复杂情况。如何采取合理有效的地下管道保护措施，对于提高吊装作业的安全性、降低工程成本都具有重要的现实意义。介绍了一种采用类似涵洞的技术对地下管道起到保护作用。经过工程实例验证，此种保护措施使吊装作业的安全性与质量得到保证，取得了良好的地下管道保护效果。该方法可以广泛应用于埋有地下管道的吊装施工作业场地。

大型设备；吊装；管道；保护

随着石油化工装置改扩建项目越来越多，大型设备吊装过程中遇到吊车作业区域埋有正在使用的地下管道等复杂情况也时有发生。如何采取有效、合理的保护措施，对于提高吊装作业安全，降低工程成本具有重要的现实意义[1]。

由中国石油天然气第七建设有限公司承接的乌鲁木齐石化（简称乌石化）180万t/a柴油加氢改质装置工程，有两台（每台质量460 t）加氢反应器需要吊装。在吊装区域埋有4条乌石化炼油厂正在运行的管道。针对现场的实际情况，本次采用了一种类似涵洞的技术，起到了对管道的保护作用，有效地保证了吊装施工的安全。

1 工程概况

乌石化180万t/a柴油加氢改质装置工程有两台加氢反应器，每台质量460 t，直径3.6 m，高31 m，拟采用750 t履带吊吊装。在吊车拟站位区域的地下埋有4条循环水管道（见图1），均为螺旋焊缝钢管，材质为Q235，其中2条的外径为1 026 mm、壁厚13 mm（图1中蓝色管道），另两条的外径为820 mm、壁厚10 mm（图1中绿色管道）。这4条管道均为乌石化炼油厂正在运行的主管道，平均埋深1.2 m，其中3条埋设比较集中，东西方向间距分别为1 371 mm与1 200 mm。

图1 吊车拆组车场地及管道方位示意

在吊装过程中，如何有效地对埋地管道进行保护，且不影响其他装置的安全生产，同时保证吊装施工的安全，成为本次吊装施工中的重点与难点。

2 工艺原理

在加氢反应器吊装过程中，根据现场的实际情况，本次施工采用类似涵洞的技术，由现场制作的桩来承受吊车施加于地面的正压力，从而保证位于桩间的埋地管道在吊车进行吊装作业过程中不受影响，进而完成吊装过程中对埋地管道的保护。

3 施工工艺

按照吊车吊装过程中对地面施加的最大载荷进行计算，吊车吊装时对地面的正压力为0.46 MPa，而铺设专用路基箱，并全部采用横向铺设后，对地面的正压力减少为0.14 MPa。根据管道参数及现场的实际情况，为了避免埋地管道受压损坏采用如下方法：先将每根埋地管道两侧的回填土清除，然后回填戈壁土；制作长方体桩，每根桩的尺寸为长5m、宽0.8 m、高1.2 m，在吊装车每侧履带位置下设4个桩，因而共制作8个桩；在桩上部铺设路基箱，埋地管道区域每块路基箱跨两个桩，保证主要由桩受力，这样路基箱和桩之间就构成了一个类似涵洞的结构，将原来直接作用于管道上的正压力由桩承受，并均匀地传给周围的地基，从而起到对埋地管道的保护作用，施工方案示意见图2。该方案的重点在于在吊装过程中保证桩不会下沉。

图2 施工方案示意

桩由碎石以及混凝土浇筑料组成，具体制作方法为：先铺设碎石300 mm厚，然后浇筑细石混凝土灌缝，接着再铺设碎石300 mm厚，再浇筑细石混凝土灌缝，重复此工序，直到与地表面平齐，施工过程见图3～5。

图3 埋地管道两侧桩区域开挖

图4 回填碎石

图5 浇灌混凝土并找平

为保证施工的安全性，采用两种方法计算了管道的挤压应力，一是根据材料力学以及建筑地基处理技术规范中的相关计算公式[2]，计算得出埋地管道满足抗挤压的强度要求；二是采用三维软件Solidworks进行受力分析，分析结果如图6所示。

图6 应力分析情况/MPa

经过这两种方法的校核，确保了管道在反应器吊装的过程中不受到损坏，从而保证了施工的安全可靠。

4 结束语

石油化工装置改扩建工程中经常会遇到吊车作业区域地下管道多、埋深浅等复杂情况，采取合理的保护措施，对于吊装作业的安全具有重要的现实意义。

实践证明，采用此种类似于涵洞的技术，可以很好地保证吊装作业的安全与质量，该方法可以广泛应用于吊装施工作业场地含有地下管道的区域，实现对埋地管道的保护。

[1]关则新，李玉磊，王永毅，等.大型设备吊装技术[M].北京：石油工业出版社，2012：436-439.

[2]JGJ 79—2012，建筑地基处理技术规范[S].

Protection method of underground pipeline in operation area for large equipment hoisting

GUAN Qijun，FENG Qinghui，REN Xupeng，LIU Shujun
China Petroleum Seventh Construction Company，Qingdao 266300，China

Hoisting operation is the key link in the construction of petrochemical equipment.The complex situation is often encountered in the operation area for large equipment hoisting where underground pipeline serves other equipment.How to adopt reasonable and effective underground pipeline protection measures is significant to improve safety of hoisting operation and reduce engineering cost.This article describes a technique using a culvert like to protect the underground pipeline.After the verification by a practical project，such protection measure is proved to be able to ensure safety and quality of hoisting operation.It achieves good results and can be widely applied in similar hoisting projects.Keywords：large equipment；hoisting；pipeline；protection

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.05.022

关启军（1987-），男，山东青岛人，工程师，2010年毕业于辽宁石油化工大学机械设计制造及其自动化专业，现从事石油炼化、化工设备的吊装方案编制工作。Email：648626470@qq.com

2017-05-27