论文部分内容阅读
【摘要】本文简述了应用弹性敷设原理，辅之以输送带并涂抹黄油，将钢管穿进弯曲套管的施工方法。
【关键词】弹性敷设；曲率半径；牵引；输送带；黄油
Into the curved steel casing construction method through
Zhang Feng,Ding Feng
(Jiangsu Petroleum Exploration Bureau, at the oilfield constructionJiangduJiangsu225261)
【Abstract】This paper describes the application of the principle laid flexibility, supported by conveyor belt and butter, will wear into the curved steel casing construction method.
【Key words】Flexibility in laying;Radius of curvature;Traction;Conveyor belt;Butter
1. 引言
由江苏油建承建的川气东送江苏省天然气配套管线一期工程五标段，地处江阴市郊区，主管线规格为813×15.9mm，材质为X65，设计压力6.3MPa，管道经过地区大部分为农田、河流、淤泥地段，有多处需要穿越公路、河流及淤泥段。
其中有一处顶管穿越段，采用砼套管规格外径1440mm，内径1200mm，单根长度2m，顶管段总长度100m，顶管穿越地段地质结构为淤泥，顶管施工单位在完成顶管后，由于淤泥的不稳定性，导致整个砼套管中心线发生弯曲位移，最大中心线偏移量达到400mm(见图1)，这就给后续的钢管穿套带来极大困难。
图1套管弯曲、输送带安装及黄油涂抹
2. 钢管穿进弯曲套管方案优化
针对现场套管中心线弯曲偏移这一问题，经过项目部工程技术人员分析、研究，提出解决这一难题的三种方案：方案1：顶进的砼套管全部返工，另选顶管地点，重新进行顶管施工，这将严重影响工程整体进度以及增加工程施工费用。同时由于淤泥的不稳定性，有可能造成砼套管中心线再次发生弯曲偏移。
方案2：强力牵引钢管穿进套管，将严重损坏钢管绝缘支架和防腐层。
方案3：去除绝缘支架，采用橡胶板绝缘方式。辅之以输送带并涂抹黄油等有效措施，既穿进钢管又起到绝缘作用，同时又保护了钢管防腐层。
经过反复论证，决定采用第三方案。
3. 钢管穿进弯曲套管可行性分析
依据相关理论，弹性敷设曲率半径不得小于钢管外直径的100O倍。垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管子在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径，其曲率半径应按下式计算：
R≥36003(1-cosα2)α4D2
式中 R——管道弹性弯曲曲率半径(m)；
D——钢管的外径(cm)；
α——管道的转角(°)。
根据上述公式，计算得813×15.9mm钢管允许达到的弹性弯曲角度为7.1°。
根据三角函数推算，钢管长度100m，其中心线弹性弯曲允许达到的最大偏移量为1600mm，钢管允许偏移量大于砼套管中心线最大偏移量，在钢管上施加一定的外力，可以使钢管穿进套管，满足规范要求。
4. 钢管穿进弯曲套管施工技术措施及实施
4.1经过设计和监理的同意，原采用的绝缘支架改为钢管全长外圈包扎10mm橡胶板（见图2），保证绝缘性能不变。
图2钢管穿套现场
4.2在预制管道穿进套管端焊接牵引头，并固定钢丝绳，将钢丝绳穿过砼套管与牵引机械连接。
4.3穿越管段预制完成后，开挖发送管沟，管沟断面尺寸与一般线路管沟相同。
4.4在砼套管内壁下部安装输送带。在钢管穿进端将输送带可靠固定，以免钢管穿进时输送带滑动。在输送带上涂抹黄油，减少钢管与输送带的摩擦，保护管道绝缘层和防腐层（见图1）。
4.5将预制管段吊至管沟，并将其前端送入砼套管內。
4.6一台挖机吊起管线后端，启动牵引机械拖拽钢丝绳，带动预制管段进入砼套管（见图2），到达规定位置，停止牵引。
4.7割除牵引头，割除露出砼套管以外的输送带。
4.8按规定要求进行管道连头，管沟回填，地貌恢复。
5. 结束语
经过项目部全体人员的共同努力，顺利完成钢管穿进弯曲套管的施工任务，从而为今后处理类似情况积累了经验。
弹性敷设理论，是在重力作用下发生钢管自行弯曲的基础理论，其作用力是在垂直方向。本文所述及的方法其作用力是在水平方向，这个水平方向的作用力来自套管内壁，使钢管发生弹性弯曲而得以穿套成功。
［文章编号］1619-2737（2012）08-24-206
［作者简介］ 张 峰（1984- ），男，籍贯：江苏海安人，职称：助理工程师，2008年毕业于中国石油大学（华东）油气储运专业，现从事石油工程施工技术管理工作。
【关键词】弹性敷设；曲率半径；牵引；输送带；黄油
Into the curved steel casing construction method through
Zhang Feng,Ding Feng
(Jiangsu Petroleum Exploration Bureau, at the oilfield constructionJiangduJiangsu225261)
【Abstract】This paper describes the application of the principle laid flexibility, supported by conveyor belt and butter, will wear into the curved steel casing construction method.
【Key words】Flexibility in laying;Radius of curvature;Traction;Conveyor belt;Butter
1. 引言
由江苏油建承建的川气东送江苏省天然气配套管线一期工程五标段，地处江阴市郊区，主管线规格为813×15.9mm，材质为X65，设计压力6.3MPa，管道经过地区大部分为农田、河流、淤泥地段，有多处需要穿越公路、河流及淤泥段。
其中有一处顶管穿越段，采用砼套管规格外径1440mm，内径1200mm，单根长度2m，顶管段总长度100m，顶管穿越地段地质结构为淤泥，顶管施工单位在完成顶管后，由于淤泥的不稳定性，导致整个砼套管中心线发生弯曲位移，最大中心线偏移量达到400mm(见图1)，这就给后续的钢管穿套带来极大困难。
图1套管弯曲、输送带安装及黄油涂抹
2. 钢管穿进弯曲套管方案优化
针对现场套管中心线弯曲偏移这一问题，经过项目部工程技术人员分析、研究，提出解决这一难题的三种方案：方案1：顶进的砼套管全部返工，另选顶管地点，重新进行顶管施工，这将严重影响工程整体进度以及增加工程施工费用。同时由于淤泥的不稳定性，有可能造成砼套管中心线再次发生弯曲偏移。
方案2：强力牵引钢管穿进套管，将严重损坏钢管绝缘支架和防腐层。
方案3：去除绝缘支架，采用橡胶板绝缘方式。辅之以输送带并涂抹黄油等有效措施，既穿进钢管又起到绝缘作用，同时又保护了钢管防腐层。
经过反复论证，决定采用第三方案。
3. 钢管穿进弯曲套管可行性分析
依据相关理论，弹性敷设曲率半径不得小于钢管外直径的100O倍。垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管子在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径，其曲率半径应按下式计算：
R≥36003(1-cosα2)α4D2
式中 R——管道弹性弯曲曲率半径(m)；
D——钢管的外径(cm)；
α——管道的转角(°)。
根据上述公式，计算得813×15.9mm钢管允许达到的弹性弯曲角度为7.1°。
根据三角函数推算，钢管长度100m，其中心线弹性弯曲允许达到的最大偏移量为1600mm，钢管允许偏移量大于砼套管中心线最大偏移量，在钢管上施加一定的外力，可以使钢管穿进套管，满足规范要求。
4. 钢管穿进弯曲套管施工技术措施及实施
4.1经过设计和监理的同意，原采用的绝缘支架改为钢管全长外圈包扎10mm橡胶板（见图2），保证绝缘性能不变。
图2钢管穿套现场
4.2在预制管道穿进套管端焊接牵引头，并固定钢丝绳，将钢丝绳穿过砼套管与牵引机械连接。
4.3穿越管段预制完成后，开挖发送管沟，管沟断面尺寸与一般线路管沟相同。
4.4在砼套管内壁下部安装输送带。在钢管穿进端将输送带可靠固定，以免钢管穿进时输送带滑动。在输送带上涂抹黄油，减少钢管与输送带的摩擦，保护管道绝缘层和防腐层（见图1）。
4.5将预制管段吊至管沟，并将其前端送入砼套管內。
4.6一台挖机吊起管线后端，启动牵引机械拖拽钢丝绳，带动预制管段进入砼套管（见图2），到达规定位置，停止牵引。
4.7割除牵引头，割除露出砼套管以外的输送带。
4.8按规定要求进行管道连头，管沟回填，地貌恢复。
5. 结束语
经过项目部全体人员的共同努力，顺利完成钢管穿进弯曲套管的施工任务，从而为今后处理类似情况积累了经验。
弹性敷设理论，是在重力作用下发生钢管自行弯曲的基础理论，其作用力是在垂直方向。本文所述及的方法其作用力是在水平方向，这个水平方向的作用力来自套管内壁，使钢管发生弹性弯曲而得以穿套成功。
［文章编号］1619-2737（2012）08-24-206
［作者简介］ 张 峰（1984- ），男，籍贯：江苏海安人，职称：助理工程师，2008年毕业于中国石油大学（华东）油气储运专业，现从事石油工程施工技术管理工作。