一种管道压载施工方法
【专利摘要】本发明是一种油气管道压载施工方法，涉及管道系统【技术领域】。它是在油气管道敷设到管沟内后，使用一台挖掘机作为压载施工的主要设备，采用专用的锚杆安装装置与挖掘机相配合在管道左右两侧分别安装一根螺旋地锚锚杆，在管道两侧锚杆安装完成后，将管道固定带跨过钢管上表面并连接固定在锚杆端部，通过进一步旋入一侧或两侧的锚杆来收紧固定带，以管道两侧锚杆的锚固力作为管道的压载力；压载施工的基本工序为：施工准备、安装锚杆、安装固定带、安装牺牲阳极、检查与记录。本发明运输费用低，施工使用的设备少，施工安全并且提高了压载施工速度，降低了整体施工成本。
【专利说明】一种管道压载施工方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种油气管道压载施工方法，涉及管道系统【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在油气长输管道穿越水网沼泽及河流沟谷地区时，需要对管道进行压载，用以控制管道因地下水或泥浆而产生的浮力，否则会因为管道在运行期间承受浮力而拱起，导致管道产生较大的应力而影响安全平稳运行。
[0003]目前常见的管道压载施工方法是采用将混凝土压重块或平衡压袋在管道上部连续铺设的方法来进行压载。采用混凝土压重块压载方法时，需要现场制作混凝土压重块，周期长，并且因压重块自身体积大，单车单次的可运输量小，特别是在水网沼泽区域因为地耐力较低，运输设备通行困难，通常需要多次倒运才能将其安装在管道上部进行压载。平衡压袋压载施工方法与压重块施工方法相类似，不同的在现场将砂砾装入袋内，在运往施工现场在管道上部进行压载。
[0004]综合以上两种压载方法，都存在着运输车次多并且需要多次现场倒运，综合安装费用高等不足之处。
[0005]2007年中国石油天然气管道局申请了一种用于管道压载的实用新型专利“管道地锚”，专利号Z1200720104292.9。管道地锚(也称螺旋地锚)通过在多个管道工程的实践应用，取得了良好的使用效果，采用螺旋地锚进行管道压载时，因其体积小重量轻，现场运输成本大大降低；安装工序简单，使用的设备少，节约了大量施工费用。
【发明内容】
[0006]本发明是发明一种运输费用低、施工使用的设备少、施工安全并且提高压载施工速度、降低整体施工成本的管道压载施工方法。
[0007]本发明提供的管道压载施工方法的技术特征是:在油气管道敷设到管沟内后，使用一台挖掘机作为压载施工的主要设备，采用专用的锚杆安装装置与挖掘机相配合在管道左右两侧分别安装一根螺旋地锚锚杆，在管道两侧锚杆安装完成后，将管道固定带跨过钢管上表面并连接固定在锚杆端部，通过进一步旋入一侧或两侧的锚杆来收紧固定带，以管道两侧锚杆的锚固力作为管道的压载力。
[0008]为了防止金属锚杆的腐蚀，在两侧锚杆的顶部分别安装一块牺牲阳极进行锚杆保护。
[0009]压载施工的基本工序(见图1)为:施工准备、安装锚杆、安装固定带、安装牺牲阳极、检查与记录。
[0010]各个工序中包括的主要内容主要有:
[0011]施工准备:拆卸挖掘机I挖斗，将锚杆安装装置2安装在原挖斗安装位置；在管沟3内根据设计要求确定锚杆的安装点，如果管沟内积水超过管底200mm以上，则需要预先将积水排出；[0012]锚杆安装:在确定好安装位置后，在待压载钢管4左侧通过挖掘机I驱动锚杆安装装置2将管道左侧锚杆5旋入安装(见图2)，在锚杆端部离沟底250mm-300mm时，停止旋入安装；采用同样的方法在待压载钢管4右侧旋入管道右侧锚杆6 (见图3);根据控制浮力的要求，安装时可以采用延长杆来增加锚杆的安装深度；
[0013]安装固定带:将管道固定带7放在待压载钢管4上表面，将管道固定带7的钢质连接件9两端分别安装在管道两侧的管道左侧锚杆5和管道右侧锚杆6上端；通过进一步旋入管道左侧锚杆5和管道右侧锚杆6来收紧管道固定带7;所述管道固定带7的结构如图5和图6所示，是一段软带两端个连接一连接件9; [0014]安装牺牲阳极:在将管道固定带7收紧后，采用螺栓将牺牲阳极8安装在两侧的管道左侧锚杆5和管道右侧锚杆6顶端位置；
[0015]检查与记录:检查锚杆安装是否符合要求，检查管道固定带7和牺牲阳极8安装是否牢固；填写安装记录数据表。
[0016]管道压载完成后的整体如图4所示，管道固定带7跨过管道固定在已旋入地下的管道左侧锚杆5和管道右侧锚杆6的上端，并将管道固定带7收紧定位，在管道左侧锚杆5和管道右侧锚杆6的上端安装牺牲阳极8。
[0017]本发明只使用了一台挖掘机，节省了设备使用投资并降低了能耗；因锚杆等单件重量轻，体积小，不要专门大型车辆进行运输，在施工现场免除了多次倒运的费用成本。施工时人员投入少，需要4-5人即可完成压载施工，人工费用低。该压载方法不但适用于江南水网区域，也适用于其他软土层地质的管道压载施工，具有良好的推广应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1管道压载施工工艺流程图
[0019]图2管道左侧锚杆安装示意图
[0020]图3管道右侧锚杆安装示意图
[0021]图4管道压载完成后的整体示意图
[0022]图5管道固定带的俯视结构示意图
[0023]图6管道固定带的正视结构示意图
[0024]图中I一挖掘机2—锚杆安装装置
[0025]3—管沟4 一待压载钢管
[0026]5—管道左侧锚杆 6—管道右侧锚杆
[0027]7—管道固定带8—牺牲阳极
[0028]9 一连接件
【具体实施方式】
[0029]实施例.结合附图说一个管道压载施工工艺实施例。
[0030]根据附图1所示，本例的基本工序是:施工准备、锚杆安装、管道固定带安装、牺牲阳极安装、检查并记录。
[0031]各工序的简要技术内容分别是:
[0032]施工准备:拆卸挖掘机I挖斗，将锚杆安装装置2安装在原挖斗安装位置；在管沟3内根据设计要求确定锚杆的安装点，如果管沟内积水超过管底200mm以上，则需要预先将积水排出；
[0033]锚杆安装:在确定好安装位置后，在待压载钢管4左侧通过挖掘机I驱动锚杆安装装置2将管道左侧锚杆5旋入安装(见图2)，在锚杆端部离沟底250mm-300mm时，停止旋入安装；采用同样的方法在待压载钢管4右侧旋入管道右侧锚杆6 (见图3);根据控制浮力的要求，安装时可以采用延长杆来增加锚杆的安装深度；
[0034]安装固定带:将管道固定带7放在待压载钢管4上表面，将管道固定带7的钢质连接件9两端分别安装在管道两侧的管道左侧锚杆5和管道右侧锚杆6上端；通过进一步旋入管道左侧锚杆5和管道右侧锚杆6来收紧管道固定带7;所述管道固定带7的结构如图5和图6所示，是一段软带两端个连接一连接件9;
[0035]安装牺牲阳极:在将管道固定带7收紧后，采用螺栓将牺牲阳极8安装在两侧的管道左侧锚杆5和管道右侧锚杆6顶端位置；
[0036]检查与记录:检查锚杆安装是否符合要求，检查管道固定带7和牺牲阳极8安装是否牢固；填写安装记录数据表。
[0037]由图2所示，在管沟3成型并将待压载钢管4放置到管沟3内后，要求进行200kN的管道压载，首先根据图纸设计要求确定螺旋地锚的安装位置并作标识，同时检查管沟3内是否有积水，如果积水深度大于200_时，采用降水措施使得安装位置处的积水深度小于200_。将挖掘机I与锚杆安装装置2装配连接，并进行锚杆安装装置2的空载运转检查，如无异常可实施压载施工。在待压载管道4左侧将带有螺旋盘直径为350_，方形截面为45mmX45mm的管道左侧锚杆5通过锚杆安装装置2旋入地层内，在旋入过程中挖掘机I随着管道左侧锚杆5旋入的同时轻轻向下压，便于锚杆的快速进入土层内部。在管道左侧锚杆5旋入时，挖掘机I的液压油工作压力在达到5Mpa-6Mpa时停止旋入锚杆，并将锚杆端部预留300mm不旋入土壤，此时管道左侧锚杆的锚固力达到120kN_130kN。在锚杆旋入时如果挖掘机I的液压油工作压力没有达到5Mpa-6Mpa时，可以通过增加锚杆的长度继续安装直到液压油工作压力达到5Mpa-6Mpa为止。
[0038]由图3所示，在管道左侧锚杆5安装完成后，在待压载管道4右侧将带有螺旋盘直径为350mm,方形截面为45mm X 45mm的管道右侧锚杆6通过锚杆安装装置2旋入地层内，安装过程和管道左侧锚杆5的安装过程相同。
[0039]由图4所不,在管道左侧锚杆5和管道右侧锚杆6安装完成后,将长度为2800mm、宽带为180_两端装有连接件9的管道固定带7 —端套入管道左侧锚杆5的端部并进行固定，另一端跨过待压载管道2上表面套入管道右侧锚杆6的端部并进行固定。采用锚杆安装装置2将管道左侧锚杆5和管道右侧锚杆6分别继续缓慢旋入，逐步收紧管道固定带7，使其压紧管道。随后将2块重量为IOkg的锌合金牺牲阳极8分别用螺栓安装在管道左侧锚杆5和管道右侧锚杆6的上端。
[0040]在牺牲阳极8安装后，需要对锚杆的安装位置进行复核，并检查管道固定带7的安装是否符合要求。并将安装过程中液压油的工作压力、锚杆的安装深度、牺牲阳极的重量、在管道沿线的安装位置等技术数据填入数据表内，本例的压载施工结束。
[0041]本例在该压载施工方法在西气东输角直-宝钢天然气管道工程施工中进行了试验，完全满足设计要求，取得了良好的应用效果，该压载方法不但适用于江南水网区域，也 适用于其他软土层地质的管道压载施工，具有良好的推广应用前景。
【权利要求】
1.一种管道压载施工方法，其特征是在油气管道敷设到管沟内后，使用一台挖掘机作为压载施工的主要设备，采用专用的锚杆安装装置与挖掘机相配合在管道左右两侧分别安装一根螺旋地锚锚杆，在管道两侧锚杆安装完成后，将管道固定带跨过钢管上表面并连接固定在锚杆端部，通过进一步旋入一侧或两侧的锚杆来收紧固定带，以管道两侧锚杆的锚固力作为管道的压载力；压载施工的基本工序为:施工准备、安装锚杆、安装固定带、安装牺牲阳极、检查与记录。
2.根据权利要求1所述的一种管道压载施工方法，其特征是在两侧锚杆的顶部分别安装一块锚杆保护的牺牲阳极(8 )。
3.根据权利要求1所述的一种管道压载施工方法，其特征是所述施工准备为:拆卸挖掘机(I)挖斗，将锚杆安装装置(2)安装在原挖斗安装位置；在管沟(3)内根据设计要求确定锚杆的安装点，如果管沟内积水超过管底200mm以上，则需要预先将积水排出。
4.根据权利要求1所述的一种管道压载施工方法，其特征是所述锚杆安装为:在确定好安装位置后，在待压载钢管(4 )左侧通过挖掘机(I)驱动锚杆安装装置(2 )将管道左侧锚杆(5)旋入安装，在锚杆端部离沟底250mm-300mm时，停止旋入安装；采用同样的方法在待压载钢管(4)右侧旋入管道右侧锚杆(6);根据控制浮力的要求，安装时采用延长杆来增加锚杆的安装深度。
5.根据权利要求1所述的一种管道压载施工方法，其特征是所述安装固定带为:将管道固定带(7)放在待压载钢管(4)上表面，将管道固定带(7)的钢质连接件(9)两端分别安装在管道两侧的管道左侧锚杆(5)和管道右侧锚杆(6)上端；通过进一步旋入管道左侧锚杆(5)和管道右侧锚杆(6)来收紧管道固定带(7);所述管道固定带(7)是一段软带两端各连接一连接件(9)。
6.根据权利要求1所述的一种管道压载施工方法，其特征是所述安装牺牲阳极为:在将管道固定带(7)收紧后，采用螺栓将牺牲阳极(8)安装在两侧的管道左侧锚杆(5)和管道右侧锚杆(6)顶端位置。
7.根据权利要求1所述的一种管道压载施工方法，其特征是所述检查与记录为:检查锚杆安装是否符合要求，检查管道固定带(7)和牺牲阳极(8)安装是否牢固；填写安装记录数据表。
【文档编号】F16L1/16GK103542173SQ201210241252
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月12日 优先权日:2012年7月12日
【发明者】张英奎, 丁英利, 张建文, 苑如其, 杨春生, 王礼来, 张维利, 谭瑞成 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气管道局, 中国石油天然气管道第二工程公司