一种石油管线的支护结构的制作方法

本发明涉及城市地下管廊基坑施工技术，特别涉及一种石油管线的支护结构。

背景技术：

某城市地下综合管廊工程施工时遇石油管道，人工清出后，确认石油管道外径720mm,埋深2米，管底标高191.450mm。开挖后石油管道斜置于管廊基坑预施工段上方(见图1)，顺管廊支护方向约有70米悬空，由于石油管道连接为承插口形式，绝对禁止基坑施工过程产生沉降，考虑到石油管道的保护和安全，需要对石油管道进行支护处理。

现有的一些类似的施工现场采用的支护处理方式为：在基坑中、石油管道的下方安装支护架，从石油管道的下端进行支护，该方法能够有效的解决由于基坑施工造成的石油管道沉降的问题，虽然能够保证施工段石油管道的安全，但是由于支护架要在管廊施工完毕，基坑完全回填后才能拆除，故而其跨度要求要大于管廊宽度，因而需要将基坑宽度加宽，增加了基坑的施工量，同时也增加了基坑挖掘以及管廊安装的施工难度，另外其拆卸难度也很大，见图3。

申请号为“201020649298.6”的专利文件公开了“一种地下管线悬吊保护装置”，该装置是在管线上方架设支架，采用悬吊的方式将管线吊起，采用了“占天不占地”的形式，可以在基坑外部架设支架，解决了在基坑内部架设支架增加施工难度的问题。但是，该装置只能适用于小跨度的普通管道的支护，不能用于悬空跨度过大、大型石油管道等此类大型、重要的管线支护的支护，原因有二：一是该装置采用的是柔性连接件(钢丝绳悬挂，橡胶板托底)的悬吊方式，无法控制石油管道的沉降，无法保证石油管道的安全。二是管道的所有重量都承压在两个与管道平行设置的型钢上，如果管道悬空跨度过大，型钢则会因为长度过长而产生挠度弯曲，最终会造成石油管道的沉降和泄露。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种石油管线的支护结构，该结构主要用于斜置于基坑上方、大跨度、大型石油管道的支护施工，保证在基坑挖掘、管廊安装的过程中大型石油管道不会因发生沉降而泄露，保证施工安全。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种石油管线的支护结构，包括独立柱、钢管、螺柱、钢板托架，所述独立柱两两相对设置在基坑的两侧，钢管架设在基坑两侧相对应的两个独立柱上，螺柱固定在钢管上与石油管道相对应的位置上，钢板托架托擎在石油管道的底部，通过螺母与螺柱连接。

所述钢管与基坑垂直。

所述基坑为垂直基坑，基坑两侧设置钢板桩护壁。

所述独立柱包括柱体、桩基础，所述桩基础为在地面以下1.5m-1.6m处现浇混凝土基础，所述柱体为在混凝土基础上浇筑的钢筋混凝土柱体，独立柱高于基坑两侧的钢板桩，在独立柱上埋设法兰预埋件。

所述独立柱沿基坑方向，每8-12m设置一对。

所述钢管按1/1000-3/1000起拱。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明在基坑外侧、石油管道的上端架设支护架，缩短了基坑的挖掘宽度，释放了管廊安装的施工空间，降低了基坑挖掘和管廊安装的施工难度。

2)本发明是在基坑两侧分段设置独立柱，在独立柱上安装横跨梁，该横跨梁垂直于基坑方向，其跨度最短，不易产生挠度弯曲；同时该横跨梁采用钢管结构，并事先起拱；这两项措施可以有效避免大型石油管道在基坑挖掘和管廊施工过程中发生沉降。

3)本发明在大型石油管道的支护点处，采用的是螺柱与钢板托架的刚性连接，虽然是从管道上方施力，但实际上起到的是“托擎”的作用，与在管道底部架设支护架作用基本相同，可以完全控制管道的沉降。

4)本发明可用于长跨度悬空石油管道的支护，管道悬空跨度可超过70米。

附图说明

图1是石油管道、管廊基坑和石油管道支护架的位置平面图；

图2是本发明石油管道的支护方法中管廊、基坑的横截面图；

图3是常规技术中从管道底部支护的结构示意图；

图4是钢管、活络头和独立柱的连接示意图。

图中：1-基坑；2-独立柱；3-钢管；4-钢板托架；5-石油管道；6-塞块；7-螺柱；8-混凝土基础；9-管廊；10-钢板桩；11-常规技术中的底部支护架；12-法兰；13-活络头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进一步说明：

如图1-图2所示，一种石油管线的支护结构，包括独立柱2、钢管3、螺柱7、钢板托架4，所述独立柱2两两相对设置在基坑1的两侧，钢管3架设在基坑1两侧相对应的两个独立柱2上，螺柱7固定在钢管3上与石油管道5相对应的位置上，钢板托架4托擎在石油管道5的底部，通过螺母与螺柱7连接。

所述钢管3与基坑1垂直。

所述基坑1为垂直基坑，基坑两侧设置钢板桩10护壁。

所述独立柱2包括柱体、桩基础，所述桩基础为在地面以下1.5m-1.6m处现浇混凝土基础8，所述柱体为在混凝土基础8上浇筑的钢筋混凝土柱体，独立柱2高于基坑两侧的钢板桩10，在独立柱2上埋设法兰预埋件。

所述独立柱2沿基坑方向，每8-12m设置一对。

所述钢管3做按1/1000-3/1000起拱。

本发明是在施工基坑1的外部架设支护架，从石油管道5的上方对石油管道5进行托擎支护，具体的施工方法如下：

1)埋设有石油管道5的基坑预施工段采用垂直基坑，基坑1两侧采用钢板桩10护壁。

基坑1用于城市地下管廊9的安装，深度为10m-12m，正常施工状态是采用斜坡基坑。斜坡基坑外侧土方不牢固，不可安装独立柱2，故而该施工段采用垂直基坑，加护拉森钢板桩10护壁。

2)在钢板桩10的外侧设置独立柱2，沿着基坑预施工段纵向，每8m-12m在基坑1两侧施工一对独立柱2，每一个独立柱2在地面以下1.5m-1.6m处现浇混凝土基础8，在混凝土基础8上浇注钢筋混凝土独立柱2，独立柱2高于钢板桩10，在独立柱2上埋设法兰预埋件。

独立柱2的安装位置在靠近石油管道5的承插口连接处，保证对石油管道5的托擎位置在石油管道5的承插口附近，保证相互承插的两段管道的同轴度不被破坏。

3)在基坑1两侧对应的独立柱2上架设钢管3，钢管3按1/1000-3/1000预先起拱。

钢管3采用φ800的钢管，起拱比例为：拱高/钢管长度。

见图4，钢管3与独立柱2之间通过活络头13连接，活络头13安装在预埋在独立柱2上端的法兰12上，钢管3通过法兰连接活络头13。活络头13可以随时调节长短，我们采用活络头13这种可调节伸缩的装置来抵消拉森钢板桩的水平位移。从而保证石油管线不发生沉降及产生挠度。

4)土方开挖，露出石油管道5后，在钢管3对应石油管道5的位置固定螺柱7，人工挖出作业面清出对应部位的管底，在该管底处插入钢板托架4，将钢板托架4与螺柱7连接，将螺柱7与钢板托架4进行预应力锁紧，对石油管道5进行托擎。

螺柱设置为4个，通过螺母与钢板托架4连接。

5)挖掘机下到-5.5m作业面，反方向开挖石油管道5下方土方，进行基坑1挖掘施工。

在石油管道5下方土方的挖掘过程中，注意观察石油管道5是否有沉降趋势，如果有，则先利用带斜面的塞块6将石油管道5与螺柱7和钢板托架4之间完全固定，然后对钢板托架4底部的4个螺母按顺序进行坚固调节，每调节一次旋拧半圈螺纹，同时对石油管道的同轴度进行观察。

6)回填基坑1时，对石油管道底部进行人工回填和压实，再拆卸钢板托架4，将钢板托架处填实，然后拆卸石油管道5上方的钢管3及基坑两侧的独立柱2。

本发明沿基坑的两侧按规定距离分段设置独立柱，在基坑的垂直方向架设施加了预应力的钢管梁，该方法设置的承重钢管梁其长度为最短长度，可以有效保证其最佳的承重强度，不会下弯造成石油管道沉降。解决了城市管廊施工过程中遇到的，大型长悬空段石油管线的支护难题，加大了安全保障，节约了施工成本，缩短工期。