狭小空间大型管道起吊安装技术研究

狭小空间大型管道起吊安装技术研究

仵宗录1孙耀辉2

中核陕西铀浓缩有限公司陕西汉中723312

摘要：在国家某重点扩建工程辅助水系统厂房管道施工安装时，4.6m标高处离厂房屋顶面约500mm；标高4.6m与3.5m两层管道间距离约455mm，空间狭小，管道外径Ф660×10，每根长24m的管道重约4t，无法使用起吊设备吊装施工。为解决此难题，本文对狭小空间较大型管道起吊、安装的技术难题进行了研究，提出了解决问题的方法和措施，并设计制作了与现场实际情况适用的吊装工装，同时将该方法应用于实际施工之中，顺利完成了辅助厂房的管道、设备、阀门安装施工任务，并大大地提高了效率，保证了施工质量，降低了安全风险。本研究结果，为狭小空间和在不能使用起吊设备的区域进行吊装施工作业，探索了一条行之有效的方法和思路。

关键词：狭小空间；大型管道；起吊；安装

1.引言

辅助水系统厂房是国家某重点扩建工程的重要组成部分，其管道及设备施工安装质量对确保主工艺系统长期安全经济运行有着非常重要的意义。该项工程中，2条Ф660×10冷冻水供水总管及2条Ф630×8冷冻机进水总管位于4.6m标高处，2条Ф660×10冷冻水回水总管及2条Ф630×8冷冻机回水总管在3.5m标高处。水辅助厂房内各类管道共1320m，阀门9类共98台，设备共9台Ф660及Ф630管道共8根，管道位置距屋顶较近，且管道重量较重，每根管道总长约72m，由于该项工程要求时间较紧且厂房屋顶已完全封闭，现场无法使用起吊设备，不能采用传统的吊装方式。必须采用新的吊装方法进行管道的吊装工作，做到从技术、质量、安全和生产进度上万无一失，以确保工程的节点和主工艺系统的运行。

2.管道安装施工的难点

1）标高4.6m处的Ф660×10管道安装后，管道外壁与房顶相距约500mm，在如此狭小的空间内，对Ф660×10管道起吊、组对、焊接坡口打磨、管口焊接及清理都非常困难。

2）标高4.6m和标高3.5m两层管道间的理论距离仅仅为455mm，也存在上述的困难，人工施展不开。

3）厂房已完成了封顶，所以不能使用较大型的起吊设备。

4）如果安装完管道支架后钢管一根一根在高空组对、焊接，效率非常低，且组对、焊接的质量不易保证。同时，支管位置与设备进、出水口管的放线非常困难，且误差比较大。

5）所有的施工几乎都是高空作业，加大了安全风险，容易造成安全事故。

3.对狭小空间管道安装的设想、思路及措施

由于存在以上5个方面的问题和困难，因此必须从技术方法上采取有效措施进行解决。

1）尽量将工作面降到地面，便于施工和各种操作，同时，也降低了安全风险，大型钢管在地面也较容易转运和移动。

2）在无法使用大型起吊设备的情况下，制作专门的起吊工装，再配合电动倒链起吊。

3）由于在高空管道组对、焊接困难，在地面组焊成24m长的管道，同时，从设备上引出进、回水管线到干管上，确定支管位置，气割管口，焊接支管。

4）可能条件下，采用单层4根管道整体吊装一次吊装到位。

4.吊装工装的设计制作

要实现在地面组对，单层整体吊装，必须有安全可靠的起吊工装来保证。

4.1吊装立柱的设计制作

吊装立柱见图1，共6件，它固定在混凝土立柱上固定倒链用。

图1

4.2吊装托架的设计制作

每根24m的钢管约4t重，4根钢管大约重16t，加上管道梁和吊装工装重共约20t。根据以往的经验和管道梁的尺寸，设计制作了吊装托架，为了防止起吊时挠曲过大，每12m设1个托架，共3件。见图2。

图2

4.3抱箍的设计制作

吊装立柱在吊装时必须与混凝土柱子固定在一起，因此，设计加工了12件抱箍，见图4中的抱箍。

4.4起吊的电动控制

委托电器人员设计控制电路，6个电动倒链必须同时升起，同时降落，同时停止，步骤必须一致。

4.5吊装工装的试重

为了保证起吊的顺利进行和安全性，必须保证吊装工装的可靠性，在每个吊点采用试重块进行试重，不出现目测明显挠曲为好。

5.管道安装施工的主要步骤和方法

在施工中，由于轴线间管道的标高距离顶部过近，导致安装空间过于狭小，若安装完支架后再铺设干管，则安装难度较大，并且其上的Ф426×6支管重量较大，安装较为困难。所以，轴线间的管道采用单层整体吊装的方式（先吊装标高为4.6米的管道，再吊装标高为3.5米的管道），如图3，并且在干管上点焊安装支管。原图中支管为垂直安装，为了降低干管铺设时的高度，需将支管沿管轴线旋转90°，以使支管垂直部分水平放置，如图3中支管。

图3

5.1轴线间干管安装

5.1.1放线：

5.1.1.1在设备基础上放出设备中心线及进、出口线；

5.1.1.2在各预埋件上标记管道支架编号；

5.1.2管道支架安装：

5.1.2.1再次核对管道支架编号；

5.1.2.2按5.1.1中所放线和编号焊接管道支架。

5.1.3安装吊装工装：在立柱上安装吊装立柱及摆放吊装托梁，如图4所示

图4

5.1.4吊装立柱试重：在每个吊点采用试重块进行试重；

5.1.5在地面上拼装轴线间管道：

5.1.5.1自南到北铺设轴线间干管，确定干管南侧管端位置。

5.1.5.2按5.1.1步骤中在设备基础上所放出的设备中心线及进、出口线延伸至干管上，并且放出支管位置线。

5.1.5.3在干管上气割支管开孔。

5.1.5.4按所放线，将管道梁放在相应位置。

5.1.5.5吊装、拼装支管，如图3。

5.1.5.6先按12米为一个吊装单元进行铺设，再按24米为一个吊装单元进行吊装。

5.1.6安装临时牛腿：以管道梁（见图5）翼缘下沿标高为基准，安装临时牛腿，以便于吊装单元标高的定位及在高空位置的摆放。如图6中临时牛腿。

图5

5.1.7吊装：采用电动倒链水平提升吊装单元，待管道梁翼缘下沿超过临时牛腿上表面时，再采用手动倒链水平侧拉吊装单元，使管道梁落位于临时牛腿上，如图6。

图6

5.1.8调整干管及支管位置：

5.1.8.1按5.1.1步骤中放线所间接确定的支管位置线采用手动倒链调整管道轴向位置尺寸，以保证支管位置符合设备进、出口位置尺寸。

5.1.8.2采用倒链，将支管沿总管轴线旋转90°，并且固定。

5.2起吊时的要求

5.2.1为了保持起吊平稳，必须保证6个电动倒链同步升降。

5.2.2拼装轴线间管道时，按所放线将管道梁摆放在相应的位置，同时起吊，到标高后再焊接。

5.2.3为了保证安全，防止管道滚落，用管道梁、管箍固定好管道，管道和管道梁一次吊装到位。

5.3设备、阀门及其它管道安装

其它轴线管道安装，设备、阀门及干管与设备间的管段安装属于常规施工，在这里不再赘述。

6.效果

通过采取以上措施和方法解决了起吊安装难题，实现了管道的快速安装，大大提高了工效，缩短了工期，安装质量得到保证，圆满完成了水辅助厂房的管道安装任务，并一次通过了各方的验收，完全满足设计要求，达到了管道安装的国家技术标准和规范的要求。

7.结论

辅助厂房大型管道在狭小空间吊装、安装的成功经验，为相似或相近条件下起吊、安装设备、阀门及管道等做出了范例，也为不能使用大型起吊设备的区域安装施工探索出了方法和思路。

参考文献

[1]《工业金属管道工程施工规范》（GB50278-2010）

[2]《工艺水管道技术条件》（北区扩建艺技5）

[3]《起重机械安全技术》西安：陕西科学技术出版社1994年

[4]《起重指挥司索工》北京：中国劳动社会保障出版社2004年