综合管廊热力管道安装辅助装置的开发与应用

综合管廊热力管道安装辅助装置的开发与应用

马维舟

武汉誉城千里建工有限公司      湖北武汉     430051

1前言

地下管廊内安装架空热力管道时，由于管廊空间受限（高x宽约为3.8mx6.7m），仓室高度与宽度均较小，回转半径较小且存在其它构筑物影响，吊装葫芦、吊车等常规吊装机械无法使用，而叉车定位精度低，无法满足大口径管道（DN800以上）的起吊、定位和焊接需求，尤其当大口径热力管道呈上下立面布置于管廊仓室空间时，管道本身已占据较大管廊仓空间，且离侧壁、顶板均较近，导致没有空间架设吊梁和吊装葫芦。为此，下文通过结合现场实际探讨研发一种适用于管廊内管道安装的高精度可移动起重支架，以保证综合管廊内热力管道安装质量和进度。

2开发安装辅助装置的必要性

综合地下管廊安装工程相比于普通安装工程，区别在于工程所用材料设备必须从管廊固定位置的吊装口进入，吊装口尺寸大多在8m*1.8米左右，大型机械设备如吊车无法进入管廊辅助安装，仅小型机械可以吊装进出管廊。传统热力管道在地下管廊内安装时仅能使用叉车进行转运及抬举，叉车沿管道安装轴向方向行进尚可，但受限于管廊仓室宽度尺寸限制以及管廊内其它如排水等固有设施径向方向基本不可自由行驶。

在管道及设备对口进行焊接时，常用小型龙门架配合吊装葫芦、或使用三角架配合吊装葫芦、或直接使用汽车吊辅助组对。其中小型龙门架或三角架与吊装葫芦的组合辅助管道组对最经济实惠，虽对空间要求较低但也要求管道两侧及上部有足够的安装空间；而汽车吊辅助对效率最高，但对场地的要求必须足够大方能使用。

同时由于地下管廊吊装口的尺寸限制，进入管廊的管道主材定长不能使用常规的12米每根，而只能调整为每根6米定长的尺寸。热力管道设计根据管道运行状态下的受力分析设置了不同间距的永久支架，即每两个永久支架间有一道或两道甚至更多的焊缝。

管道组对焊接时若没有合适的辅助装置，需要花费大量时间调整焊口两侧的管道标高，以使对口达到焊接的规范技术要求，对工程的进度和成本控制造成不利影响。目前国内外在受限管廊空间内，针对大口径管道仅设计有永久性的固定、导向和滑动支架，并有相应设计规范给出了支架间距，因此在施工过程中必须考虑使用一种合适的管道组对辅助装置。通常管廊内设计的固定支架的间距大于单节管道长度，辅助装置是使用临时支架还是小型起重机具需要具体分析。

研究出管廊内架空大口径管道安装辅助装置，使其具有经济适用、安全可靠、形成标准化、便拆卸、可移动、可升降式的特点。能够辅助受限空间大管径管道的快速安全的吊装，定位和安装，并在地下管廊管道安装项目中推广应用势在必行。

通过临时支架的设计制作，解决管廊受限空间内大口径管道焊接缺少适用吊装，支撑设备的问题，确保管道安装的进度和质量。

3辅助装置的结构形式与材料选用

在设计管道组对辅助装置是我们首选考虑使用叉车组合吊装葫芦的方式，因为使用小型叉车行动灵活易调整位置，再辅以扣件式脚手架临时支撑管道理论上是可以实现辅助管道安装的。在考虑此种辅助装置时，叉车体型越小越好；现场主要安装的热力管道规格为工作钢管1020*12的彩钢板外护成品管，经计算定长6米的单根管道重量约2吨，故根据实际选用最小规格的2.5吨叉车。现场实验此种方式安装管道时，升降调整组对可以满足要求，但水平方向调整时叉车回转范围过大经常会对管廊内的其它附属设施如灯和现场电力箱造成破坏，并且完成一道焊缝的组对时叉车需要多次回转才能找到合适的位置，效率极低，经分析此种方式不适用满足不了施工进度的要求。

因此只能考虑第二种管道组对辅助装置，即临时支架。临时支架必须实现两种功能，沿径向调整管道位置和沿轴向调整管道位置。

常用管道支架有固定于地面或侧壁的支撑支架和固定于顶板的吊架。对于管廊内大口径热力管道，因受管廊外部吊装口尺寸影响，管道定长6m分节长度，带保温层其单节重量约2t的情形下。支架需要能稳固支撑单节管，不能在支撑处出现滚动偏移。支架需要满足移动方便和可调节一定高度范围的要求，即在管道轴向和径向均能进行调整才能调整管道对口间隙和管道错边程度。

因管廊内热力管道供回水分上下两层设置，根据理论上层热力管道安装需要实现的功能要求，临时支架的设计初步考虑分内外两层，内层可以以外层为支撑实现升降以调整管道6点和12点方向的径向调整；临时支架的顶部设置托举装置使管道受力均匀以达到调整管道位置过程中不损坏外护层，顶部托举装置同时要设置小型履带以实现管道轴向移动。

管廊内热力管道为上下两层布置，而针对下层管道，其底部高度较低，支撑比较方便。采用常规长方体钢结构配多组垫铁进行支撑。

经过查阅相关支架文献资料，辅助支架的主体材料选定常用的型钢，便于材料的采购和制作加工。

设计支架主体结构如下简图：

针对上层管道，其底部高度较高。辅助支架主体结构增加横撑及斜撑，在上部设置千斤顶和弧形管托。设计支架主体结构如下简图

综合管廊结构本体存在上下起伏及转弯，相应的热力管道存在折角和较大坡度。研究的辅助支架装置既要满足移动要求，又要能在斜坡上可靠固定要求。针对这一困难点，辅助支架的底部截面长度、宽度均进行了一定程度的放大，同时降低其重心高度以保证其利于斜坡上时仍能自平稳。

同时在辅助支架中心轴线位置根据管道重量加装的相应吨位的千斤顶托举装置，能对管道的径向位置高度进行调节使其达到设计标高要求。辅助支架底部加工专用滚轮，可以实现径向水平位置调整，结合热力管道设计的固定、导向、滑动支架本体，设置牵引千斤顶装置连接临时支架，可以对管道轴向位置进行位移调整。

4结论

经过分析、设计、加工制作，结合现场首开段的实际检验，此种结构的临时支架能极大的提高现场管道组对时的效率，并且移动起来灵活方便可以根据不同的安装位置极时调整。  

通过对辅助起重支架的开发与应用，让辅助支架能较易制作和使用，提高施工效率和质量，相比传统的临时支架，便于移动，便于安装，支撑稳固，可调节，可重复利用率高，综合成本低。辅助起重支架可稳固支撑管道，满足管道焊接要求；装置可适用不同工况环境实现有效支撑，具备高可靠性。能够通过调整辅助支架结构形式，使其适用于不同的地下管廊空间的管道安装项目中，从而获得推广应用。

相关文献：

17GL401综合管廊热力管道敷设与安装

发电厂汽水管道支吊架设计手册D-ZD2010