專利名稱：長(zhǎng)輸管線無(wú)溝鋪設(shè)工藝及機(jī)具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地下管道(特別是石油、天然氣集輸管道)建設(shè)的長(zhǎng)輸管線無(wú)溝鋪設(shè)工藝及其施工機(jī)具。
在油、氣集輸管道鋪設(shè)工程建設(shè)中，國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期以來(lái)都采用先挖溝、后鋪設(shè)、再回填的施工工藝。采用此種有溝鋪管工藝時(shí)，施工過(guò)程中管溝的開(kāi)挖和回填需要耗費(fèi)大量人力、物力和時(shí)間。目前，盡管隨著機(jī)械化程度的提高，大多數(shù)施工已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或半機(jī)械化作業(yè)，但是，由于未能革除挖溝工序，仍需耗費(fèi)較高費(fèi)用和較長(zhǎng)工期。另外，據(jù)查，現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用的無(wú)溝鋪管工藝僅能用于大口徑管道短距離穿越等場(chǎng)合(見(jiàn)美國(guó)專利US4403890，蘇聯(lián)專利SU1104214、1104215、1146378、1170072、1218005、1231149等)。而關(guān)于長(zhǎng)輸管線的無(wú)溝鋪管工藝，則國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)報(bào)道。
本發(fā)明的目的在于提供一種長(zhǎng)輸管線無(wú)溝鋪設(shè)工藝及其施工機(jī)具。利用本發(fā)明可以省去管溝的開(kāi)挖和回填工序，減少大量土方作業(yè)，大幅度降低施工費(fèi)用，縮短施工周期。
本發(fā)明的內(nèi)容包括長(zhǎng)輸管線無(wú)溝鋪設(shè)的工藝方法及其施工機(jī)具。實(shí)施該工藝時(shí)不必挖溝，而是利用牽引機(jī)牽引專用施工機(jī)具直接插入地下一定深度，并在與地面保持平行的情況下向前頂進(jìn)，連接在施工機(jī)具后面的預(yù)制管段則隨之被鋪設(shè)在地下。
本發(fā)明的長(zhǎng)輸管線無(wú)溝鋪設(shè)工藝共包括施工設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備、布管、清管、組對(duì)、管段焊接、接頭補(bǔ)口和開(kāi)挖管線入口坑、機(jī)械牽引入土、連頭、回填、試壓掃線及驗(yàn)收等程序。實(shí)施該工藝時(shí)所采用的設(shè)備包括牽引機(jī)、專用施工機(jī)具以及牽引繩、牽引接頭等。牽引機(jī)1為D150、D60推土機(jī)各一臺(tái)，D150牽引機(jī)后部裝有液壓升降機(jī)構(gòu)2與施工機(jī)具相聯(lián)，施工機(jī)具后面用牽引繩8和牽引接頭9與管段聯(lián)接。施工機(jī)具由主體3、頂尖4、導(dǎo)向器5、拔銷器6和銷子7組成。其組裝過(guò)程是將主體3下端貫穿并焊接在導(dǎo)向器5上;導(dǎo)向器5前端通過(guò)螺紋裝上頂尖4，導(dǎo)向器后端的兩個(gè)掛耳中插入銷子7;將拔銷器6插入主體3后側(cè)兩個(gè)支架的園環(huán)和銷子7上方的凹槽中，用螺栓穿入凹槽側(cè)孔和拔銷器下端與之相對(duì)的孔眼中，擰上螺帽，將兩者銷緊。將按上述組裝完畢的機(jī)具前端通過(guò)主體3與裝置在牽引機(jī)D150后部的液壓升降機(jī)構(gòu)用聯(lián)接銷相聯(lián)銷緊，后端通過(guò)牽引繩和焊在待鋪管段前端的牽引接頭相聯(lián)，便可進(jìn)行牽引鋪管施工。
與通常的有溝管道鋪設(shè)工藝相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于可以簡(jiǎn)化工序，提高效率，縮短工期，因而，可以節(jié)省大量人力物力，較大幅度地降低施工費(fèi)用。


圖1為本發(fā)明實(shí)施時(shí)牽引機(jī)與施工機(jī)具聯(lián)接狀況及施工機(jī)具的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為入口坑尺寸結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施時(shí)所采用的牽引機(jī)1為D150和D60推土機(jī)各一臺(tái)，D150推土機(jī)后部安裝有液壓升降機(jī)構(gòu)2，用之與施工機(jī)具的主體3相聯(lián)。組成施工機(jī)具的各部件分述如下主體3為一長(zhǎng)1850mm、寬315mm、厚75mm的長(zhǎng)方體，用20號(hào)鋼板制成，其上部留有若干個(gè)用來(lái)插入聯(lián)接銷(與牽引機(jī)液壓升降機(jī)構(gòu)相聯(lián)接)的∮75孔眼，中部后側(cè)上下布置地焊有兩個(gè)用∮14鋼筋制作的拔銷器支架，支架前端呈園環(huán)形，主體下部貫穿導(dǎo)向器5并與之焊接為一體;頂尖4為頂角45°的園錐體，底部帶有內(nèi)螺紋，材質(zhì)為A3鋼;導(dǎo)向器5用長(zhǎng)650mm壁厚14mm的∮160鋼管制作，前端帶有外螺紋，后端上下布置地焊有兩個(gè)掛耳，其上有∮62孔眼;銷子7用A3鋼制作，下部為∮60的園柱體，上部凹槽側(cè)面有兩個(gè)相對(duì)的銷孔(∮15);拔銷器6長(zhǎng)1500mm，用∮14鋼筋制作，其下端加工成扁平狀，并有一穿銷用孔眼(∮15)。用來(lái)連接和牽引待鋪管段的牽引繩8采用∮30的鋼絲繩，兩端分別與機(jī)具和牽引接頭相連后用繩卡子固定;牽引接頭9為一管頭，前端焊上盲板，盲板前方焊有上下布置的兩個(gè)掛耳，掛耳上留有可穿入牽引繩的孔眼。牽引接頭后端與待鋪管段前端焊在一起。
實(shí)施本發(fā)明時(shí)，其各工藝程序的要點(diǎn)如下1、施工設(shè)計(jì)除應(yīng)按常規(guī)開(kāi)溝鋪管的管道安裝要求作總體施工設(shè)計(jì)外，還必須以管道給定的管徑、管壁、管材等為基礎(chǔ)進(jìn)行每一行程管段長(zhǎng)度的計(jì)算。計(jì)算前，需勘查施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)、成分，確定地層性質(zhì)和抗擠壓、抗破碎系數(shù)。然后，計(jì)算出每次牽引管段的最大行程，從而確定每一行程管段的長(zhǎng)度，以便在布管時(shí)按其行程長(zhǎng)度確定場(chǎng)地和布管。此外，還應(yīng)設(shè)計(jì)并加工制造盲板、牽引接頭等施工中耗用的零配件，做好施工準(zhǔn)備。2、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備主要工作是測(cè)量放線，平整地表。按照設(shè)計(jì)要求沿全線準(zhǔn)備若干個(gè)管段予制點(diǎn)，每個(gè)予制點(diǎn)場(chǎng)地寬為15M左右，長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)給定。3、布管將單根予制鋼管運(yùn)至場(chǎng)地。每一予制場(chǎng)地可平行布置5～10個(gè)行程的管段，第一行程管段可布在待鋪管線予定走向的延長(zhǎng)線上。4清管、5組對(duì)、6管段焊接這三個(gè)工序均分別按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。應(yīng)注意的是，每個(gè)行程管段各接口焊完后，該管段前端需焊一如前所述的牽引接頭，末端要焊一盲板堵死。7、接頭補(bǔ)口和開(kāi)挖管線入口坑接頭補(bǔ)口按規(guī)定要求進(jìn)行，管線入口坑按圖2所示尺寸結(jié)構(gòu)開(kāi)挖。8、機(jī)械牽引入土應(yīng)注意組織好指揮和聯(lián)系。管段拖至入口坑后，先令D150牽引機(jī)攜帶牽引機(jī)具倒車(chē)，使機(jī)具與管段前端的牽引接頭靠近，穿好牽引繩，裝好保險(xiǎn)銷;令D60牽引機(jī)倒車(chē)擺在D150機(jī)前方，掛好牽拉繩;兩臺(tái)牽引機(jī)串連后緩慢向前移動(dòng)，使各部牽引繩繃直，停車(chē)檢查各部連接裝置，確認(rèn)安全可靠后方可下令開(kāi)車(chē)牽引。牽引時(shí)車(chē)速應(yīng)控制在最低檔，并力求兩機(jī)車(chē)速同步。牽引鋪設(shè)時(shí)，管道以螺旋方式通過(guò)入口坑被拉入地下，沿著施工機(jī)具開(kāi)通的路線向前推進(jìn)。當(dāng)該行程管段末端即將入土前1m下令停車(chē)，抽出拔銷器6，使?fàn)恳K脫開(kāi)。然后，將液壓升降機(jī)構(gòu)2升至地面，開(kāi)走牽引機(jī)。挖好第二個(gè)行程的管線入口坑后，按第一個(gè)行程的方法牽引管線入土。當(dāng)?shù)诙谐坦芏文┒伺c第一行程管段前端重合長(zhǎng)度只剩0.1m左右時(shí)停車(chē)，以便進(jìn)行兩行程管段連頭。以后各行程管線牽引入土作業(yè)程序以此類推。9、連頭先挖能在其中進(jìn)行切割、對(duì)口、連頭焊接作業(yè)的作業(yè)坑。連頭作業(yè)的劃線切割、對(duì)口、焊接、防腐、保溫、補(bǔ)口等工序均要符合質(zhì)量要求。10、回填按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)回填各入口坑和作業(yè)坑。11、試壓掃線;12、驗(yàn)收均按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
本發(fā)明的兩次試驗(yàn)性現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)展順利，效果良好，證明該工藝和機(jī)具是可行的。一次是103m長(zhǎng)的∮159瀝青管在單臺(tái)D150機(jī)牽引下，經(jīng)3分20秒全部鋪設(shè)完畢;另一次是103.8長(zhǎng)∮114泡沫黃夾克管在單臺(tái)D150機(jī)牽引下，用3分19秒鋪設(shè)完畢。經(jīng)檢查，埋管深度、管道焊縫、防腐保溫層及補(bǔ)口均完好無(wú)損。兩次施工的全部工序都只需1天時(shí)間，而按常規(guī)，僅開(kāi)挖、回填便需50個(gè)勞力干10天。采用本工藝和機(jī)具，一次下管(即每一管段的行程)最長(zhǎng)可達(dá)200m，最大口徑可達(dá)219mm。該工藝廣泛應(yīng)用于平原開(kāi)闊地帶長(zhǎng)輸管線的地下鋪設(shè)。
權(quán)利要求
1.一種長(zhǎng)輸管線無(wú)溝鋪設(shè)工藝，其特征在于鋪管前不必挖溝，而是利用牽引機(jī)牽引施工機(jī)具直接將予制的管段拉入地下預(yù)定深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)輸管線無(wú)溝鋪設(shè)工藝，其特征在于此種工藝包括施工設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備、布管、清管、組對(duì)、管段焊接、接頭補(bǔ)口和開(kāi)挖管線入口坑、機(jī)械牽引入土、連頭、回填、試壓掃線和驗(yàn)收等工序，每一工序均應(yīng)分別按規(guī)定進(jìn)行。
3.一種用于長(zhǎng)輸管線無(wú)溝鋪設(shè)的施工機(jī)具，由主體3、頂尖4、導(dǎo)向器5、拔銷器6和銷子7組成，其特征在于(a)主體3下端貫穿并焊接在導(dǎo)向器5上;(b)導(dǎo)向器5前端通過(guò)螺紋與頂尖4連接，后端兩個(gè)上、下布置的掛耳的孔眼插入銷子7;(c)主體3后側(cè)上、下布置的兩個(gè)支架的園環(huán)中插入拔銷器6，拔銷器下端插入銷子5上部的凹槽中，并用螺栓穿入凹槽側(cè)孔和拔銷器下端的孔眼，上緊螺帽銷住。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的施工機(jī)具，其特征在于主體3為一長(zhǎng)1850mm、寬315mm/厚75mm的長(zhǎng)方體，用20號(hào)鋼板制成，其上部留有若干個(gè)∮75孔眼，中部后側(cè)上下布置地焊有兩個(gè)用∮14鋼筋制成的支架，支架前端呈園環(huán)形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的施工機(jī)具，其特征在于頂尖4為一頂角45的園錐體，底部帶有內(nèi)螺紋。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的施工機(jī)具，其特征在于導(dǎo)向器5用長(zhǎng)650mm、壁厚14mm的∮160鋼管制作，前端帶有螺紋，后端焊有兩個(gè)上下布置的掛耳，其上有∮62孔眼。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的施工機(jī)具，其特征在于銷子7下部為∮60的園柱體，上部凹槽側(cè)面留有兩個(gè)相對(duì)的∮15孔眼。
全文摘要
一種地下管道(特別是石油、天然氣集輸管道)建設(shè)的長(zhǎng)輸管線無(wú)溝鋪設(shè)工藝及其施工機(jī)具，利用本發(fā)明可以省去管溝開(kāi)挖和回填工序，減少大量土方作業(yè)，大幅度降低施工費(fèi)用，縮短施工周期。該工藝可廣泛用于平原開(kāi)闊地帶長(zhǎng)輸管線的地下鋪設(shè)。
文檔編號(hào)F16L1/036GK1037384SQ8810516
公開(kāi)日1989年11月22日 申請(qǐng)日期1988年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月17日
發(fā)明者喬建喜, 徐寶紱, 李立良, 李國(guó)范 申請(qǐng)人:遼河石油勘探局油田建設(shè)工程二公司