吊装作业对复杂地下管线的影响

陈伟霖 上海众一石化工程有限公司

吊装作业对复杂地下管线的影响

陈伟霖 上海众一石化工程有限公司

某石化公司在老厂区内新建一套化工生产装置，其中核心设备吊装高度52 m，净重54.6 t。为避免载荷直接传递到管线上部，采用换土+砌筑管涵方法对地下管线进行保护，使得吊车对地面压力转移分布到砖砌体上。原来直接传给管顶的荷载，通过新加的顶板均匀地传给地基，从而起到保护的作用。经过工程实例验证，上述判别方法及保护措施是可行的，取得了良好的效果。

吊装作业；地下管线；压力；保护措施

吊装是石油化工工程建设中必不可少的作业环节，装置改扩建中经常会遇到吊车作业区域地下管线多、埋深浅、场地狭小等复杂情况。如何有效地判别吊装作业对地下管线的影响程度并采取合理的保护措施，对于吊装作业的安全、降低工程成本都具有重要的现实意义。以某石化公司化工装置建设中面临的地下管线保护为例，介绍了吊装作业对于复杂地下管线的影响及相应的保护措施。

1 工程简介

某石化公司在老厂区内新建一套化工生产装置，其中核心设备吊装高度52 m，净重54.6 t。根据现场情况经计算采用250 t履带吊主吊，50 t履带吊辅吊，设备自立后履带吊需行走约3 m后就位。主吊车站位及行走区域内地下管线共3条，其中1 m直径混凝土排水管1条，管顶标高-0.8 m；DN300循环水管线1条，管顶标高-0.9 m；DN200工业水管线1条，管顶标高-1.2 m。

2 地下管线受力计算及承载安全性判断

根据给水排水工程管道结构设计规范，考虑到压力扩散角，吊车产生的竖向压力作用于埋地管道管顶处单位面积的标准值为

式中μd为动力系数；n为履带数量；Qvk为单条履带压力标准值（kN）；a为单条履带着地分布长度（m）；b为单条履带着地分布宽度（m）；z为地面至管顶距离（m）；d为履带之间净距（m）。

CKE2500履带吊车身自重约为208 t，吊物重量54.6 t，合计约262.6 t，取动载系数1.1，则对地压力为1.1×262.6=288.86 t。上式中Qvk=2 888.6/2= 1 444.3 kN，动力系数取1，n=2，CKE2500履带吊履带宽1.22 m，单条履带接地长度7.735 m，履带之间净距4.78 m，管线最浅埋深0.8 m，则qvk= 39.11 kN/m2。

每米混凝土管段上传递的履带压力为61.43kN/m，每米混凝土管段上承受的土方压力为14.4 kN/m，上述两者合计为75.83 kN/m。

查阅有关资料数据，钢筋混凝土管（RCP）Ⅰ级管破坏载荷为60 kN/m，已超过破坏极限。

3 管线保护措施及验证计算

为避免载荷直接传递到管线上部，采用换土+砌筑管涵方法对地下管线进行保护，使得吊车对地面压力转移分布到砖砌体上。具体实施方法为：将受吊装影响区域局部开挖，开挖深度约为1.4 m（以埋地管管底实际标高向上0.1 m为准），在两根管子中间砌250 mm宽、高约800 mm的实体砖墙。砖墙之间填砂掩盖，上部铺约300 mm黄沙找平层，最后浇筑300 mm厚钢筋混凝土盖板。使得直接作用于管顶的荷载通过盖板传递给砖墙，最后由砖墙传给地基。盖板按简支板计算，弯矩计算公式M=ql2/8，其中M表示跨中弯矩（kN·m），q表示板顶线荷载（Kn/m），偏于安全取76 kN/m，l表示板跨（m），l=（650×2+370）/1 000=1.67 m，代入求得M=26.5 kN·m。

根据钢筋混凝土设计规范可以求得盖板配筋，最后是按构造配筋，确保盖板不破坏。原来直接传给管顶的荷载，通过新加的顶板均匀地传给地基，从而起到保护的作用。经过工程实例验证，上述判别方法及保护措施是可行的，取得了良好的效果。

（栏目主持杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.019