第３６卷第２期 石油工程建设 ６９ 山 备 叶 明 ２５７０７３） 季 （胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司，山东东营摘 要：长输管道穿越山体隧道施工中，已有的运管车、吊管机和对口器等都无法进入狭窄的隧 道．为此研制出了大口径管道运布管装置和对口装置，既能将钢管运至隧道内，又能通过自身翻转 装置将钢管卸下来．进行组对焊接。这两种装置安全可靠，性能优良，操作方便快捷，省时省力， 已获得国家发明专利．在川气东送管道工程的山体隧道内成功应用，保证了施工质量和进度，文章 介绍了这两种装置的结构特点和技术参数 关键词：长输管道；隧道；穿越；施工设备 中图分类号：ＴＥ９７３．９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—２２０６（２０１０）０２—００６９—０３ １管道运布设装置及技术 近几年．国内大口径长输管道建设迅猛发展， 已建成运营的有陕京一线、陕京二线、涩宁兰线、 忠武线、西气东输一线、西气东输二线、川气东送 管道等 长输管道工程有时需要穿越山体隧道， 仅川气东送管道工程就有山体隧道７０多条，管道 图１管道运布设装置不惹 电控箱安装在车架的最后端直流电动机的左方托板 上．操控箱由操作人员手持，电控箱与操控箱之间 由电缆连接 穿越隧道总长度达近百千米 山体隧道宽３．２ ｍ．高 ３．３ ｍ．大型设备无法进入隧道．而Ｄ １ ０１６ ｍｍ× １７．５（２１）ｍｍ的３ＰＥ防腐管单根长约１２ｍ．质量 达６ｔ．将１５径和质量如此大的单根管道运至隧道 电控箱内的控制电路由可编程控制器ＰＬＣ、控 制继电器、电机启动器ＩＣ、直流接触器、直流继 电器、换向电磁阀和电源模块组成。 内指定位置就是一大难题．由于在隧道内施工速度 慢．因此管道安装的工期压力也就比较大，而目前 另外．该装置还采用了计算机逻辑控制硬件及 软件．大功率直流电动机变速调节控制、直流液压 国内适用的施工装备少．缺少可借鉴的技术 针对 这些难题．胜利油建技术发展中心经过攻关．研制 了自卸式电瓶动力运管小车．将单根质量达６ ｔ的 站控制、液压翻转及装置稳定系统．装置驱动、行 走、转向系统，大功率直流电源恒定、保护系统， 大功率直流电源安全充电系统．装置承载系统等关 钢管运送到隧道内．并布设到指定位置．解决了 山体隧道内大Ｅｌ径管道运布设难题．目前该装置 已在川气东送管道工程第５、６标段应用，安全可 靠．运行良好 键核心技术．不仅在大口径长输管道的山体隧道内 得到了成功的应用，而且已获准了国家发明专利． 专利号为ＺＬ２Ｏ０８１００１６６５２．９ １．１ 隧道内大口径管道运布设装置的结构特点 １．２管道运布设装置的技术指标（见表１） ２隧道内管道对口装置及焊接技术 大口径长输管道穿越隧道施工中．已有的运管 隧道内大口径管道运布设装置包括车体结构和 电动控制两大部分．见图１和图２ 其车体结构部 分由车架、驱动、行走、转向、载荷、卸载、车载 车、吊管机和对口器等大型设备都无法进入狭窄的 隧道，而每根钢管直径都在ｌ ＩＴＩ以上。长度约１２ ｍ． 质量约６ ｔ，如果用人工运管、布管和对口，几乎 电源组成：电动控制部分由电控箱和操控箱组成 车载直流电源安装在车架内两个液压源之间 ７０ 石油工程建设 ２０１０年４月 转向限位器 ＰＬＣ 可 编 程 控 制 器 控 制 继 电 器 儿 Ｊ２ ： ● 直 流 接 触 器 ＭＥ）转向电机 、＿，， —／ 液压电机 液压电机 Ｊ９ 直流继电器 换向电磁阀 ．１Ｉ皇 兰Ｉ ＩＣ电机ｌ． 行走电机① ＝ 图２电动控制部分示意 表１管道运布设装置的技术指标 项目 电源 适应管径／ｍｍ 控制方式 行走速度／（ｍ／ｍｉｎ 驱动功率，ｋＷ 工作电流，Ａ 充电电源 充电时间／ｌｌ 载重能力，ｋＮ 爬坡角度 指标 ＤＣ ２２０ Ｖ １００Ａｈ全密封蓄电池 ４００～１ ２００ 线控操作 约２５ ７．５ ｌ５ 输入ＡＣ ２２０ Ｖ：输出ＤＣ ２４ Ｖ ３０ Ａ ≥１Ｏ ≤１０ｏ ≤ｌ３。 从隧道外运至隧道内，又能通过装置的自身翻转机 构卸下钢管进行组对焊接，且安全可靠，操作方便 见图３。电控原理如图４所示（见下页）。 图３隧道内管道对Ｉ：１装置 环境条件 外型尺寸／ｍｍ 整机质量，Ｉ【ｇ 温度一１０～５５℃．湿度≤８５％ ７ ２００×ｌ ３００ Ｘ ｌ ２００ ２ １００ ２．２对口装置的性能参数（见表２） 表２管道对口装置的性能参数 项目 参数 ＡＣ ３８０Ｖ １０ ｋＶＡ ５０Ｈｚ 是不可行的。于是，我们自主创新研制出“隧道大 口径钢管对口装置”．解决了山区隧道内管道施工 的难题，目前该装置已在川气东送管道工程第５、 电源 适应管径／ｒａｍ 控制方式 行走速度／（ｍ／ｍｉｎ） 驱动功率／ｋＷ 工作电流／Ａ ４０ＨＤ～１ ２ＯＨＤ 线控键盘操作 约２５ ７．５ １５ ６标段的隧道内施工应用．安全可靠 ２．１对口装置的结构及特点 隧道大口径钢管对口装置包括车体结构、电动 单钩吊重／ｋＮ 载重能力／ｋＮ 爬坡角度 ６Ｏ ≤１ｏｏ ≤ｌ３。 控制、对口器和电焊机四大部分。车体结构由车 架、驱动部分、行走部分、转向部分、起吊部分和 稳定支撑部分组成．驱动部分包括行走电动机、减 环境条件 外型尺寸／ｍｍ 整机质量／ｋｇ 温度一１Ｏ～５５℃．湿度≤８５％ ７ ２０ｏ×１ ３０ｏ×１ ２０ｏ ２ ４ｏｏ 速器、离合器等；电动控制部分由电控箱和操控箱 组成．电控箱控制电路包括整流模块、控制继电 器、直流接触器、直流继电器和变频器等，对１５器 和电焊机安置在车架的中部．对口装置既能将钢管 ２．３对口装置的操作应用 运管装置先将大口径钢管运送进隧道．并摆放 到管墩上。然后该对口装置进入隧道内就位，操作 第３６卷第２期 叶 明：山体隧道内大口径管道施工技术 ７１ 转向限位器 …机 石 一 ２２０Ｖ／２４Ｖ电源模块广碗 控 制 继 腓 操 操 控 电 器 ＫＪｌ一１１ …机 箱 Ｋ１～４ 操作信号 帆 图４电控原理示意 车体向前或向后微动、左移或右移、上升或下降， 使待对口的钢管管口与另一固定管口相对，调整对 口间隙达到规定要求，并保持不动。启动电焊机把 已对正的两管管口先点焊固定．再将管口处打底焊 头遍。此时放松吊钩，卸下吊带，启动行走电动机 继续前进至下一根钢管。依次类推。上述操作都是 通过操控箱上的开关、按键、手柄等实现的。对口 及焊接工艺流程见图５。 翠薹 ～ 图５对口及焊接工艺流程 该对口装置车体结构布局合理紧凑．电控功能 完善可靠．是一种机电一体化隧道内管道施工创新 实现大口径钢管一步到位、精确对口、点焊固定、 底焊头遍、一机多用；采用拖缆式外接交流电源， 并用变频器给行走电机供电，有利于前进、后退 微动调节，操作方便，节省电能。该设备应用效 果良好。 作者简介：叶明（１９６４一），男，安徽颖上人，工程师， 设备．能在隧道内完成直径１ ｍ以上、质量１０ ｔ以 下大口径钢管的起吊、对口和焊接作业。自动化 工效高，劳动强度小．操作简便，运行平稳，安全 可靠；无需其他辅助设备，能降低施工成本，节省 施工时间：无轨运行并有转向调节功能，有利于通 过弯曲段隧道：行走轮外包聚氨酯橡胶层，消除了 噪音公害：独有的稳定支撑部分，能保证起吊和对 口过程中车体的稳定平衡：能前后、左右、上下三 １９９７年毕业于中国农业大学电子电力工程学院．现从事电 子技术设计工作。 收稿日期：２ＯｌＯ—Ｏ１一Ｏ８ 个自由度移动和微动钢管．在隧道有限的空间内，
