计算机辅助绘图在管线连头施工中的应用

董正勇

关键词：管道连头；AutoCAD；放样下料

1、前言川气东送管道工程十字镇分输站，地处安徽省郎溪县十字镇镇天子门村，四周环山的一片水稻田中，北邻宣城—杭州铁路和宣广高速，该站主要功能是将川气东送上游宣城站来气，分输成下游湖州站主干线和南京支线，经过江苏油建5个月的努力奋战，十字镇分输站内的设备管道、电控、土建等工程施工基本完成，一次性通过压力试验，按照建设方新增工作量，由江苏油建十字镇分输站项目部承担分输站内外管线连头任务。

分输站内外连头工程情况简介：分输站西部，上游Φ1016来气管线掩埋在水稻田之下，东部站外Φ1016+Φ813出站管线，横卧在水沟之中。

大口径管线连头，由于待连头管线的中心线成异面直线状态，预制连头弯管和短节在尺寸控制上难度很大。利用计算机CAD建模，精确计算预制连头弯管和短节的尺寸及偏转角度，按照计算结果进行预制，经过现场连头施工实践，连头管口的组对间隙得到了有效的控制，符合标准规范的要求。这一方法的应用，保证了施工质量，同时按时完成了连头施工任务。

2、工艺原理在计算机CAD软件中建模，使用3D绘图功能进行管道模型精确绘制。在管线连头的建模过程中，输入实际的管径、壁厚、管口对应点距离、横纵向偏移数据，便可以建立直观的三维管道模型。在此基础上，进行弯头、短节配对。全部配对完成后，确定各短节、弯头长度，便可获得直观的下料依据，数据单位可精确到毫米，以此保证施工的精度，从而能够顺利完成连头施工。

3、施工方案策划3.1施工前准备组织施工人员利用设备开挖排水沟，挡水围堰，降低水位，清除淤泥，露出连头管线端部，创造合适的施工作业面。测量人员对连头管线的三维坐标、管中心轴线平行度进行较精确的测量。进站连头管线存在2个突出问题：第一，管端水平距离为1m，大于2个45°热煨弯管曲率半径之和，中间需要增加一段短节。第二，待连头管线的中心轴线不平行，成异面直线，其夹角在5-7°之间，这一状况给连头施工增加了很大的难度。

3.2计算机CAD建模将测量数据，输入计算机CAD程序，进行制图和数据处理。

从已知测量数据显示：需连头的进站两管口中心高差为0.81m、两管口南北方向距离相差6.00m、东西方向距离相差13.84m。决定采用2个45°热弯管连接，弯头斜半长为2.89m。

通过计算机CAD制图即可得施工所需的两弯头之间短节长度L，计算的短节长度不符合施工验收规范的规定，因此进站管线需割除一段，增加短节长度至L1，数据精确至毫米。

3.3按计算所得数据进行连头管段的精确下料、预制，控制连头管段的尺寸及所偏移的角度。

4、施工实施过程项目技术人员分析研究连头点现状，考虑各种可能干扰因素和施工过程中可能出现的意外情况，制定一套周密的施工方案，并组织交底实施。

4.1、上游进站已回填管线，开挖20-30m后，利用管道塑性，调整管段二维坐标位置，降低管中心轴线夹角，提高管中心轴线平行度。

4.2、两个45°热弯管中向增加短节，短节长度必须满足设计规范要求。由于增加了短节，使连头管端轴线方向距离发生变化，需在进站管线一端截除一段管线，以保证管线贯通吻合。

4.3、根据工艺要求制作坡口角度，对口间隙，对口错边量，防腐施工等。

4.4、连头组对采用外对口器，不允许强制组对，避免应力集中产生裂纹等严重缺陷的发生。

4.5、确定合理的施工顺序。鉴于出站Φ1016+Φ813连头管线状况较好，以先易后难的统筹力量先完成出站两条管线和连头施工，然后再攻克进站连头难题。

4.6、在地面完成预制管段组对、焊接、检测、防腐工序，减少沟下施工工作量，确保焊接质量降低安全风险。

5、施工方案实施结果5.1先期施工的出站Φ1016+Φ813管线连头十分顺利。

5.2上游管线开挖23m，管端移动0.2m，没有发生回弹复位现象，为调整中心轴线平行度提供了有利条件。

5.3进站连头由于计算机数据处理，预制管段三维坐标尺寸十分精确，预制管一次性吊装精确就位。

5.4连头组对焊接的施工质量经检验全部符合施工验收规范规定，X射线检测一次合格。

6、结束语采用计算机CAD辅助设计，为连头施工提高了精确参数，降低了管线下料、连头难度。连头管口三维坐标尺寸的精确测量是连头成功的重要因素。本施工方法在确保安全的前提下，以较低的成本和最短的工期保证了优质、安全、高效地完成连头施工任务，得到了监理、业主的一致好评。

参考文献：1.薛焱《中文版AutoCAD2007基础教程》[M]清华大学出版社20062.刘明威《工程力学》[M]武汉大学出版社2000作者简介：董正勇男(1982-?)2005年毕业于江苏石油化工学院，一直从事油田站库施工及长输管道施工及油田地面工程施工技术管理工作。