中国石油管道局工程有限公司第三工程分公司河南郑州451450
摘要:长输管道在山区敷设,地形复杂,有山顶平台、槽谷地形、冲沟峡谷地形、冲沟地形、河谷地形、平坝地形、台田、陡坡等多种地形,在不同的地形当中,施工方法也不一样,本文试图探讨在山区陡坡地形中长输管道各项工序的施工方法。
关键词:管道;山区陡坡;施工方法
正文:
一、长输管道山区陡坡段施工工序
测量放线→扫线(包含便道修筑和开拓作业带)→管沟开挖(爆破)→铺垫细土垫层→防腐管运输及布管→管道沟下组对焊接→无损检测→补口补伤→细土回填→水工保护→管沟回填→三桩埋设→地貌恢复
其中山区陡坡段重点施工工序有扫线、挖沟、管材运输及布管、组对焊接。这是因为山高坡陡,有时石方坚硬,修建施工便道、开拓作业带费时耗力,有时一天前进数米,是整个山区施工中最难啃的硬骨头。布管也因坡陡,施工设备上山困难,导致运管布管缓慢,制约着后续工序的进度。所以重点介绍这几个工序施工方法。
二、长输管道山区陡坡各工序施工方法
1.便道修筑
施工便道首选原有乡间、山区小路,对其进行拓宽、推填、垫平、碾压、加固。施工便道修筑平坦并具有足够的承压强度,能保证施工机具设备的行驶安全。施工便道一般规格为肩宽2×0.5m,行车道宽3.5m,总共路面宽4.5m,转弯半径不小于18m,纵向坡度不大于15°,当大于15°时,采用修盘山道或沿管道中心线修“Z”字形道路的方式减缓坡度,以满足钢管设备的运输要求。当便道长度超过2km时,每300-600m设一处会车场地。施工便道修筑一般地段可采用机械推扫、压实的方法,石方地段可采用爆破方法。在纵坡、台地地段,用挖掘机堆填修筑。
2.开拓作业带
施工作业带设备行走侧修在与施工便道连接的一侧,作业带范围内土方采用挖掘机清理及扫线;石方采用爆破、挖掘机破碎挖渣的方法进行清理扫线及削方降坡;附近有可能危及施工作业安全的滑坡、崩塌、岩堆等,应彻底清除或采取有效防护措施。
(1)大型横坡开拓作业带
管线穿越横坡,由于作业带两侧高差大,坡度大于10度,施工设备无法正常行走,只能对作业带高的一侧进行大面积的降坡,降坡与管沟之间留一米缓冲台,防止松石掉落对管沟内部管材和人员造成伤害,然后弃渣往低的一侧倒运,垫高山脚,减缓横向坡度。为防止堆土侧出现水土流失和垮塌超占地情况,在作业带边界修筑拦石坝(挡土墙),或采用适当的拦护网进行防护。
(2)山区纵坡段开拓作业带
山区陡坡大于30°时,因斜坡较陡,设备无法行走,为了保证施工安全,因此要申请加宽作业带宽度,在作业带修建‘之’字形道路。
为了方便施工设备行走,便道平台宽4.5m,沿山坡环绕成“Z”字修筑,“Z”字路的夹角角角度36度(挖机的大臂正常工作角度)。施工便道的宽度一般不应小于4m,并设置会车处。
3管沟开挖
根据施工图纸、测量核定的桩位,定出管沟的纵向变坡点,临时基准点,为管沟开挖过程中的控制和校核作参考。石方段管沟的开挖采用爆破开挖和挖机破碎的方式。
石方段管沟开挖按设计图纸要求超挖深200mm,采用人工配合机械进行清沟作业,爆破开挖管沟成形后,精确测量管沟的水平度、宽度,对不符合要求的重新进行爆破。对于局部狭窄地段,所挖石方无法堆放时,进行外运,不得堆在管沟边,以防滑落。对于弯头、弯管处适当加大管沟宽度。
当管道在横坡坡度大于10°地段施工时,为确保施工作业带的稳固和施工安全,从管沟挖出的石方放置在下坡一侧作业带内,为防止滚石对作业带外的农田、树木、房屋及人员等造成威胁,砌筑临时拦石坝,作业带形成后进行管线的沟下组焊。
4防腐管运输及布管
当大型的运管车辆不能到达作业带时,可在道路旁分段设临时堆管场地。一般20km建立一个临时堆管场地,使用炮车利用施工便道对施工段内进行管材倒运。堆管场地尽量设置在非耕作区且方便施工的地点,远离人口密集区。防腐管堆放时,根据防腐管规格、级别分类堆放。防腐管同向分层码垛堆放。均匀对称配置管垛支撑,管垛支撑可采用砂袋或填充软质物的麻袋。任何形式的支撑物与防腐管的接触宽度不少于0.5m,管垛两侧设置楔型物,以防滚管。
由于地形复杂,地理条件受限的情况下,局部地段需要用挖掘机利用作业带进行管材三次倒运:山区陡坡段较长地段由于斜坡较长,挖机上下一次耗费时间较长,对于挖机行走的驱动马达损坏较大,可以考虑使用索道运输法。
索道运输系统的安装与调试流程为:机具运输----清理通道---埋设地锚---支撑架安装---承力索架设----牵引系统安装---系统调试---原材料运输。
布管前,参加布管的技术人员和机械手要熟悉工作区段的施工图纸,明确转角桩、标志桩的位置。准确区分管材规格型号、管材壁厚等。布管按设计图纸要求按照管材规格型号、管材壁厚等顺序进行,不同壁厚、规格型号等级的分界点与设计图纸要求的分界点不超过12m。布管时,弯管、热煨弯头按照施工时的位置放置,避免施工时长距离移动。
5、管道安装
5.1陡坡纵坡管道安装
根据坡度的大小,可以采取以下几种方式进行。当坡度大于15°,小于25°时,无法进行流水作业,采用小机组顺序施工;沿施工作业带修筑施工作业平台,停放焊接设备。
当纵坡坡度大于30º时,设备无法驶入的斜坡地段可采用整体预制吊装、溜管法和导轨施工法施工。
(1)整体吊装法
对于斜坡管道敷设长度较短的地段,可在坡上或坡下合适地点预制管道,用单斗或吊车直接将预制好的管段吊放到沟内。
第一段管道的顶端到达焊接点时,停止溜管,用设备吊装第二段管段,在焊接点进组对焊接第二道焊口,等待检测防腐完成后,在依次往下溜管。
溜管到指定位置后,应在坡顶焊接管道,坡顶管道安装长度必须大于100m,确保斜坡管道在牵引钢丝绳取消后保持稳定,不会下滑。
其他工序,如管道无损检测,防腐补口补伤,细土回填,水保施工,管沟回填,三桩埋设和地貌恢复相对简单,与山区河谷段不同的就是注意防止陡坡溜滑,落石伤害。如损检测采用内拍法时,应在上坡处对小车系绳索,防止小车溜滑失控。特别注意说明的是横坡峭壁段焊接完毕后尽快用土袋包裹,并进行一次回填,防止落石将管道砸瘪。水保完成后,再进行二次回填,恢复地貌工作。
参考文献
{1}张龙油气长输管道山区特殊地形施工便道修筑措施石油工程建设2016年02期
{2}虞建玲山区长输管道施工技术油气田地面工程2014年02期
{3}李鑫索道运输施工方法机械管理开发2011年6月