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長輸管道施工技術目錄長輸管道施工技術的發展一長輸管道施工技術簡介二山區地段施工技術2水網地段施工技術3穿越工程施工技術4質量、安全管理三平原地段施工技術1一、長輸管道施工技術的發展隨著經濟發展,各地對油氣資源的需求進一步擴大,為緩解運輸的瓶頸,需大力建設油氣輸送管道。到目前為止,我國已建成油氣長輸管道約4.3×104km,其中天然氣干線管道2.4×104km。已形成縱橫東西、貫通南北、連接海外的管道網。到2020年油氣長輸管道干線將達8×104km,其中天然氣管道干線將達到5×104km。一、長輸管道施工技術的發展我國長輸管道施工主要裝備及部分獨特施工技術已達到了國際先進水平,從線路測量、管道組裝與焊接、管溝開挖、管道下溝、盾構、頂管、定向鉆穿越、跨越等均具備了專業化的施工機具和施工技術,可以滿足管道施工的全部需要。現將主要施工裝備及施工技術介紹如下。1.管道焊接技術管道焊接作為管道施工的主要技術獲得了長足發展,其現場焊接的高效率和安全可靠性在每條管道的建設中都占著舉足輕重的作用。從國內20世紀50年代第一條長輸管道建設開始,至今已有半個世紀,國內管道現場焊接施工大致經歷了焊條電弧焊上向焊、焊條電弧焊下向焊、半自動焊和自動焊等四個發展過程。1.1焊條電弧焊下向焊焊條電弧焊下向焊是90年代初國內長輸管道普遍采用的一種焊接工藝方法,突出優點是大電流、高焊速,焊接效率高。目前,焊條電弧焊下向焊主要用于焊接位置較為困難的地段和焊接設備難以進入的地段。1.2半自動焊半自動焊是電焊工手持半自動焊槍施焊,由送絲機構連續送絲的一種焊接方式。由于在焊接中送絲連續,節省了更換焊條等輔助工作時間,熔敷速度高,同時減少了焊接接頭,減少了焊接收弧、引弧產生的焊接缺陷,提高了焊接合格率,是目前長輸管道主要的焊接方式。1.3全自動焊全自動焊是借助于機械和電氣、自控的方法使整個焊接過程實現自動化,人工主要從事監控作業。國內從西氣東輸工程開始,進行了自動焊的大面積應用。在新疆、戈壁無人區等適宜于開展自動焊的地區,創造了機組日焊接150道口的不菲業績。未來的管道建設,為獲得施工的高效率和高質量,將優先考慮熔化極氣體保護自動焊工藝,進一步研制管道新一代的自動焊設備,以適應長輸管道建設的發展速度。2、非開挖穿越施工技術在埋地管道的施工中,遇到穿越河流、公路、鐵路與障礙物時,常規的開挖方法存在許多問題,“非開挖”敷設地下管道是當今管道工程推行的一種先進施工方法,在國內得到了廣泛使用。2.1盾構穿越技術我國近年來在長輸管道的建設中大量采用盾構穿越技術,已有多條大型河流進行了盾構穿越。目前采用的盾構法穿越施工采用的主要設備是泥水加壓平衡盾構機。2.2頂管穿越技術傳統意義上的頂管施工以人工挖掘、千斤頂頂進為主。后來發展到用螺旋鉆挖掘和輸送頂管內的土,繼而由盾構法派生出的土壓平衡法、泥水平衡法等大型頂管穿越技術,穿越距離可達到lkm以上。由液壓來控制頂管前的切土帽以保證頂管的方向性,同時采用了中繼頂進、激光測距、機頭導向糾偏等手段用于頂進施工作業,解決了頂管的長距離和方向性的問題。2.3定向鉆穿越技術

近20年來,非開挖管道定向鉆穿越在我國發展迅速,技術上日臻成熟,定向鉆在非開挖管道穿越技術行業中得到了廣泛的應用。在我國,2002年2月以一次穿越總長為2308m、直徑273m的穿越錢塘江的記錄,創世界最長穿越記錄;著名的西氣東輸工程共使用定向鉆穿越河流36條,其中最長的穿越是在吳凇江的穿越,一次穿越長度為1150m、直徑為1016mm。由于定向穿越施工應用十分廣泛,使得定向鉆技術得到了長足的進步與發展。國際上已具有多種硬巖施工方法,如泥漿馬達、頂部沖擊、雙管鉆進,能進行軟、硬巖層的施工。3.跨越工程施工技術長輸管道通常采用跨越的型式通過江、河、渠、山谷等障礙,所采用的跨越方式主要有直跨和管橋兩種型式,其中已采用的管橋型式包括單跨或多跨連續梁式、八字鋼架式、輕型托架式、桁架式、單管或組合拱式、懸索式、懸纜式、懸垂管式、斜拉索式以及各種混合式等等。跨越型式的選擇主要根據跨越長度、跨越處地質情況等因素確定。3.1懸索跨越長輸管道大型跨越一般為懸索跨越,懸索跨越主要由塔架、管橋、管道、主懸索、吊索、風索、共軛索、基礎等組成,其施工過程主要包括預制、基礎施工、鋼結構施工、塔架安裝、主索安裝、管橋安裝、預埋彎管及補償器、管道防腐等。目前,懸索跨越施工普遍采用空中發送的施工方法。3.1懸索跨越

3.2桁架跨越桁架式管橋跨越是較為常用的一種跨越形式,主要由支墩、桁架式管橋和補償器三部分構成,多用于穿越處為基巖或巖層埋藏較淺的大中型河渠跨越,一般為多跨。桁架式多跨連續梁式跨越特別是大口徑管道跨越施工難度大,施工工藝較復雜,根據施工經驗,一般采取預制發送、吊裝就位的方法先進行桁架和橋面結構安裝,然后再安裝管道。3.3管拱式跨越拱型管橋跨越主要適用于兩岸河堤成型或基巖埋探較淺、河道狹窄的中小型河流,按其結構不同分為單管拱式和組合拱式。組合拱同單管拱相比,雖然用同樣的管材來達到更大的跨度和剛度要求,但施工安裝技術要求較高,長輸管道施工中較為常用的為單管拱跨越,具有投資省、工期短、施工方法簡單的優點,一般采取現場預制、整體吊裝就位(或卷揚機旋轉法輔助就位)的施工方法進行施工。4.特殊地段管道敷設施工技術我國的管道施工技術隨著管道工業的快速發展,施工技術得到了長足的進步與發展。形成了一整套的長輸管道適用的國家、行業、企業標準規范與施工作業規程。在施工中大量采用新技術、新工藝。在山區、黃土塬、戈壁、沙漠、無人區、水網地帶形成了獨特的施工方法與措施。使我國管道施工水平躋身于世界先進水平。4.1山區地段施工技術山區、黃土塬地段,山高坡陡谷深,進場道路少,施工設備通行和管材運輸困難,給管道施工帶來諸多不便;尤其是山區陡坡地段管道安裝更為困難。因此,有無施工便道,施工作業帶的寬窄、坡度,是影響山區施工的主要問題。應根據管道走向、山勢的特點和濕陷性的土質特點,進行施工便道、施工作業帶的開拓,以滿足鋼管運輸、施工機具設備的通行要求。在滿足運輸的條件下,根據地形組織適宜的組焊、安裝施工方式,進行管道安裝作業,在管道安裝完成后組織進行完善的水工保護作業。4.2水網地段施工技術水網地段的管道敷設類型主要包括水田施工、季節性濕地施工、鹽堿性沼澤和常年積水的水塘施工等。由于地下水位高,地基承載力差,造成作業帶及施工便道的修筑困難,鋼管及施工設備的運輸不便,管溝開挖成型、管線下溝、回填困難。因此必須采用合理的施工工藝,如便道修筑技術、水上運輸管材、拉森板樁管溝支護工藝,深井降水施工工藝,挖泥船水下成溝施工工藝,沉管下溝施工工藝等,才能保證高效、高速、高質量地完成工程任務。目錄長輸管道施工技術的發展一長輸管道施工技術簡介二山區地段施工技術2水網地段施工技術3穿越工程施工技術4質量、安全管理三平原地段施工技術1二、長輸管道施工技術簡介長輸管道線路工程施工主要分為:施工準備,材料、管道附件驗收,交接樁及測量放線,施工便道修筑及施工作業帶清理,材料、防腐管的運輸及保管,管溝開挖,布管及現場坡口加工,管口組對、焊接及驗收,管道防腐和保溫工程,管道下溝及回填,管道穿(跨)越工程及同溝敷設,管道清管、測徑及試壓,輸氣管道干燥,管道連頭,管道附屬工程,健康、安全與環境和工程交工驗收。二、長輸管道施工技術簡介根據地形地貌的情況,其施工程序一般按溝上組焊和溝下組焊有兩種。溝上組焊主要施工流程線路交樁便道修筑、施工作業帶清理防腐管運輸與保管管線連通清管、試壓、干燥下溝穿越工程測量放線布管管溝開挖管口組對焊接及檢驗現場防腐補口補傷連頭附屬工程施工回填地貌恢復水工保護二、長輸管道山區、水網施工技術簡介溝下組焊主要施工流程線路交樁便道修筑、施工作業帶清理防腐管運輸與保管管線連通回填穿越工程測量放線布管管溝開挖管口組對焊接及檢驗現場防腐補口補傷水工保護清管、試壓、干燥連頭附屬工程施工地貌恢復目錄長輸管道施工技術的發展一長輸管道施工技術簡介二山區地段施工技術2水網地段施工技術3穿越工程施工技術4質量、安全管理三平原地段施工技術1(一)平原地段施工技術簡介由于平原地段地勢較平緩,地質結構主要為土方,施工設備進出場及材料的運輸、管溝的挖掘比較方便,總之一句話,施工較容易,其施工特點是能展開大規模的流水作業,如何合理利用新設備、新工藝提高施工效率是平原段長輸管道施工技術的核心。現目前的施工組織形式一般為:地形條件好的采用溝上全自動焊接、吊管機聯合吊裝下溝,地形稍差的采用目前溝上半自動焊接、吊管機聯合吊裝下溝。1.溝上全自動焊接目前國內全自動焊接效果較好的為剛在西氣東輸二線成熟應用的CRC全自動焊接。焊機為美國CRC公司進口,一般配置為4臺內焊機、2臺熱焊機、10多臺填充蓋面焊機,采用全自動內焊機根焊+全自動焊填充、蓋面的焊接工藝,根焊、熱焊、填充、蓋面均采用實芯氣體保護焊絲。坡口機按焊接規程規定的形式進行坡口加工,吊管機、內對口器完成管道組對后,中頻加熱器加熱,進行CRC全自動焊接的流水作業,焊接電源采用移動焊接車。2.溝上半自動焊接目前,半自動焊接應用最為廣泛的細分有三類:STT打底+半自動焊接、手工焊打底+半自動焊接、RMD打底+半自動焊接。坡口機按焊接規程規定的形式進行坡口加工,吊管機、內對口器完成管道組對后,中頻加熱器或環形火焰加熱器加熱,進行半自動焊接的大流水作業,焊接電源采用移動焊接車。2.溝上半自動焊接STT打底+半自動焊接:STT焊機配送絲機打底、半自動焊機配送絲機填充蓋面,打底焊絲采用實芯氣體保護焊絲,填充、蓋面焊絲采用自保護藥芯焊絲;手工焊打底+半自動焊接:焊條電弧焊打底、半自動焊機配送絲機填充蓋面,打底采用焊條,填充、蓋面焊絲采用自保護藥芯焊絲;RMD打底+半自動焊接:RMD焊機配送絲機打底、半自動焊機配送絲機填充蓋面,打底焊絲采用實芯氣體保護焊絲,填充、蓋面焊絲采用自保護藥芯焊絲。2.溝上半自動焊接3.吊管機聯合吊裝下溝以西起東輸二線φ1219管道為例,配備5臺90t吊管機來完成管道的下溝。每臺吊管機配備尼龍吊帶或橡膠輥輪,起吊點距環向焊縫距離不小于2m,起吊高度不大于1m。管段下溝時,5臺吊管機以20m間距布置,同時起吊管段,最前面的吊管機暫時保持扒桿角度不變,其它4臺吊管機依次傾放扒桿,在最后一臺吊管機吊裝的管段位于管溝中線位置時放開管段,移動至最前面的吊管機前方20m處起吊管段;每個吊管機順序重復以上操作,通過吊管機的滾動式移動實現管段下溝。3.吊管機聯合吊裝下溝吊管機聯合下溝目錄長輸管道施工技術的發展一長輸管道施工技術簡介二山區地段施工技術2水網地段施工技術3穿越工程施工技術4質量、安全管理三平原地段施工技術1(二)山區地段施工技術簡介長輸管道山區地段,管道所經地區高低起伏、懸崖峭壁、河谷縱橫,且多為石方。施工進場、作業受地形地貌的限制,難度很大。管道施工的關鍵不單是要加強機具和設備裝備,而且要從施工組織和施工措施方面充分揮設備性能,實現機械化施工,以提高施工效率。(二)山區地段施工技術簡介首先在施工準備上,要根據不同地形條件進行專業機組配置,從設備、材料和人員上要綜合考慮,既要發揮機械化流水作業的優越性,配置流水組焊作業機組,又要克服地形條件帶來的障礙,化整為零,展開小臺班作業;施工措施方面以充分發揮設備性能為主要目的,在施工投入和施工效率綜合比選的前提下,盡可能的加大施工作業帶開拓力度,保證設備的通過能力,以展開機械化的施工作業,同時輔以預制發送、整體吊裝等多種措施克服溝谷、隧道和大坡度地段等施工難點。山區施工的主要工序特點是溝下組裝,其主要工序施工技術如下1.線路交接樁現場交接樁應由線路起點開始,逐段交接至終點。交接內容包括:線路控制樁(轉角樁、加密樁),沿線路設置的臨時性、永久性水準點。接樁人員對線路控制樁與施工圖紙仔細對照,兩者準確對應,控制樁上注明樁號、里程、高程、轉角角度。交接樁前丟失的控制樁、水準點由設計單位進行恢復、恢復后進行交接。1.線路交接樁接樁原始記錄:接樁人員對線路定測資料、線路平面圖、斷面圖進行詳細審核和現場核對,確保接樁正確無誤。接樁過程中,技術人員做好接樁原始記錄,該記錄由交接樁單位代表、監理、業主代表共同簽字確認,接樁人員妥善保管,作為指導施工放線的依據。交接樁的重點就是測量人員能準確定位每個樁的位置和明確坐標參數,以便作為測量放線的基礎數據,同時它的準確度決定了管道施工中線與設計中線的符合程度。2.測量放線2.1流程圖與沿線地方部門協調移樁填寫施工記錄準備工作儀器校驗測量定樁劃線2.2施工準備準備好車輛、設備、圖紙和人員,最重要的是設備儀器檢查校定:測量前對全站儀、GPS定位儀等測量儀器進行校定,儀器必須經有相關資質的檢驗部門校驗合格且在有效期內方可使用。在測量放線前,應與地方主管部門取得聯系,并征得同意后方可進行測量放線工作。應采取邊放線邊清點的方法原則,防止當地居民突擊栽種。如果放線時不能及時清點,也應與主管部門溝通好,由其派專人跟隨證明,施工單位則采用數碼相機等錄像手段將沿線作業帶內的地表作物情況加以記錄,以便作為征地賠償的依據。2.2施工準備根據管徑大小、施工方式、設計規定確定施工所需的作業帶寬度,合理劃分設備通行、管溝開挖、管線放置、堆土的寬度比例,確保施工順利。為減少對沿線林地、果園和苗圃等經濟作物的破壞,在林地、果園和苗圃等經濟作物密集區施工單位將根據施工能力采取適當的措施,合理的減少作業帶寬度,降低征地協調難度和賠償費用。2.3測量定樁對地勢比較開闊、可目測兩樁點的地帶,進行兩樁點插紅旗,用全站儀進行測量,打設百米樁及穿越、變徑、陰極保護等標志樁,測定出線路軸線和施工作業帶邊界線并定樁。對兩樁點間廠房、樹木等障礙物較多處,用GPS精確定位,用全站儀測量,打設標志樁,測定出線路軸線與作業帶邊界線后進行定樁。2.3測量定樁堅硬的巖石地段,線路起伏大、縱向轉角多、通視性差,設樁困難,正常的測量放線工作無法進行,此時采取加密測量點的方法進行測量,用紅油漆在巖石表面作標記,設立參照物并用紅油漆標示。測量人員根據設計圖紙確定施工作業帶范圍內的電纜、光纜及管線等地下障礙物的位置,在交叉穿越處打設標志樁并畫草圖做好記錄。除了圖紙標明的地下障礙物外,放線過程中還應向當地主管部門指定的配合人員詢問,查詢是否存在圖紙未標注的地下障礙穿越。2.4劃線線路軸線和施工作業帶邊界線定樁后,測量人員在兩樁點間拉設百米繩,沿繩撒白石灰進行劃線,放出管道軸線和作業帶邊線。劃線主要目的是方便征地清點和施工時確定設備行走方向,防止超出邊界,引發不應發生的協調問題。起伏較大段用斷續的紅油漆沿線在巖石上或樹木上作明確標記;特別是作業帶內需爆破削方的斜坡段和上下坡坡腳處進行詳細測量記錄。2.4劃線2.5與沿線地方部門協調測量放線過程中,對施工占地邊界內的農田、樹木、果園、地面及地下障礙物等,工農員積極與當地有關部門聯系協調,共同進行現場踏勘,確認清除面積與數量,并登記造冊。2.6技術要求測定出線路軸線和施工作業帶邊界線,每100m設置一個百米樁,對于所經過的公路的兩側、河流的兩岸分別設置穿越樁,地勢起伏較大的地段,要適當增加加密樁;在線路軸線上根據設計圖紙的要求設置縱向變坡樁、曲線加密樁、標志樁。在河流、溝渠、公路、地下管道、電纜、光纜穿越段的兩端,管線壁厚、防腐層等級變化分界處、陰極保護處設置標志樁。地下障礙物標志樁注明名稱、埋深和尺寸;壁厚、防腐層變化分界處注明變化參數、起止里程。2.6技術要求對于河流、公路、鐵路穿越地段、地下水豐富和管溝挖深超過5m的地段、運管車調頭處,根據實際情況編制施工方案,與業主商定作業帶寬度。對局部線路需要進一步優化地段,測量技術人員提出具體的線路路由,上報設計進行確認,同時及時向業主或監理單位反映,如確認改線,重新進行測量放線。在數字化管道的數據測量采集中,測量放線時地形原貌的原始數據,將作為回填后地貌恢復的重要依據,同時也是確保管道埋深符合設計要求的重要數據依據。安全事項測量放線是整個管道現場施工的首要工序,在山區坡陡谷深,沒有經過機械平整,安全問題應該放在首位,放線人員必須采取適當的防護措施,防止毒蟲、野生動物等對人的侵害和跌落等危險,具備可靠的通訊手段,隨時與駐地保持聯系。3.施工便道修筑3.1連接施工作業帶與現有公路之間的施工便道修筑選擇適當的位置,盡量利用現有的鄉(山)間小路修筑施工便道。一般采用單斗挖掘機、鏟運車、推土機進行作業,個別基巖地段采用松動爆破配合開拓;個別地段無鄉(山)間小路可依托的,采用削方的辦法開拓便道。3.2施工作業帶內的便道修筑施工作業帶內的便道修筑結合作業帶清理時一并進行,陡坡地帶進行降坡處理或修筑“Z”字形便道以減緩坡度,以滿足設備通行需要。3.3施工便道修筑方法和基本形式根據以往施工經驗采取如下幾種便道形式:對于一般地段采取用推土機推掃平整后,用機械壓實。對于山坡地,采用爆破后機械配合人工就地挖填方降坡的方式修建便道。對于梯田則用推土機將階梯推成斜坡的方法修建。對施工沿線不能斷流的溝渠,修建便道時需埋設過水涵管,保證作業帶的暢通。對于便道和干線公路銜接處,用袋裝土鋪墊,并不得損壞路面及路肩;對于有路邊排水溝的要埋設過水涵管。3.3施工便道修筑方法和基本形式在橫坡上修筑便道在管道沿山腰方向行進時,施工作業帶需要修筑在橫坡地段,根據現場具體地形可采用半挖半填的方法進行修筑,現場修筑方式如下圖所示。填方挖方便道3.3施工便道修筑方法和基本形式在橫坡上修筑便道3.3施工便道修筑方法和基本形式在梯田、臺地上修筑便道管道在翻越丘陵時,施工作業需要沿梯田、臺地升高、降低方向修筑,根據現場具體地形可采用挖高填低的方法進行修筑,現場修筑方式如下圖所示梯田、臺地便道填方挖方4.施工作業帶清理山地多以巖石為主,表層覆土較薄,且多為林地,施工作業帶開拓時,在滿足施工需要的前提下要盡量減少對原始地貌的改變,少損壞植被,作業帶內植物能移植的盡量移植,減小管道敷設后固土植物的再植量,最大限度地保護環境。對于局部凹凸不平的小坡脊、和孤石,由于推土機無法通行,采用爆破方式或巖石開鑿機粉碎突出的坡背和塊石,再用挖掘機清掃,機械平整、壓實,形成有較為平坦的路面,滿足設備行走的需要;拓寬作業帶處用塊石或袋裝土堆砌,以保證作業帶穩固,挖方處清除易松動滑落的孤石或土石方,以保障人員、設備的安全。4.施工作業帶清理山區的作業帶清理,應與作業帶內的施工便道修筑同步進行。石方段清理時,根據巖石風化程度,決定是否采用爆破方式。作業帶清理時產生的棄渣等,應根據當地主管部門要求或實際地形情況,采取外運或修筑擋土墻存放等方式。總之,清理時產生的渣土應在地貌恢復時盡可能的利用到原位置,將水土流失和壓占地減少到最低程度。山區坡地施工便道修筑和作業帶開拓時,設專人瞭望監護,一是查看是否有落石等對施工設備和人員造成危害,另一方面監護施工,防止產生的渣土滑落時對其他人造成傷害。特別是沿路邊施工時,更應采取可靠措施和加強監護。4.施工作業帶清理5.管材運輸與保管5.1運管方式通常情況下,山區運管包括一次運管、二次倒管、三次倒管及布管,其方式如下:5.2注意事項公路運管要注意車隊的行駛前方設引導指揮車開路,處理沿途事宜。施工便道上的推填方要經過機械碾壓,保證車輛安全。沿路個別急轉彎處要慢行,對于沒有標記的急轉彎和陡坡要設路牌提示。在叉路口設指示牌,標明施工單位和機組以便管車能按調度指令準確運送管材到現場。5.3運管方案綜述針對山區道路的特殊性和道路狀況的多樣性,集合以往施工經驗和運輸設備及運輸能力,在施工中將根據現場實際情況采取不同的運管設備進行管材的運輸,具體方法可大致分為以下幾種:對于轉彎半徑小的盤山公路和鄉間路采用山地專用運管車背管,背管運輸方法如下圖所示。5.3運管方案綜述對于縱坡小于30°的山坡地段,采用履帶背管車背管或拖管爬犁運管,具體運管方法見下圖。履帶運管車運輸爬犁運管車運輸

5.3運管方案綜述5.4防腐管的運輸防護

在山區段進行管材運輸,存在倒運次數多,運輸道路復雜多變,運輸設備多樣化,因此在進行管材運輸過程中,要特別注意保護號管材的防腐層,保護防腐層要注意以下方面。防腐好的鋼管運輸時,在鋼管之間,鋼管與運管車之間,都要加放軟墊,鋼管運輸前必須用索具捆扎牢固,索具外表面用膠皮包裹,與鋼管的接觸面加放5~10mm的膠皮軟墊。防腐管兩端口與運輸車輛接觸處用枕木或橡膠墊隔開。5.4防腐管的運輸防護用運管撬拉運管線布管時,運管撬兩側必須設置護欄。運管撬與管材的接觸部位綁扎膠皮墊層,牽引鋼絲繩必須栓牢,并將鋼管與運管撬捆牢,鋼管不能與地面摩擦拖拉。由于采用的順序施工,為防止堵塞交通,管材運輸應保持均衡狀態,基本做到隨運、隨布、隨焊,以免出現堵塞而增加倒管而加大防腐層損壞的機率。5.5保管防腐管在施工現場臨時堆放時,應根據防腐管的規格、級別分類堆放,堆放的管子不允許與地面接觸,底部應墊軟墊層,墊高200mm以上。管子應同向分層碼垛堆放。山區、河谷地段管子堆放應根據現場實際情況采用相應的堆放辦法,避免滾管、滑管和山水沖刷。管垛支撐應以管子的中部對稱布置,管端距端部支撐的距離為1.2-1.8m,管垛支撐可采用砂袋或填充軟質物的紡織袋。任何形式的支撐物與管子的接觸寬度不應少于0.4m,管垛兩側底部防腐管的外側應設固定管子的楔形物,以防滾管。5.5保管堆放場地應設置明顯安全警告標志,并在管場周圍拉設警戒線,防止非施工人員進入發生人身危險。有條件時較大的堆放場應設專人監護。山區的道路通行狀況受天氣影響較大,如果在連續雨雪天氣期間,將影響運輸車輛的管材運輸能力。除了在困難路段安排專用應急拖拉、修路設備外,更重要的是根據天氣情況合理安排管材運輸計劃,同時在中轉站附近設立自己的管材臨時儲存場地,以便管材到貨后無法進入施工現場時作為屯管場,天氣好轉時作為管材來源場地。6.管溝開挖管道埋深對管道的運行安全非常重要,所以必須對管溝開挖工序進行嚴格控制。管溝開挖嚴格按照設計要求的深度執行,土方地段主要采用機械直接進行開挖的方式成溝、對坡度較大機械無法行走的地段可采用人工開挖管溝。石方地段采用松動爆破的方法開挖管溝,設備可以行走的地段,利用挖掘機清理管溝;設備無法行走的地段,爆破后用人工清理管溝,將溝內爆破產生的碎石或其它雜物清理干凈。開挖成的管溝必須平直,局部不平的可以用風鎬找平。6.管溝開挖由于山區段管道受地形影響,起伏較大,變坡處對,各種轉角頻繁,因此,為了確保開挖后的管溝符合設計要求并為施工提供良好的條件,開挖成型的管溝要順直,無突出的尖石棱角;管溝開挖完成后,要按照設計和規范要求進行復測,復測過程中主要控制溝深和彎管(彎頭)處管溝角度和深度。可以按照彎管的實際彎曲曲線在現場進行放樣,以便及時對管溝進行修整。石方段管溝開挖驗收完成后,按設計和規范要求在溝底鋪墊細土,防止管道就位過程中劃傷防腐層。6.管溝開挖7.布管

管溝成型后,要根據現場不同的情況因地制宜,采用相應的溝下布管方式,具體布管方法可分為下列幾種:坡度≤15°時,用吊管機沿施工作業帶直接將鋼管布在管溝內,用袋裝土作管墩,管墩高度根據實際地形需要設置。15°<坡度≤30°時,開鑿“Z”字形便道和操作平臺,利用吊管機沿施工作業帶布管,在布管過程中要考慮吊管機的防滑措施(如楔形架)。7.布管7.布管坡度≥30°的短坡,吊管機無法行走,在底部或頂部預制管段,采取吊裝方式完成施工。7.布管坡度≥30°的長坡,吊管機無法行走,坡頂安裝卷揚機,底部搭設預制平臺,管材布放在坡底,管道在坡底進行預制,采取邊預制邊牽引的施工方式。因山區地段彎頭、彎管多,為了減少現場施工調管工作量,在布管前應根據管溝開挖測量成果表進行選管,并對管段和彎管、彎頭進行編號,現場布管時應按照編號和測量成果表進行對號入座。8.管道組對焊接

山區段施工受地形影響,組對采用外對口器組對進行(部分地勢相對平緩區域也可采用內對口器進行),采用溝下組對。坡度較大或施工作業帶受限地段采用輕便汽油焊機焊接,并在各焊口位置修建平臺放置輕便焊機。

山地施工的典型地貌為管道沿縱坡和橫坡敷設,下面簡要介紹。8.1縱坡地段管道安裝當坡度≤15°時,施工機具(如全液壓自行焊接電站、吊管機與挖掘機等)能夠沿坡行駛時,施工時可將管道直接布在管溝內進行組對焊接;15°<坡度≤30°時,設備爬行或作業困難,依托修建的“Z”字型便道及若干作業平臺,自下而上進行安裝。這兩種情況施工時,當吊管機及自行電站停于組焊位置時,采用鋼制契形支撐分別置于吊管機兩側履帶的下面,并用袋裝土堆積在履帶下面起到作業平臺的功效;采用氣囊頂舉法配合管段組對,以減小吊管機的受力,并起到保護防腐層與溝壁的碰撞。8.1縱坡地段管道安裝大于30°短陡坡采用預制吊裝就位的方法,將管道在坡頂或坡底預制檢測合格后,利用汽車吊或多臺吊管機進行吊裝就位。當坡度大于30°、坡長較長時在溝內布設輕軌和滑車,坡頂安裝卷揚機,底部搭設預制平臺,管道在坡底進行預制,采取邊預制邊牽引的施工方式8.1縱坡地段管道安裝輕軌配合安裝8.2橫坡地段管道安裝管線在橫坡地段施工,當坡度較小(大于8°,小于15°)時,作業帶開拓采用半填型。坡度較大(大于15°)時,用編織袋裝土或碎石壘砌護坡,進行分層夯填。從管溝挖出的土、石方必須放置于坡下。管溝開挖完成后,用吊管機進行布管,轉角處根據實際測量角度彎制彎管,布管時應防止損傷防腐層。采取溝下焊接方式,設備沿施工作業帶行走,應與管溝保持一定的安全距離,防止重力壓塌管溝,焊接完成后,按照要求進行檢測、補口補傷。8.2橫坡地段管道安裝橫坡地段管道安裝

焊接參數等在這里不再詳述,山區段施工主要應注意設備、人員施工時的安全。設備安全主要采取防滑措施(楔形架),防止發生溜車,同時焊接電源應做好防雨淋、接地措施。人員溝下施工時應做好操作位置的支護措施,防止塌方、頂部滑落土石塊等對人員造成傷害。8.3質量要求管口組對前用自制清管器清除防腐管內雜物,確保管內清潔,為后續清管工序打好基礎;用棉紗銼刀和電動鋼絲刷等清除管端25mm范圍的油污、鐵銹、毛刺等,并打磨露出金屬光澤。管口組對的錯變量均勻分布在圓周上;根焊完成后,禁止校正管子接口的錯變量;嚴禁用錘擊方法強行組對管口。組對各項參數應符合設計及規范規定。焊絲、焊條應存放在移動焊材庫內或焊條桶內,作到隨用隨取。8.3質量要求焊口預熱、焊接技術參數依據《焊接工藝評定》確定。根據環境條件,焊接時使用防風棚保證風速、環境溫度等符合規范要求。禁止在坡口以外的管壁上引弧;焊機地線與管道坡口搭接牢固,為防止地線與管壁產生電弧而燒傷管材和防腐層,焊前在防腐層兩端纏繞寬為800mm的保護層,以防焊接飛濺灼傷。根據要求,焊后需要采取緩冷的,焊道需包裹保溫被。每天收工前,將管子兩端用特制的管口密封套密封,以防止雨水、泥沙、雜物等進入管內。9.防腐補口9.1補口方法

山區地段管線的補口補傷程序與平原段作業程序相同除銹外防腐層目檢及電火花檢漏補口及其檢驗補傷下溝回填沿線電火花檢漏地面檢漏儀檢漏補傷處理措施填寫施工檢查、記錄開挖補傷無漏點有漏點合格不合格無漏點有漏點有漏點無漏點合格9.1補口方法當坡度太陡時,空氣壓縮機和噴砂罐無法運至作業現場的問題,可采取以下措施:制作輕型噴砂罐:將噴砂罐制作成便攜式,重約25kg,這樣就能保證人能輕松地將其運送至工作陡坡地點。將空氣壓縮機置于山頂或山底,用活接頭把送風管連接起來,將空壓機產生的壓縮空氣引至管口處進行噴砂作業。9.1補口方法山區防腐作業示意圖接輕型噴砂罐空壓機膠皮管9.1補口方法9.2防腐層保護措施

管道防腐層是否被損壞,對于管道的壽命至關重要,直接關系管道的運行維護。在整個施工過程,每道工序都應加強對防腐層的保護和檢查。針對此情況,我們從防腐管運輸保管、布管、施工過程等方面采取措施加以保護防腐管的防腐層。9.2防腐層保護措施防腐管的運輸及倒運

管材的拉運采用專用運管車,在車上安裝拉管專用的弧型管架。弧型管架上輔有δ=20mm的膠皮板,用來確保管件的防腐層不受損害。管材裝卸車采用專用吊具與吊帶,裝卸過程中用引繩牽引防腐管,防止鋼管旋轉刮傷防腐層。9.2防腐層保護措施管材的保管

堆放場地經壓實平整,無石塊、枝條等損傷防腐層的東西;管子層間加軟墊保護防腐層(防止損壞出廠時所捆帶的保護繩)。9.2防腐層保護措施布管中的防腐層保護

吊管機布管采用尼龍吊帶布管。當采用牽引布管時,在防腐管包裹厚為10mm以上的保護層(竹披或膠皮等)。爬犁布管時,在管壁與爬犁的接觸點墊加厚度為15mm以上的橡膠層。石方管溝布管時,用編織袋裝土作管墩,管墩高度根據實際地形需要設置;兩側溝壁放置裝有稻糠的草袋等墊層,防止溝壁碰傷防腐層。9.2防腐層保護措施水工保護施工時防腐層的保護措施

在管溝回填前,如果條件允許,可優先進行水工保護,避免二次開挖損壞防腐層。在進行基坑開挖的過程中,當接近管體時要緩慢鏟挖,不得用力過猛,防止損壞防腐層。嚴格按照設計要求進行施工,必要時可在管體上裹上一層保護層以保護防腐層。10.山區斜坡段管溝的防沖刷保護山區斜坡段(上、下坡段)由于管溝開挖后回填土為篩選后的細沙土及部分碎石,整個管溝形成了易于被水沖刷區域,當雨水過大時,匯水會順坡而下,將管溝底部的回填細土全部沖走,危及管道的安全。為了確保施工完的管道的安全,斜坡段管道在防腐補口完成后要及時回填,并及時按照設計要求完成水工保護工作,不能立即回填的管段,要用袋裝土堆砌在管道上,壓住管子形成擋水墻,防止施工過程中形成雨水的匯流沖刷。10.山區斜坡段管溝的防沖刷保護同時對于靠近公路邊溝或山間溝谷匯流溝渠的管溝應采取可靠措施與上述水溝加以隔離,防止下雨時造成沖刷。施工時應每天收聽天氣預報并向各作業機組進行通報,尤其對于中長期天氣趨勢的預報,更應加強關注,以便合理安排管材運輸、管溝開挖、回填等受天氣影響大的工序的施工。10.山區斜坡段管溝的防沖刷保護11.管溝回填管道回填前使用電火花檢漏儀按設計要求的檢漏電壓對管道防腐層進行全面檢查,如有破損或針孔及時修補。按要求填寫測量成果表、管道工程隱蔽檢查記錄,由監理工程師對質量進行檢查和復測確認合格并在記錄上簽字后方可進行管溝回填。回填要求必須符合設計要求和施工規范。11.管溝回填山區段主要為石方管溝,根據規范要求,石方管溝在回填時細土應回填至管頂上方300mm,細土最大粒徑不超過10mm;然后再回填原土石方,但土石方的最大粒徑不超過250mm。回填細土采取就近拉運篩選和就地粉碎石方兩種方式獲得;如部分地段確實難以獲得細土,可以適當考慮細土外運,細土獲取較難地段可以適當采用袋裝細土包覆管道施工,以減少細土用量。外運細土要在經過協商確定取土地點取土,并根據要求進行挖方,利用人工或機械運至管溝內,采用袋裝細土包裹管段至管頂300mm再原土回填,并在管道回填同時立即按設計要求進行水工保護施工。11.管溝回填11.管溝回填水工保護是針對管道附近地表或地基的防護工程,防止由于雨水、重力作用、風蝕、地震及人為改變地貌的活動給管道造成的破壞;另外,水工保護工程也是一種環境治理工程,是管道建設中水土保持的重要部分。采用的水工保護類型有:漿(干)砌石擋土墻、草袋素土擋土墻、漿(干)砌石護岸(坡)、草袋素土護坡、線路截排水溝、混凝土配重塊和平衡壓袋等。11.管溝回填12.管道試壓輸油長輸管道除在人煙稀少、寒冷、嚴重缺水地區,且管道滿足止裂要求,試壓時必須采取防爆安全措施的情況下,可酌情采用氣體作為試壓介質外,均應采用水作為試壓介質。輸氣管道長輸管道的三、四級地區線路試壓正常情況下采取水壓試驗,且大口徑、高壓力長輸管道的一、二級地區的氣壓試驗存在著一定的風險,故目前長輸管道試壓除水壓試壓確實無法實現的情況外,絕大部分采用水壓試驗。12.管道試壓

山區管道沿線地勢起伏大而多,造成水壓試驗分段多、分段難;部分地段可利用的水源和溝渠較少,取排水困難;可利用的施工道路少,有些地段根本無法修筑進場道路,試壓的大型設備難以進場;山高林密、地勢陡峭,清管試壓場地很難找,即使勉強找到了也很狹小,設備機具的現場擺放很困難;沿線部分管道部分地段距離居民區較近,試壓風險大。

下面簡要介紹山區水壓試驗的程序和注意要點。12.1準備工作成立專門的清管、試壓專業隊伍,作業前進行上崗培訓和技術、HSE管理交底。根據工程的實際需要購置和制作清管、試壓機具。主要有:空壓機、收發球筒、各類清管器、發電機、上水離心泵、流量計、高壓泵、打壓頭、壓力天平、壓力及溫度記錄儀、壓力表、溫度計等,儀器儀表應進行檢定。按設計及標準要求最大允許高差并結合管道線路的高差、水源點的位置、試壓場地等實際情況進行試壓分段。12.2清管和測徑清管測徑作業驗收要求清管作業驗收要求:投入的最后一枚清管器清出的固態物質的量不超過2升,清管作業合格。測徑作業驗收要求:測徑板沒有明顯變形,也未出現凹凸現象、彎曲或損傷,測徑作業合格。12.2清管和測徑控制要點對各種類型清管器和清管、測徑的有關材料進行質量及外觀檢查,確認合格后方可用于清管、測徑作業;為便于運輸、操作、加快施工進度和適應山區段清管、測徑采用小型的快裝盲板式收發球筒;收球筒應安裝在地勢較高且50米范圍內沒有建筑物和人口的區域內,并應設置警示標識;12.3管道試壓試壓前的準備工作待試壓管道焊接質量檢驗全部合格;試壓管道全部下溝并完成回填;外防腐層音頻檢漏完成并合格;陰極保護焊接引線全部完成。水質化驗管道上水前,對取水點的水質進行化驗,要求水質清潔,無油污,pH值6-9。12.3管道試壓試壓設備的安裝在試壓頭內預先放置兩枚注水清管器,然后按相應焊接工藝規程將試壓頭焊接到試壓段的兩端,進行RT、UT檢測并合格;安裝上水流程及電器控制盤柜,并集中布置在作業棚內,以便于操作和控制。12.3管道試壓注水排氣

注水時要保證充足的水源,避免斷流和間接注水以防止大量空氣進入。最初,在第一個注水清管器前面的管道內注入300m長或250m3的沖洗水。水注入后,將流量計復位到0,而后將水轉向,注入到第一個注水清管器的后面。第一個注水清管器將被注入的水推出發射筒。在第一個注水清管器的后面,注入300m長或250m3,并緊跟第二個注水清管器注入試壓水,以類似方式發射第二個注水清管器,以防形成氣穴。之后流量計應再次調零。持續注水推動注水清管器和沖洗水,直至試壓管段注水完成。

通過在接收端控制排氣量來控制注水清管器的行走速度,保持注水清管器和接收頭之間有充足的背壓,防止下坡段水流中斷和空氣進入。12.3管道試壓強度試驗

注水排氣完成后,割除試壓頭上高壓上水閥以外的管道,除了儀表和高壓泵的接口,在所有的接口處安裝盲法蘭和封頭。

啟動加壓泵,緩慢地增加試驗壓力,達到試壓段最高點的最低試驗壓力的30%,穩壓30分鐘,穩壓期間檢查所有的管件和連接段,看是否有漏水情況。繼續增大壓力至試驗壓力的60%,穩壓30分鐘,穩壓期間對管道再次進行檢查,無異常現象,升至試驗壓力的95%,然后以均勻速率緩慢增加試驗壓力,達試壓段的最高點的最小試驗壓力,在試壓標段的最低點的試驗壓力不得超過管道最低屈服強度的90%。穩壓4小時,壓降不大1%試驗壓力值,且不大于0.1MPa為合格,穩壓時間應在管段兩端壓力平衡后開始計算。12.3管道試壓強度試驗

要注意控制從注水至強度試壓開始之間必須有不少于24小時的穩定期,以完成溫差形成的熱交換。

在穩壓期間,按要求認真做好記錄。12.3管道試壓嚴密性試驗強度穩壓4小時經驗證合格后,慢速平穩開啟排放閥門進行降壓,將試壓管段最高點的壓力降到嚴密性試驗壓力。嚴密性試驗壓力穩定后,關閉通向壓力管線的閥門和切斷壓力泵的連接,開始不間斷穩壓24小時。在穩壓期間,記錄儀和壓力天平繼續工作,做好記錄。如果沒有出現最大為1%且不大于0.1MPa的壓力降,則嚴密性試驗合格。12.3管道試壓卸壓排水清掃試壓完成后,拆除所有的現場接頭和儀表,緩慢開啟放水閥將管道壓力卸除,保證每小時小于5MPa的速度連續降壓,防止水擊載荷損傷管道。當卸壓到卸壓點和分段最高點的高差壓力值時,停止卸壓。啟動空氣壓縮機推動排水清管器從試壓段的一端向另一端進行排水。排水管道必須錨固,要有足夠的強度、安全的支撐,以免排水時擺動。要采取措施防止沖蝕地面、河堤和地表植被。12.3管道試壓卸壓排水清掃輸氣管道排水結束后,在試壓段兩端安裝收、發球筒,在發球筒一端先采用空壓機推動排水清管球連續多次進行排水清掃。待排出端無明顯積水排出后,再采用干燥清管器對管道進行多次清掃。為提高清掃速度,我們采取了每隔1小時發射一枚干燥清管器的辦法,吸附管內存水,直到接受的干燥清管器不變色,且增重小于1.5千克時為吹掃合格。管道試壓、清掃合格后及時密封管口,連頭時再打開封堵。12.4HSE管理安全環保措施吹掃、試壓現場設置六牌一圖一欄和有關警示標志、標識。2吹掃、試壓區域50米之內只限參與作業的工作人員進入。其他人員必須經HSE監督員準許才能進入試驗區。3試壓開始前,應當在通往試壓作業帶的所有進口道路設置警告標志。試壓開始后,巡線工應在管線6米之外巡邏,除檢查管道清管、試壓期間有無異常外,還要防止無關人員進入作業區域周邊50米之內。4試壓時,封頭對面100米內不準站人,發現泄漏時應立即停止升壓,嚴禁帶壓補焊。12.4HSE管理安全環保措施夜間施工要配備足夠的、固定的照明設施;在有人煙和交通道口要設置紅色信號燈作警示,并設專人執勤。應獲得業主和地方政府的同意才能從水源取水或排放試驗水。試壓時應時刻確保噪音不超過地方政府的許可限度及安全工作范圍。在試壓作業期間需提供和維護可靠的通訊聯絡。山區試壓時,洪水、滑坡、泥石流和崩塌等自然災害極有可能發生。為防范于未然,加強管道周邊的巡查,并組織搶險隊伍和機具。12.4HSE管理應急措施建立應急組織機構。告知應急辦公室、當地醫院急救、消防、交通事故處理的應急電話。現場配備專職人員和專用車輛,用于施工人員意外傷害搶險。現場發生事故后,如出現心跳、呼吸停止等緊急情況,應立即進行現場急救、通知當地急救醫院。發生水體污染事故后,立即通知應急處置領導小組和應急處置辦公室等有關方,并立即攜帶儀器、設備趕赴事件發生現場,對事件的類型、級別、性質做出初步的認定,及時采取控制措施,防止事態進一步擴大。大的水體污染事故、情況復雜有影響的在盡力控制的同時,上報上一級有關部門和當地政府。目錄長輸管道施工技術的發展一長輸管道施工技術簡介二山區地段施工技術2水網地段施工技術3穿越工程施工技術4質量、安全管理三平原地段施工技術1(三)水網地段主要施工技術

水網地段與普通平原段長輸管道施工相比較,主要有以下顯著特點:地表多為水田、魚塘、溝渠,長期被水浸泡,地下水位高,土壤承載力低,大型設備的進出場及作業困難。部分地段地下存在流沙層和淤泥層,成溝困難,管溝開挖、管道下溝難度大。陰雨天氣多、空氣濕度大,影響焊接、防腐質量,并影響施工進度計劃正常執行。(三)水網地段主要施工技術

水網地段與普通平原段長輸管道施工相比較,主要有以下顯著特點:河流、溝渠、魚塘、公路成網狀密布,穿越頻繁,有的地段連續穿越,穿越密度大,施工作業面短,焊接流水難以實現,機具設備轉場頻繁。且需穿越的河流部分通航,大開挖穿越施工難度大。河流縱橫、橋梁眾多,個別橋梁承載力低,難以滿足運輸要求。設備、材料運輸困難,橋梁加固工作量大。(三)水網地段主要施工技術

有以上水網地區的施工特點可知,綜合利用和改進各種施工技術,改變施工作業環境狀況、配置專用施工機具克服客觀困難提高施工效率、保證施工質量及HSE要求,是水網地區長輸管道施工的關鍵。下面簡要介紹水網地區主要工序施工技術措施。1.測量放線水網段的測量放線程序和一般線路相同,只是對設備和人員防護有著特殊的要求。由于沿線溝渠較多,且水深較大,人員、測量設備無法直接通過,如果繞行,則會花費更多的時間和施工成本,所以需配備簡易的載人橡皮筏和救生衣,以提高施工進度。由于作業帶內積水較多,邊界劃線不能像一般地段那樣利用撒灰線的方法,可以利用短竹竿,在頂端噴上紅漆或綁上紅布,每隔一定距離在兩側的邊界定樁,這樣既能清楚的標定邊界,又簡便易行。2.設備進場、轉場及管材運輸設備進場、轉場及管材運輸主要利用現有的公路及鄉村道路。管材的運輸需要采取多次倒運,干線公路采用大型運輸車輛,鄉村道路則根據道路情況采用單管運輸車輛等方式。對于中型河流的阻隔而通過公路運輸、轉場極其困難的情況,根據現場的實際情況修筑簡易碼頭,優先采用當地的運輸駁船進行設備的進場、轉場及管材運輸,如果無運輸駁船,采用簡易輪渡技術保證施工設備進場、轉場及管材運輸。2.設備進場、轉場及管材運輸利用簡易輪渡技術進行設備轉場2.設備進場、轉場及管材運輸針對小型河流、溝渠阻擋而現有鄉村級道路不能滿足運輸的情況,我們綜合采用橋梁加固、預埋涵管、搭建沉箱便橋的方法保證施工設備進場、轉場及管材運輸。施工設備通過沉箱便橋轉場2.設備進場、轉場及管材運輸預埋涵管橋梁加固3.施工作業帶修筑明溝降水修筑施工作業帶

由于水網地段地下水位普遍較高,且管道走向多是從中間橫穿多塊水田,為保證不影響非作業帶的作物種植,對于沿線所經過的水田、菜地等地段的作業帶,采用在施工作業帶的兩側開挖明溝進行排水,以降低地下水位,提高作業帶承載力;開挖明溝所挖出的土方用于施工作業帶兩側筑壩,以阻擋兩側因下雨或其它原因造成的地面積水。如果作業帶兩側水田的灌溉渠被截斷,則需要使用涵管穿過作業帶,人工修筑灌溉渠,保證水田的灌溉用水。3.施工作業帶修筑明溝降水修筑施工作業帶明溝排水筑壩1.9mL明溝排水筑壩施工作業帶3.施工作業帶修筑鋪設防沉鋼板便道

對于地勢低洼、水位較高、表面比較泥濘地段,采用鋪設防沉鋼板的方法,提高便道的承壓強度,保障大型設備的通行。防沉鋼板便道4.布管

根據管道沿線不同的地質情況,采用不同的布管方法:施工作業帶便道承載力較強處,采用寬履帶吊管機直接布管,吊管機吊臂套舊輪胎保護,避免吊運過程中碰傷鋼管的防腐層。施工作業帶土質較軟、承載力較差的地段,用寬履帶推土機、寬履帶吊管機等設備拖帶寬腳爬犁進行運管、布管。

爬犁運、布管5.管道組焊目前水網地區的主線路組焊普遍采用的溝上半自動焊接。吊管機吊裝、內外對口器對口,中頻或環形火焰加熱器加熱,半自動焊流水作業,焊接電源采用移動焊接車;對于地表承載力較差且地層含礫石和粗砂或流沙地段,綜合采用井點降水、打鋼板樁、開挖管溝、溝下組焊的方式進行施工,施工設備采用氣囊輔助安裝焊接,使用小型焊接設備進入現場。5.管道組焊水網段組對焊接施工時應該加強對電氣設備的監護和防護,防止人員觸電或設備短路等事故的發生。所有移動電站均設有可靠接地,從電源向外引出的電源線均經過漏電保護裝置,所有漏電保護裝置均試驗合格。每個工位上均設有專用掛具,以便吊掛焊槍和磨光機等電氣工具。6.管溝開挖及管道下溝地層為粘土和細砂、地表承載力較低的地段,采取“人”字形開挖機械沉管技術,完成管溝開挖及管道下溝;對地質較好的平緩地段采用溝上組焊、單斗挖掘機挖溝、吊管機整體下溝的施工方式。水網段的管溝應及時排水,在開挖時是為了防止管溝塌方、漂管,確保管溝成型;回填時是防止回填土與水混合形成泥漿,達不到規范對回填土的要求。6.管溝開挖及管道下溝人字形開挖下溝目錄長輸管道施工技術的發展一長輸管道施工技術簡介二山區地段施工技術2水網地段施工技術3穿越工程施工技術4質量、安全管理三平原地段施工技術1(一)河流大開挖穿越河流開挖穿越可分為有土圍堰穿越、無土圍堰開挖穿越和水下成溝、漂浮發送穿越等。1.有土圍堰穿越河流河面寬度較窄,河水流速較小、不通航的河流,采用全幅圍堰。對部分河水流動或下游有用水需要的河流,需在穿越處挖導流渠或配備水泵將水從上游抽至下游。河面較寬,水流較大時,采用半幅交替圍堰。1.有土圍堰穿越河流施工工序測量放線施工準備草袋圍堰檢查驗收、管溝回填配重塊安裝開挖導流渠堰間排水、清淤穿越段管道施工管溝開挖、管道下溝圍堰拆除、地貌恢復1.有土圍堰穿越河流施工準備施工前應詳細閱讀施工圖紙及設計文件,詳細調查穿越處水文、地質情況,制定施工方案,報監理單位批準。根據施工總體計劃安排和施工實際進度情況,在河流穿越前由外協人員向當地水利部門上報河流穿越的報告,征得其同意并獲得批準。1.有土圍堰穿越河流測量放線

根據確定的溝底寬度和坡度,施工前,測量人員在岸邊打標志樁、撒白灰線,標明管溝中心線、管溝邊線、圍堰邊線,標明作業帶邊線。1.有土圍堰穿越河流開挖導流渠

在圍堰前,在預制管段側的河流對岸開挖導流渠,將截流后的上游河水引至下游。導流渠斷面尺寸和開挖長度視現場實際情況確定,導流渠兩岸圍堰高度不能低于穿越河流的堤岸高度。管溝中心線圍堰導流示意圖導流渠圍堰河流1.有土圍堰穿越河流圍堰施工管道施工時先將淤泥層清除并轉移出管溝開挖區,在管溝中心線兩側用袋裝土進行圍堰:一側圍堰頂可鋪防沉板做為施工機械便道,寬度視需確定;另一側圍小堰,圍堰高度為河底硬地到水面以上1.5m,圍堰長度為兩河堤內側寬度,圍堰壩體坡比不小于1:0.75。圍堰方法如下:用尼龍袋或草袋裝土,人工錯碼迭放進行圍堰,然后沿圍堰腳各打一排木樁,木樁規格和間距以保證堰體長度為宜,木樁頂部露出水面約1m,樁與樁間用鐵絲進行加固。圍堰完成后,若圍堰間有漏水現象,則在圍堰迎水側加設一層防水土工布,防止圍堰滲漏。1.有土圍堰穿越河流分段截流圍堰法1.有土圍堰穿越河流堰間排水、清淤圍堰完成后,用潛水泵將堰間積水排入兩側河里。堰間積水排干后,先用人工在河道內沿作業帶邊緣開挖排水溝(深度低于硬塑土層0.5m),將滲水引入集水坑中用泥漿泵抽排,人工清淤,將河底淤泥清至河岸淤泥堆放場地晾曬。

1.有土圍堰穿越河流穿越段管道施工用單斗挖掘機平整河床及兩岸,使作業帶平滑過渡,施工設備行走的施工便道根承載力情況可采取防沉板或鋪設碎石等方法進行加固,按規范要求進行管道預制施工。管道預制完成后,根據不同地質調減可采取多種施工手段實現穿越段管道就位:當穿越點為淤泥、粘土等軟地基時,一般采取牽引發送的方式進行施工;卵礫石地段可采取吊裝的方式就位,距離較長時可采取漂浮發送法施工;石方地段一般對管道采取保護措施后吊裝就位。1.有土圍堰穿越河流漂管發送1.有土圍堰穿越河流穩管管溝回填前,按設計要求進行穩管施工。檢查驗收、管溝回填管溝回填前向監理報驗,請監理現場檢驗管道埋深、穩管質量,并且在管溝回填前用電火花檢漏儀進行外防腐層檢驗,檢驗合格后,方可回填管溝。地貌恢復管溝回填用原土回填至河床原標高,并將主河槽內的圍堰拆除,回填導流渠,恢復地貌,堤壩恢復按設計要求執行。2.鋼板樁圍堰穿越河流

水網地區,管道沿途穿越河流、魚塘較多,當地用于圍堰的可利用土方少,大部分需外購且價格高。為此,采用無土圍堰—鋼板樁圍堰技術解決部分河流的穿越無疑是一種較好的施工技術。2.1工藝原理

鋼板樁圍堰是利用鋼板樁的自密封特點,使用駁載體設備承載打樁設備,沿管線走向,垂直于河岸打設鋼板樁,目的是在河流中間形成一段獨立水域,以便后續施工。鋼板樁自身的彎曲強度足以支撐水壓力,但是由于河床地質條件的差異,難以確定鋼板樁入泥部分泥土的支撐能力,所以利用鋼管樁分段加強。管樁的入泥深度視地質情況而定,但必須大于鋼板樁入泥深度。2.1工藝原理

駁載體是承載打樁設備進行打樁的臨時設備。為保證打樁的順利進行,駁載體必須有相當的穩定性及承載能力。駁載體可根據所處地段的實際情況,采用駁船或由浮箱拼裝而成。水深較大,可通航地段,宜采用駁船;不可通航地段,宜采用多功能浮箱拼裝而成。在工作中駁載體主要使用浮力原理。駁載體應承載各種打樁設備的安全系數應在1.5~2.5之間。另外,在條件允許的情況下,駁載體面積宜較大,這樣才能保證一定的穩定性。2.2施工工藝

工作流程測量、放線駁載體準備打樁設備準備板樁檢查維修板樁就位打樁設備在駁載體上就位打樁鋼板樁支護穿越施工鋼板樁拆除鋼板樁回收保養2.2施工工藝

測量放線測量放線是為了確定鋼板樁圍堰的位置,要考慮到當地的地形、地質條件的影響。由于鋼板樁圍堰需要一定的入泥深度來保證穩定性,并要求所插入部分的泥土有相當的抗壓強度,所以在位置選取時,盡量避開巖石層和淤泥較深地段。2.2施工工藝

駁載體準備駁載體可以利用當地駁船或利用浮箱現場預制,其承載能力及穩定性是最為關鍵的因素。浮箱先在預制場地制作,然后運往施工場地進行拼裝。為了運輸的方便,單個浮箱的體積不宜過大,一般為3m×2m×1.5m。浮箱可以在水中拼裝;也可以在陸地上拼裝,再用履帶吊吊入水中。浮箱拼裝時必須保證有足夠的強度和面積。在浮箱的頂部應采取均壓措施,避免浮箱局部受力過大造成損壞。可以采用在浮箱頂部敷設鋼板或槽鋼等措施來達到均壓的目的。2.2施工工藝

打樁設備在駁載體上就位需要在駁載體上就位的打樁設備主要是履帶吊和打樁錘。就位方法采用在駁載體上加設鋼制蹺板梁,利用履帶吊攜帶打樁錘自行到駁載體上。打樁打樁設備在駁載體上就位后,便可進行打樁工作。先利用履帶吊吊起打樁錘,再在樁錘上安裝鋼板樁,由人工配合鋼板樁就位,進行打樁。打樁過程中,必須保證第一塊鋼板樁橫向的方向與所放線的方向保持一致。這是因為第一塊鋼板樁決定了整個鋼板樁堤壩的方向,如果相鄰鋼板樁在橫向方向上出現一定的夾角,雖然也可以裝配,但是會導致工作密封接觸面積減小,出現局部泄露;如果夾角過大,甚至會導致鋼板樁密封面變形。2.2施工工藝打鋼板樁2.2施工工藝

打樁鋼板樁相互嚙合時,由人工進行方向校正和精確定位。樁錘下降速度要慢,并時刻注意鋼板樁的受力狀態,如果出現局部阻塞,需進行校正。由于鋼板樁和樁錘重力的影響,鋼板樁會自動入泥一部分,待整個系統平衡后,再啟動樁錘,進行打樁。在樁錘的安裝和錘擊過程中,必須保證樁錘施力方向于鋼板樁縱向方向一致,錘擊頻率和力量不宜過大,防止鋼板樁瞬間受力過大,導致變形。鋼板樁受水壓發生變形后所產生的橫向方向分力是鋼板樁密封的條件,但是如果橫向分力過大,會導致河岸受力過大,出現板樁堤壩坍塌的情況,所以在打樁時,需要在河岸兩側加大鋼板樁入泥深度,并加大鋼板樁堤壩的寬度(宜超出河岸兩側1.2~1.8m)。

2.2施工工藝

板樁支護鋼板樁堤壩成型后,為確保堤壩的安全,需要對鋼板樁進行支護。支護方式可以采用管樁支護或鋼絲繩牽引約束,也可同時使用。鋼管狀一般使用φ426螺紋焊管,長度要大于鋼板樁2-3m,入泥深度要大于鋼板樁,與鋼板樁的間距不得過大,且不得對鋼板樁施加過大的背向水壓力的推力。2.2施工工藝

管道穿越施工鋼板樁圍堰成型并支護后,即可進行抽水、清淤、管道組焊、管溝開挖、管道下溝回填等后續施工了。在抽水過程中,隨著堰內中間水位的降低,施加在兩側鋼板樁上的水壓力也逐漸加大。管線施工時,要時刻注意鋼板樁的變形及泄露情況。鋼板樁堤壩出現局部泄露是由于局部密封面變形造成的。在處理時,可以使用防水布對泄露處及其兩側進行包裹(在迎水面)。管溝開挖過程中,需要對鋼板樁堤壩進行保護。對堤壩兩側的土層不得進行過大的開挖和擾動。禁止對板樁和管樁施加任何外力。2.2施工工藝鋼板樁圍堰2.2施工工藝

鋼板樁拆除管道施工完成,并已對河床進行相應處理后,可以對鋼板樁堤壩進行拆除。鋼板樁堤壩拆除時應盡量保持在不受力的狀態。在條件允許的情況下,可以先放水,平衡鋼板樁兩側的水壓力,再拆除鋼管樁或鋼絲繩約束,最后進行拔樁。拔樁時先利用履帶吊在河岸上就近拔除鋼板樁,再自行至駁載體上,拔除河流中間的鋼板樁。2.2施工工藝

鋼板樁回收保養

鋼板樁拆除后,須由專人負責吊裝并運輸至少維修場地進行維修保養。維修保養的主要內容是校正鋼板樁局部變形和除銹防腐工作。3.挖泥船水下成溝穿越河流

對于水面寬度較寬且通航的河流,在管道穿越施工中,充分利用當地水網疏浚河道用的挖泥船進行水下成溝作業。在水下挖溝的同時,進行穿越段管段整體預制。管溝檢驗合格后,采用機械牽引穿越段漂浮就位,然后管內注水、沉管下溝。為防止沉入溝底的管段在回填、排水后發生浮管現象,可采取安裝馬鞍型混凝土壓重塊進行穩管的措施。根據施工計劃和施工實際進度情況,在河流穿越前向當地水利和航道管理部門上報河流穿越報告,征得水利和航道管理部門的同意并獲得審批后方可進行施工。3.挖泥船水下成溝穿越河流施工程序施工準備測量放線穿越段管道預制開挖測量檢查驗收管溝開挖漂管沉降管道測量配重塊安裝管溝回填護岸及地貌恢復3.挖泥船水下成溝穿越河流施工準備河底管溝的溝底寬度和邊坡尺寸,應根據土壤性質、水流速度、開挖深度等因素確定,或根據試挖資料確定,因此施工前應取得穿越處相應的地理、水文、地質等資料。對測量的儀器進行校核,備全測量所用的物、料。根據管溝開挖深度及開挖坡比,估算用地寬度,提前做好超占用地手續。測量放線

根據確定的溝底寬度和坡度,施工前,測量人員在岸邊打標志樁、撒白灰線,標明管溝中心線、管溝邊線、作業帶邊線。3.挖泥船水下成溝穿越河流水下管溝開挖

水下管溝開挖采用1艘1.0m3的抓揚式挖泥船挖泥,2條20m3的泥駁船運泥,外送至指定的拋泥區。為保證在通航情況下的安全施工,在施工時必須做到如下幾點:在河道內采用半幅施工。設置施工安全標志及施工禁界區。與航道部門聯系,辦理水上作業施工許可證,同時發出航行通告,確保施工順利進行。3.挖泥船水下成溝穿越河流挖泥船水下挖溝3.挖泥船水下成溝穿越河流水下溝槽的開挖測量測量人員依據現場設計交付的控制樁點,在穿越河流的岸邊引測1—2個控制樁點,做為管溝開挖過程中測量基準點,用全站儀將開挖前河流底部的每米高程測出并記錄,做出開挖斷面圖。考慮到河水流動、淤泥回淤,造成埋深不夠的因素,在管溝開挖時,開挖深度比設計深度超挖300mm。在進行溝槽開挖的施工過程中,挖深測量必須不間斷跟蹤進行,確保溝槽的開挖質量。管溝挖成后,溝底不平整,為了清理管溝的凹凸不平部分,采用自制清溝爬犁,由兩條鋼絲繩來回拖拉清溝爬犁,再對管溝進行測量,對于超挖部分測出其具體位置和深度差值,計算出填砂需要量,用貨船運砂到位,人工向活動布砂筒放砂填平,潛水員配合進行施工測量。3.挖泥船水下成溝穿越河流穿越段管道預制在作業帶上利用吊管機配合預制穿越段,嚴格按照標準規范的要求,進行穿越管段的對口、焊接,并完成管段的無損檢測、防腐補口工作,用盲板將預制管段兩頭封死,并在管段兩端安裝進、排水閥。

3.挖泥船水下成溝穿越河流檢查驗收測量溝底深度時,要采用抗浮專用工具以消除測量工具的浮力,并且按每米測一個點控制,測量標高確定基準點,不能以河水面為基準,因為水面波動引起測量誤差。溝底測量時,潛水員配合進行測量。3.挖泥船水下成溝穿越河流漂管沉降河底管溝開挖的同時,將河底管溝兩側的彎管處(或放坡處)的管溝利用單斗挖掘機預先挖出,并在預制完的管段的一側采用單斗挖掘機挖一條自陸地向河內傾斜的漂浮發送管溝。管段報驗合格后,首先用封堵盲板和熱縮帶將管段兩端進行密封,然后采用吊管機將預制管段吊至發送管溝內的高壓氣囊上(管段下間隔12m分布氣囊1個)。采用吊管機和氣囊滑行相結合的辦法使管段下水:吊管機同時行走,推動氣囊滾動,使管段緩慢前進,同時吊管機控制管線軸向與管溝軸向偏差,使管段逐漸入水。同時在管段首端兩側各固定氣囊一個,首端兩側氣囊既可保證管線頭部不與溝堰接觸,又可將管線限位在管溝中心。

3.挖泥船水下成溝穿越河流漂管沉降管段入水后,小型船舶將已固定在預制管段上的漂浮纜拖至河對岸后連接在對岸的施工機械(如D60推土機等)上,由施工機械牽引漂浮管段就位。管段漂浮前,還需在河水下游管溝側施打兩根定位樁(φ168×12鋼管,L=6m),防止管段漂浮時受水流沖擊發生偏移。管段漂浮到位后用水泵通過管端的進水口向管內充入潔凈水,使預制管段慢慢下沉,在水中按設計要求就位。3.挖泥船水下成溝穿越河流管段漂管發送3.挖泥船水下成溝穿越河流穩管回填

管段沉降后測量管道標高,達到設計要求后,利用運輸船運載壓重塊至穩管區,浮吊吊裝馬鞍型壓重塊逐個安裝在就位的管段上(重塊安裝前,將重塊與管道之間的橡膠皮與重塊粘結牢固,防止重塊吊裝過程中,膠皮脫落。)重塊吊裝就位時,潛水員配合水下扶正。上述工作完成后進行管溝回填:將岸邊涼曬好的河泥運至河內進行管溝回填。回填過程中,由測量人員跟蹤測量,確保回填的質量。管溝回填完后在管道兩端適當位置圍小堰并露出管頭,為以后連頭做準備。管溝回填完后,先采用空氣壓縮機吹掃管段內的積水,待積水大量排出后,在管段兩端安裝臨時清管裝置,利用空壓機推動皮碗式清管器,清除管段內積水。3.挖泥船水下成溝穿越河流地貌恢復河流穿越完畢后,應疏通河道,按設計要求作好護岸、護坡以及其它地貌恢復工作。(二)魚、水塘大開挖穿越

根據不同的穿越形式、地質情況,可以采取以下幾種施工方法:地層為粘土和細砂的單個魚(水)塘采用抽干晾曬、修筑施工便道、溝上組焊、機械沉管的施工方法;地層為礫石和粗砂的單個魚(水)塘采用抽干晾曬、修筑防沉板便道、溝上組焊、吊管機吊裝下溝的施工方法;地層為粘土和細砂垂直穿越的連片、狹長的魚(水)塘,采用抽干晾曬、清淤挖溝、預制管段、管溝充水、漂浮發送、排水沉管的方法穿越,對于地層為礫石和粗砂的連片、狹長的魚(水)塘,在管溝充水前必須進行碎石的清理和鋪墊袋裝土。(三)隧道穿越

隧道工程是長輸管道線路工程當中常見的一項施工內容,主要有地上隧道和地下隧道兩種。地下隧道多用于不宜采用定向鉆穿越的非開挖大中型河流穿越;地上隧道多為山區地段的越嶺隧道,其目的是縮減線路長度和減小管道高程變化,根據穿越地質的不同越嶺隧道又分為石方隧道和黃土隧道兩種。(三)隧道穿越

長輸管道線路工程中的的隧道工程施工主要分為兩大部分,即隧道開鑿和穿越段管道安裝。隧道開鑿針對不同類型的穿越采取的主要方法有直接開鑿、爆破開鑿和盾構開鑿等。河流穿越隧道一般采取盾構和爆破的方式開鑿隧道,管道安裝完成后一般需注水封堵;越嶺隧道一般采取爆破開鑿(石方)或直接開鑿(黃土),管道安裝完成后封堵洞門。本文所講的隧道穿越是指隧道開鑿完成后的穿越段管道安裝,根據隧道內管道敷設的不同形式、管材規格以及地形條件等因素,隧道內管道安裝方法可分為隧道內直接組焊和隧道外預制發送兩種。3.1隧道專用運管車直接運管法用特制或改裝的隧道專用運管小車將防腐管從隧道進口運到隧道內,然后用自制龍門架、倒鏈將鋼管放置在臨時管墩上,利用專用對口裝置或龍門架在臨時管墩上進行管道組對,利用輕型汽油一體焊機在隧道內進行焊接。隧道內補口補傷完成后,利用龍門架、千斤頂配合將管道緩落在隧道內的滑動支墩和導向支墩上;隧道內管道施工完畢后進行穿越段的單體清管試壓工作;清管試壓工作完成后進行隧道洞門的封堵及隧道外土建施工。3.1隧道專用運管車直接運管法

隧道專用運管車運管隧道專用對口裝置組對該種方法的特點是一次性施工投入較小,隧道內運布管、組焊人工勞動強度大,且HSE管理措施要求嚴格。3.2隧道外預制發送法隧道外預制發送法是指在隧道內安裝特制輥輪或鋪設輕軌,隧道外進行管段預制,邊預制變發送,最后拆除輥輪和輕軌,將管段就位于設計位置,該方法多用于管徑大、隧道內安裝空間狹小的情況,該方法施工一次性投入較大,需預制安裝輥輪或鋪設輕軌、小車等暫設,但具有施工效率高、勞動強度小和易于HSE管理的特點。(四)定向鉆穿越

定向鉆技術最初從石油鉆井技術引入,在長輸管道施工中一般用于大中型河流、湖泊、公路、建筑物等障礙物的長距離非開挖穿越。施工時,按照設計軌跡,先鉆一個導向孔,隨后將鉆頭換為大直徑的擴孔器進行擴孔,完成擴孔后,將預制完成的待鋪設的管線拉入鉆孔,完成穿越作業。通常情況下,根據鉆孔機的能力和待鋪設管線的直徑大小以及地質情況,須進行多級擴孔后再回拖管線(每級擴孔級差一般情況下為4-6英寸)。定向鉆穿越施工一般都是由專業的定向鉆穿越公司來承擔,這里不作詳細的介紹。(五)公(鐵)路頂管穿越公(鐵)路頂管穿越分平衡法頂管穿越、螺旋鉆機頂管穿越和千斤頂頂管穿越三種,千斤頂頂管法穿越是目前應用最廣泛的頂管穿越方法。千斤頂頂管穿越流程測量放線主管組對、焊接開挖操作坑焊縫探傷頂進試壓鉆進取土布設頂鐵補口補傷管內挖土、運土、棄土安裝絕緣支撐主管穿進管端封堵及附件安裝記錄與檢查驗收恢復地貌套管安裝施工準備停頂退程加頂鐵千斤頂頂管穿越施工措施施工前需仔細了解地質資料,如地質資料不詳細,可在兩側采用人工各挖一個長×寬×高=1m×1m×2m的勘探坑,掌握了解地質狀況資料。施工之前,應作好征地工作,同時向有關公路、鐵路管理部門提前申請,按照路政部門的要求辦理穿越施工手續,按照路政部門的要求設置相應的警示牌,并將開工日期通知各自的主管單位。根據設計給定的的控制樁位,用全

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