慶鐵線擴能改造工程(垂楊-鐵嶺段)雙管穿越四梅鐵路的設計及施工方案

摘#8195;要 本文介紹了慶鐵線擴能改造工程（垂楊-鐵嶺段）在四平市段穿越四梅鐵路時兩條管道同一涵洞敷設的管道設計及施工方案。根據(jù)工程線路所經(jīng)區(qū)域的實際情況，結(jié)合鐵路相關(guān)部門的意見及鐵路頂管施工經(jīng)驗，借鑒單一管道的穿越設計，合理地確定了本工程的方案。

關(guān)鍵詞 鐵路；雙管；頂管

中圖分類號 TU 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0144-02

1 工程背景

隨著我國改革開放以來國民經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，對石油消費的需求逐年上升，石油供應的對外依存度也逐年提高。對此，我國政府高度重視，已經(jīng)將提高石油資源供應安全提高到國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度。

目前中國石油通過鐵路在滿洲里口岸每年進口俄羅斯原油888萬噸。2009年2月17日，中國石油與俄羅斯石油公司、俄羅斯國家石油管道公司簽署了關(guān)于斯科沃羅季諾-中俄邊境原油管道建設和運營合同，明確從2011年至2030年，俄羅斯石油公司每年將通過管道向中國供應1#8198;500萬噸原油。

除管道進口外，中國石油目前在滿洲里口岸通過鐵路進口的俄油，根據(jù)中國石油股份公司的預測，2010年以后將維持在50×104～500×104 t/a

之間，在2015年后將穩(wěn)定在1#8198;000×104 t/a左右。

此外，根據(jù)中國石油股份公司的預測，2010年以后進入慶鐵線輸送的大慶油和吉林油，將維持在2#8198;587.1×104～2#8198;769×104 t/a之間，到2020年降到2#8198;720×104 t/a左右。

根據(jù)以上未來資源量預測和原油配置方案，2011年開始進入東北管網(wǎng)的俄油將增加到1#8198;550×104～2#8198;350×104 t/a之間，加上大慶原油和吉林原油，慶鐵新老線的現(xiàn)有輸油能力將出現(xiàn)較大不足。

另外，慶鐵老線286#+500m～297#和慶鐵新線291#～303#區(qū)間管線位于四平市區(qū)東側(cè)。該段線路位于四平市轄區(qū)范圍內(nèi)，管線經(jīng)過地段已經(jīng)位于市區(qū)內(nèi)部，管道沿線占壓嚴重，人口稠密。通過內(nèi)、外檢測報告可知管線腐蝕、受損現(xiàn)象較為嚴重，管線已進入事故發(fā)生的風險區(qū)。該段管線在四平市區(qū)內(nèi)通過，對四平市規(guī)劃影響極大，將管線從市區(qū)內(nèi)改線至市區(qū)以外通過，不僅可以從根本上消除風險隱患，而且也利于城市整體規(guī)劃和經(jīng)濟的發(fā)展。

因此，為了保證引進俄油在東北管網(wǎng)的順利接收，滿足擴大的輸送能力要求，慶鐵線擴能改造工程（垂楊-鐵嶺段）于2010年10月正式

開工。

2 線路概況

慶鐵線擴能改造工程（垂楊－鐵嶺段）新建管道線路總體走向為東北—西南，起點為垂楊輸油站，途經(jīng)長春市、公主嶺市、梨樹縣、四平市、昌圖縣、開原市、鐵嶺市等地，終止于鐵嶺輸油站。管道輸送原油，管徑為φ813 mm，設計壓力均為6.3 MPa。

慶鐵新、老線改線起點位于四平市東北方向的仙馬泉村附近，沿四平市環(huán)城公路東側(cè)并行敷設，繞過四平市區(qū)，線路總體走向與新建Φ813輸油管道通過四平市段線路走向一致，終點位于四平市南側(cè)的四家子村附近。慶鐵新老線改線后管徑為φ711 mm，設計壓力4.5 MPa。

新建φ813 mm及四平改線段φ711 mm管道在四平市共同穿越四梅鐵路，穿越位置位于位于四平市塔子溝村西南側(cè)，G303國道西南側(cè)約1公里處，穿越處管道與公路的夾角為90°，經(jīng)與鐵路相關(guān)部門溝通結(jié)合后確定采用頂鋼筋混凝土套管方式穿越四梅鐵路，穿越位置航拍圖如

圖1。

3 頂管穿越四梅鐵路的設計方案

新建φ813 mm管道套管內(nèi)徑1#8198;950 mm，外徑2#8198;360 mm，全長30 m；四平改線段φ711 mm管道套管內(nèi)徑2 600 mm，外徑3 070 mm，全長30 m。新建φ813 mm管道單獨進行頂進，現(xiàn)有管道施工技術(shù)比較成熟，在此不

圖1 穿越位置航拍示意圖

詳述。四平改線段為兩條φ711 mm管道在同一個圓形套管內(nèi)穿過，施工中比較少見，在此結(jié)合設計及現(xiàn)場施工情況進行論述。

3.1 管材

本段管道設計壓力為4.5 MPa，設計系數(shù)為0.6，穿越段及一般段均采用Φ711×9.5×52直縫埋弧焊鋼管。制管標準按《原油管道工程 輸送管道用鋼管技術(shù)規(guī)格書》（CDP-S-OP-PL-007-2009/B）執(zhí)行。

3.2 防腐及補口

本段用管采用高溫型三層PE加強級外防腐，補口采用輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶補口。施工及驗收執(zhí)行《埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層》（GB/T 23257－2009）。

采用噴砂除銹方法對管口露鐵表面進行除銹，并達到規(guī)范GB/T8923中要求的Sa2.5級。噴砂除銹用砂為標準粒徑的石英砂，潮濕的石英砂需經(jīng)過炒制或晾曬處理。按要求將管口兩側(cè)防腐涂層200mm范圍內(nèi)的油污、泥土及其他污物清理干凈。

3.3 管道的焊接與檢驗

本段線路管道焊接以半自動焊接方式為主，碰口連頭可采用操作相對簡便靈活的手工焊進行焊接施工。焊口返修必須采用手工焊進行焊接施工，并且進行返修的焊工必須是經(jīng)過專門培訓的焊工來操作。具體焊接方式由施工單位根據(jù)自身設備情況來確定。管道焊接應業(yè)主規(guī)定的焊接工藝規(guī)程進行焊接工藝評定。

手工焊接：根焊焊條為AWS A5.1 E6010 Ф4.0，熱焊焊條為AWS A5.5 E8010-P1Ф4.0，填充、蓋帽焊條為AWS A5.5 E8018-G Ф4.0；

半自動焊：根焊焊條為AWS A5.1 E6010 Ф4.0，填充、蓋帽焊絲為AWS A5.29 E71T8-k6 Ф2.0。

本段全部環(huán)向焊縫及與一般線路段連接的管道碰死口焊縫均進行100%射線照相和100% 超聲波探傷檢驗。射線探傷和超聲波探傷檢驗應符合《石油天然氣鋼制管道無損檢測》（SY/T 4109-2005）的規(guī)定，Ⅱ級為合格。

3.4 試壓及清管

穿越段管線組裝完畢后必須先清管，然后對穿越段管道單獨進行強度試壓和嚴密性試壓。以潔凈、無腐蝕性水為試壓介質(zhì)，環(huán)境溫度低于5℃時應采取防凍措施，強度試驗壓力為

6.75 MPa，穩(wěn)壓時間為4 h，嚴密性試驗壓力為4.5 MPa，穩(wěn)壓時間為24 h。管道的清管、測徑及試壓合格標準按照《油氣輸送管道穿越工程施工規(guī)范》（GB 50424-2007）進行。

穿越段兩側(cè)的一般段管道試壓可與所在線路段一同進行。

3.5 穿越處平面位置

按照《CDP-G-OGP-PL-001-2010-1 油氣管道并行敷設設計規(guī)定》，涵洞內(nèi)并行敷設新建管道的最小并行間距為0.7 m。慶鐵新、老線一般段線路并行間距為10 m，在穿越四梅鐵路前一個轉(zhuǎn)點開始按0.7 m間距并行，穿越四梅鐵路出轉(zhuǎn)點后繼續(xù)按10 m并行，平面示意圖如圖2。

4 頂管穿越四梅鐵路的施工方案

4.1 鋼筋混凝土套管施工

通過與鐵路相關(guān)部門結(jié)合確定最低自然地面向下1.7 m做為套管頂面標高。套管采用鐵路頂進加強型鋼筋混凝土專用管材，管縫，平口鋼套環(huán)，全長30 m，共15根套管，1-13節(jié)采用頂進法施工，余下采用直埋施工，工作坑設在鐵路南側(cè)，頂管時不得超挖，帶刃帽吃土頂進，后背采用鋼構(gòu)件組拼后背，管節(jié)采用單側(cè)頂進，第一節(jié)管前端設鋼刃角。圓管頂壓面設置全圓與管口全部貼合且具有足夠剛度的頂鐵，管節(jié)運到工地后將管節(jié)外壁涂機油調(diào)制的滑石粉漿以減小頂進阻力，滑道鋼軌與后背梁錨固，注意滑道軌面高于管底面，嚴格控制工作作坑中導軌的高程、內(nèi)距及中心線，套管預控頂力為14#8198;840 KN。

4.2 穿管施工

套管頂進完畢后應盡快組織穿管，在套管內(nèi)澆筑C30的混凝土墊層，并采用水泥砂漿抹面（厚度為40 mm），抹平后的標高應使管道中心與套管中心在同一個標高上，管道外側(cè)應采用橡膠板保護（厚度為8 mm），并采用聚乙烯支撐塊支撐，每2 m一組，管端用兩組支撐，穿完后管端封堵采用紅磚Mu10、水泥砂漿M7.5砌筑，并用瀝青麻絲填塞。為防止油氣泄漏對鐵路造成威脅，套管內(nèi)原油管道與套管間的空隙用細土回填密實。在線路兩側(cè)的護道坡腳下行方向的上方側(cè)，距離套管外壁1.5 m設置明顯的標志樁。

4.3 施工過程中環(huán)境保護措施

管道穿越工程施工應遵循國家和行業(yè)有關(guān)健康、安全與環(huán)境的法律、法規(guī)及相關(guān)規(guī)定。施工作業(yè)帶清掃時應將耕植土和其他土進行分離，待工程結(jié)束后將耕植土覆在表面進行還原；穿越施工完畢后，廢棄的油污及其他雜物要裝車運走，場地要干凈，并平整到原地貌形式。穿越施工過程中產(chǎn)生的廢水主要為施工人員生活污水、施工用水及管道試壓清洗排放的廢水。施工作業(yè)期間，施工人員產(chǎn)生的生活污水極少，在施工現(xiàn)場設立定點清洗處，具有影響范圍小、時間短的特點，不會對地下水資源和土壤產(chǎn)生破壞。穿越施工產(chǎn)生的噪聲主要為施工機械（運輸車輛、切割機、柴油發(fā)電機等）發(fā)出的噪音，其強度在88-120dB（A）。在施工過程中，合理安排施工時間，提高操作水平，減少對敏感時段的影響。運輸車輛應盡可能的減少鳴號，尤其是在夜間和午休時間。施工設備盡可能的選用低噪音設備，與周圍居民做好溝通工作，爭取得到居民的理解和支持，減少擾民問題的發(fā)生。施工現(xiàn)場應派專人負責健康、安全、環(huán)保工作。

5 結(jié)束語

在工程建設中，頂進鋼筋混凝土套管穿越鐵路的方式相對比較成熟，但兩條管道共同穿越圓套管的情況比較少見，本工程借鑒國內(nèi)石油管道工程設計及施工經(jīng)驗，按照相關(guān)設計規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，通過澆筑混凝土墊層的方式成功穿越套管，為施工帶來了便利，隨著我國管道建設高峰的到來，雙管并行的情況會越來越多，相信會為以后的工程建設提供參考。

參考文獻

[1]GB50423-2007油氣輸送管道穿越工程設計規(guī)范.中國計劃出版社，2008.

[2]沈陽鐵路通達設計有限公司.原油管道穿越鐵路線頂進護管工程鑒修施工設計，2011.

作者簡介

趙建，男，籍貫：山東泰安，職稱： 助理工程師，2008年畢業(yè)于中國石油大學，現(xiàn)就職于中國石油天然氣管道工程有限公司東北分公司工藝室。