深淤泥連片魚塘地段后推漂管管道安裝施工方法

李熙巖

中石化江蘇油建工程有限公司，江蘇揚州225001

深淤泥連片魚塘地段后推漂管管道安裝施工方法

李熙巖

中石化江蘇油建工程有限公司，江蘇揚州225001

廣東天然氣管網(wǎng)二期工程線路二標(biāo)段地處深淤泥連片魚塘地段，施工難度非常大。文章介紹了此段管道安裝施工的主要難點以及承建單位針對此工程采取的五個探索試驗和設(shè)想。在實際施工中，采取了鋪設(shè)管道組焊施工平臺、利用挖溝機(jī)浮艙組合裝置進(jìn)行帶水挖溝，以及在連片魚塘內(nèi)形成水上推送漂管通道、通過繩索控制管道前端的漂移方向，實現(xiàn)了管道的彈性敷設(shè)，圓滿完成施工任務(wù)。在長距離水網(wǎng)沼澤地帶，采用后推漂管彈性敷設(shè)管道施工方法在國內(nèi)尚屬首創(chuàng)。

天然氣管道；水網(wǎng)地帶；后推漂管；彈性敷設(shè)；施工方法

1 工程概況

中石化江蘇油建工程有限公司承建的廣東天然氣管網(wǎng)二期工程線路二標(biāo)段，地處廣東珠海市金灣區(qū)、斗門區(qū)，南北走向，西臨南海北部的黃茅海，距離海邊約0.5～3 km，北端穿過崖門水道入?？冢M(jìn)入江門市。線路全長30.55 km，設(shè)計壓力9.2 MPa，采用規(guī)格為D 1016 mm×25 mm的X70鋼管。地勘報告顯示該地區(qū)為深淤泥地段，厚度10～50 m。其中有11.34 km是養(yǎng)殖海魚、海蝦等的連片魚塘。

2 深淤泥地段管道安裝施工主要難點

（1）淤泥地段地面無承載力，施工設(shè)備一旦進(jìn)入就會陷入淤泥中。因此地基處理是關(guān)鍵。

（2）本工程采用規(guī)格為D 1 016 mm×25 mm鋼管，單根鋼管長12 m、質(zhì)量為7.5 t，與國內(nèi)同樣設(shè)計參數(shù)的長輸管道相比，壁厚最大。本工程共需此規(guī)格鋼管9 000 t，運至深淤泥連片魚塘作業(yè)帶難度非常大。

（3）深淤泥地段管道連頭困難。

（4）該段管道施工地區(qū)屬亞熱帶氣候，經(jīng)常有臺風(fēng)、暴雨、冰雹等強(qiáng)對流天氣出現(xiàn)，夏季酷熱難當(dāng)，給現(xiàn)場施工增加了難度。

3 探索試驗與設(shè)想

淤泥具有軟塑性，在外力的作用下，淤泥會流動，甚至可以從低處向高處流動。為此針對淤泥魚塘段做了進(jìn)場道路和挖溝的探索試驗與設(shè)想。

嘗試一：在淤泥段用鋼板鋪成4.5 m寬的鋼板路，以便挖溝機(jī)運輸鋼管，在挖溝機(jī)行駛的過程中除了地面有點晃動、輕微下沉，鋼板出現(xiàn)扭曲變形外，其他無異常。此后項目部在拆船廠購買了160 t長4.5 m、寬1 m以上、厚18 mm的舊船板，為該工程順利開展打下基礎(chǔ)。

嘗試二：采用打鋼板樁的方法進(jìn)行深淤泥段管道安裝。在管道兩側(cè)相距6 m處打兩排9 m深鋼板樁后，開挖管溝。隨著管溝開挖至3 m深，鋼板樁上端逐漸向管溝中心傾斜10～15 cm，這是由于鋼板樁內(nèi)外側(cè)淤泥對鋼板樁作用力失去平衡所致。其后在鋼板樁上端加設(shè)橫向支撐，繼續(xù)挖溝，發(fā)現(xiàn)鋼板樁下端逐漸向溝中心靠攏8～12 cm，很顯然這是淤泥的流動性造成的。當(dāng)溝深挖至4 m以下時，溝底淤泥微微向上升起，這是由于下部的淤泥擠壓鋼板樁下端向中心靠攏，同時淤泥繞過鋼板樁下端，向挖空區(qū)域流動；但在鋼板樁外側(cè)地面，會有裂縫甚至塌陷出現(xiàn)。雖然如此，鋼板樁護(hù)溝方法仍不失為管道安裝施工的輔助手段。鋼板樁施工需要由專業(yè)技術(shù)公司實施，費用較高，因此只在特殊情況下采用。

嘗試三:先期選幾個魚塘抽干水，太陽曝曬使表層硬結(jié)，鋪設(shè)鋼板運管進(jìn)場，溝上焊接、沉管下溝，雖然管道安裝取得成功，但下雨后場地一片泥濘，3～5 d才能繼續(xù)施工，因而施工工期長、費用高、施工效率低。

嘗試四：連片魚塘開挖管溝。首先在魚塘中選取一地段筑圍堰抽干水，開挖管溝，將挖出的淤泥盡可能倒在較遠(yuǎn)的地方。管溝挖深2 m以上時，周圍的淤泥開始向挖點流動，不停開挖管溝，淤泥不停向管溝深處流動。其后，又在滿水的魚塘里直接開挖管溝，管溝成形良好，幾天后檢查管溝深度，發(fā)現(xiàn)仍保持原樣。經(jīng)分析可知：水對管溝淤泥邊坡的壓力使管溝邊坡淤泥保持相對穩(wěn)定，不會發(fā)生流動坍塌。從而得到淤泥段管溝開挖方法的一個重要啟示：抽水挖溝溝要塌，帶水挖溝溝成形。

設(shè)想：在11.34 km連片魚塘中進(jìn)行管道安裝施工，解決約9 000 t的鋼管、4 000多個單塊質(zhì)量為2.5 t的配重塊運抵魚塘并安裝到位（每3 m壓1個）的難題，水是最大的障礙，設(shè)想利用水的浮力，開發(fā)挖溝機(jī)浮艙組合裝置（以下簡稱水挖機(jī)，見圖1）成為水上挖溝、回填、吊裝配重塊等作業(yè)施工的利器，并采用后推、漂管等管道安裝施工方法。

基于對管道全程地形、地貌、地質(zhì)情況反復(fù)深入的調(diào)查分析，結(jié)合所做的探索試驗與設(shè)想，確定了如下的深淤泥連片魚塘地段管道安裝施工方法。

圖1 挖溝機(jī)浮艙組合裝置

4 平臺組焊、后推漂管、彈性敷設(shè)管道安裝施工方法

（1）測量放線時確定管溝中心線，插竹桿為標(biāo)志。另外經(jīng)設(shè)計部門同意，取消原設(shè)計中的冷彎管，改為彈性敷設(shè)。

（2）在管道穿過的鄉(xiāng)村公路處，填土壓實或鋪設(shè)鋼板形成管道組焊和漂管施工平臺。11.34 km連片魚塘，設(shè)置組焊和漂管平臺6個，其中雙向漂管平臺1個，單向漂管平臺5個，可滿足7個漂管段的施工需要，單個最長漂管段為3.871 km。

（3）采用水挖機(jī)從平臺邊緣順管中心線開挖管溝，將連片魚塘管溝串起來形成水上漂管通道。搭設(shè)鋼板橋和木橋，將原有車輛及行人通道連通，既保障通行，又保證管段漂移。

（4）鋼管運進(jìn)平臺后，依平臺長度進(jìn)行三接一或六接一預(yù)制，焊接、探傷、防腐補口補傷皆合格后，預(yù)制管段入水端焊接盲板，盲板上安裝沉管用進(jìn)水閥門和排空閥門。

（5）向漂管發(fā)送溝內(nèi)放置裝軟土或細(xì)沙的墊袋，用于保護(hù)鋼管防腐層。

（6）用2～3臺挖溝機(jī)起吊，移動三接一或六接一預(yù)制管段至發(fā)送溝上形成第一節(jié)漂管。

（7）將第二預(yù)制管段與已入水段組焊（見圖2），檢驗合格后向水面移動漂送（見圖3）。依此往復(fù)循環(huán)。

（8）在岸上拉拽固定在管道前端的繩索，控制管道漂移方向，實現(xiàn)管道彈性敷設(shè)（見圖4）。

（9）水挖機(jī)將配重塊吊到浮艙上，并牽引裝載配重塊的浮艙沿管道前行，配重塊在管道上每隔3 m安裝1塊（見圖5）。

（10）檢查管溝深度，深度達(dá)不到要求的用水挖機(jī)補挖。全部合格后打開閥門進(jìn)水，管道緩慢下沉到位。

圖2 漂管段組焊

圖3 挖溝機(jī)輕吊行走推管入水

圖4 漂管彈性敷設(shè)

圖5 挖溝機(jī)浮艙組合吊裝配重塊

（11）用水挖機(jī)沿管道挖泥回填，管道連頭處兩側(cè)各留10 m不回填。

（12）管道連頭：在管道兩側(cè)打9 m鋼板樁并加橫向支撐，形成鋼板墻。若仍達(dá)不到連頭施工條件，則再打12 m鋼板樁形成第二層鋼板墻，實現(xiàn)管道連頭。全部檢查合格后，進(jìn)行管溝回填。

（13）按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求實施清管、掃線、測徑、試壓和掃水作業(yè)。

5 深淤泥連片魚塘地段管道安裝施工關(guān)鍵控制點

（1）連頭點盡可能選在遠(yuǎn)離電力、通訊桿塔基礎(chǔ)，遠(yuǎn)離公路路基及村民房屋等構(gòu)筑物，以防淤泥流動導(dǎo)致構(gòu)筑物基礎(chǔ)塌陷，造成意外事故。

（2）注水沉管時，一端進(jìn)水，另一端需露出水面以便空氣排出。若兩端同時進(jìn)水，空氣不易排出，水注不滿，會影響沉管。

（3）若連頭作業(yè)點達(dá)不到連頭施工條件，則在管道兩側(cè)打9 m鋼板樁并加橫向支撐，形成鋼板墻。若條件仍達(dá)不到，則打12 m鋼板樁形成第二層鋼板墻。

（4）本工程管溝開挖將魚塘、河流、大海連通，浸泡在水中的鋼管可能會受到海水侵蝕，因此特別重視施工過程中鋼管防腐層的保護(hù)，除了強(qiáng)化防腐補口施工質(zhì)量監(jiān)控之外，反復(fù)多次進(jìn)行電火花檢漏，發(fā)現(xiàn)損傷立即修補。

（5）海水不可以用作管道試壓。試壓前先行清除沉管時管道內(nèi)注入的海水，泵進(jìn)淡水后，化驗其中氯離子含量，若超標(biāo)則排水，再注入淡水使其稀釋，直至符合規(guī)定要求。

6 結(jié)束語

中石化江蘇油建工程有限公司經(jīng)過近兩年的努力探索實踐，圓滿完成施工任務(wù)。經(jīng)甲方、監(jiān)理、質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)檢查，工程施工質(zhì)量合格，施工過程中沒有發(fā)生任何安全事故。

應(yīng)用平臺組焊、后推漂管、彈性敷設(shè)等管道安裝施工方法，能有效解決深淤泥連片魚塘或水網(wǎng)沼澤地段管道安裝施工難題。帶水挖管溝既保證管溝良好成形，又為順利漂管，配重塊運輸、安裝提供便利條件。

經(jīng)過此次安裝施工實踐，積累了豐富的經(jīng)驗，也明確了改進(jìn)的方向。今后遇到類似工程，可以采用極少的平臺，實施平臺大棚內(nèi)全天候工廠化預(yù)制，增大一次漂管長度，減少連頭數(shù)量，可大幅度提高施工效率，保證焊接質(zhì)量，降低施工安全風(fēng)險，節(jié)約施工費用。

Method of Back-pushing Floating Pipeline Used in Pipeline Construction in Area with Deep Silt and Connected Fishponds

LiXiyan
Sinopec Petroleum Engineering&Construction Corporation，Yangzhou 225001，China

The second bidding section of Guangdong natural gas network phase-two project is located in the area with deep silt and connected fishponds，where pipeline construction is very difficult.In this paper，main difficult construction matters in this section and five experiments and plan carried out by Sinopec Petroleum Engineering&Construction Corporation are introduced.In the actual construction，the adopted pipeline laying method is as follows:constructing a construction platform for pipe welding，trenching in water with the trenching machine set on a floating raft，forming the waterway in connected fishponds for pipeline back-pushing and pulling pipeline in designated direction with ropes.By means of this method，the pipeline elastic laying is realized successfully.The method of back-pushing floating pipeline is the first domestic application in the area with long-distance water network and swampland.

naturalgas pipleline；water network area；back-pushing floating pipeline；construction method

10.3969/j.issn.1001-2206.2014.04.012

李熙巖（1971-），男，吉林磐石人，高級工程師，1994年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）焊接專業(yè)，現(xiàn)從事油田建設(shè)工程技術(shù)管理工作。

2014-03-21