長輸油氣管道山區(qū)陡坡地段施工技術(shù)探析

劉大偉

摘 要：近年來我國天然氣長輸管道工程發(fā)展十分迅速。目前我國已建設(shè)完成的天然氣長輸管道工程有中俄東線、中緬天然氣管道、中貴天然氣管道等。而由于天然氣長輸管道工程量較大，施工線路較長，以致于施工建設(shè)周期較長及施工現(xiàn)場情況較復(fù)雜，尤其是在遇到一些山地陡坡段時(shí)，更使得施工變得尤其困難。因此，有必要在掌握天然氣長輸管道山地陡坡施工特點(diǎn)及流程的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，確保施工順利進(jìn)行的同時(shí)，提升天然氣長輸管道工程整體的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：長輸油氣管道;山區(qū)陡坡;施工技術(shù)

前言：

長輸油氣管道跨越地域廣，常常需要穿越戈壁、沙漠、沼澤、高山、沖溝、峽谷、河流等多種復(fù)雜地形，其中山區(qū)陡坡（坡度大于15°）地段由于縱橫坡度大、易受滑坡、塌方、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的威脅，因而成為長輸油氣管道施工過程中的關(guān)鍵控制難點(diǎn)之一。

1.山地陡坡施工特點(diǎn)

在天然氣長輸管道施工中，一般會(huì)途徑多個(gè)省份，因此會(huì)不可避免會(huì)遇到一些山地陡坡段，而山地陡坡段的地質(zhì)情況較為復(fù)雜，坡度相對(duì)比較大，以致于實(shí)際施工過程中，很容易因?yàn)檠仄碌投瓮临|(zhì)疏松、陡峭等因素從而出現(xiàn)坍塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響施工的效率及安全。另外，在實(shí)際的天然氣長輸管道施工中，多數(shù)現(xiàn)場施工環(huán)境條件都較惡劣，加之管道本身防腐層容易被磨損或扎穿，所以存在許多施工安全隱患。比如在施工過程中，由于陡坡地段較陡峭，施工設(shè)備能夠回旋、移動(dòng)的余地較小，且存在許多不確定因素，尤其是在下雨天施工，焊接設(shè)備就位、管溝開挖等施工操作異常困難。

2.山地陡坡施工流程

2.1施工現(xiàn)場勘查

在天然氣長輸管道施工中，由于山地陡坡地段的施工難度較大，且地形地勢(shì)較為復(fù)雜，所以在施工之前，應(yīng)組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行施工現(xiàn)場勘查，并反復(fù)詳細(xì)進(jìn)行考察，全面掌握施工現(xiàn)場實(shí)際情況，在此基礎(chǔ)上制定合理的施工方案和針對(duì)性的施工技術(shù)方法。此外，山區(qū)地形較復(fù)雜，難以準(zhǔn)確找出樁位，所以在測(cè)量放線時(shí)可借助民用GPS衛(wèi)星定位儀進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)量之前將計(jì)劃測(cè)量地段的坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入，以便進(jìn)行樁位定位，提升測(cè)量的效率。同時(shí)，考慮巖石地段放線時(shí)不能打樁，可使用紅色噴漆在每20m作用在突出、醒目空曠的巖石表面標(biāo)記，而對(duì)于轉(zhuǎn)角樁的布置，可在周圍醒目的位置栓樁，以便進(jìn)行原樁位的校核。另外，栓樁位置應(yīng)控制距離管道中心線5m以上，這樣在爆破管溝時(shí)可以有效避免其遭受破壞。

2.2臨時(shí)施工便道搭建

在天然氣長輸管道山地陡坡施工過程中，安全是首要關(guān)注的問題，應(yīng)保證施工過程中施工人員及施工設(shè)備的安全，最大限度地降低事故的發(fā)生。這就需要在施工前做好測(cè)量放線、標(biāo)高等工作，明確中心線和作業(yè)線，并在基礎(chǔ)上搭建相應(yīng)的臨時(shí)施工便道，目的是針對(duì)性地對(duì)山地小路拓寬及穩(wěn)固處理，并設(shè)置低緩的坡度，以便施工順利進(jìn)行，避免施工過程中出現(xiàn)坍塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。修筑施工便道應(yīng)盡可能利用原有的道路，并視路況對(duì)其進(jìn)行拓寬、推填、墊平、碾壓、加固處理，使其在承載力和寬度方面路面達(dá)到平整、堅(jiān)實(shí)、無垮塌隱患，保證達(dá)到車輛、機(jī)械安全通行的要求。施工便道的寬度應(yīng)控制在6m以內(nèi)。應(yīng)采用修盤山道或沿管道中心線修“之”字形道路的方式減緩坡度，使縱向坡度盡量控制在20°以下，轉(zhuǎn)彎半徑不小于18m，以滿足鋼管設(shè)備的運(yùn)輸要求。在有橫向坡度的山坡上修筑施工便道時(shí)，要符合以下規(guī)定：當(dāng)橫向坡度為15-20°時(shí)，直接用人工在斜坡上挖土修筑;當(dāng)橫向坡度為20-30°時(shí)，采取人工鏟土修筑;當(dāng)橫向坡度超過30°時(shí)，需修筑擋土墻。在地表松軟或易滑坡的地段應(yīng)打樁加固并用毛石砌筑。

2.3管溝開挖

在山地陡坡地段施工過程中，由于其施工環(huán)境較復(fù)雜，一般不會(huì)考慮使用大型機(jī)械設(shè)備施工，主要是通過管溝開挖，并進(jìn)行相應(yīng)的焊接處理來完成施工。而在管溝開挖過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，同時(shí)在管道布置時(shí)應(yīng)充分考慮地質(zhì)情況，根據(jù)坡度情況、施工工藝要求等明確布管的順序，這樣才能夠有效保證施工的質(zhì)量。管溝開挖基本要求為開挖好的管溝應(yīng)保證圓滑過渡，無凸凹和折線，溝壁和溝底應(yīng)平整，溝內(nèi)無塌方、無雜物。對(duì)石方段的管溝，在安全條件允許時(shí)可采用爆破方法開挖，但應(yīng)充分考慮爆破時(shí)對(duì)周圍環(huán)境可能產(chǎn)生的不良影響，嚴(yán)格控制裝藥量和拋擲方向，采用爆破方法開挖管溝應(yīng)在布管前進(jìn)行。石方管溝開挖時(shí)，應(yīng)與施工作業(yè)帶清理工序一同考慮。由于坡度大的地段在管溝開挖后，土石方不易在管溝一側(cè)堆放，全段管溝土石方如果順坡滑落則回填量太大，為此應(yīng)在管溝沿線每隔50m修建一個(gè)面積約120m2的臨時(shí)土石方堆放平臺(tái)，以減少回填土石方的運(yùn)輸工作量。對(duì)于石方地帶且管溝坡度較大時(shí)，可外運(yùn)細(xì)土或粉碎石方解決細(xì)土墊層，細(xì)土墊層用編織袋裝袋，堆碼回填。

2.4焊接施工

在天然氣管道山地陡坡施工中，焊接施工是重要的步驟，這一環(huán)節(jié)施工直接影響整體的施工質(zhì)量。在具體的焊接施工中，應(yīng)在焊接前將管道中存在的銹蝕、污濁物清理干凈，保證焊接面的光滑度和整潔度。同時(shí)，要根據(jù)管道布置的情況來選擇合適的焊接方法，常用的焊接方法有熱焊、填充焊接、蓋面焊接等，其中熱焊及填充焊接需要使用自保護(hù)藥芯半自動(dòng)焊接方法，采用焊絲時(shí)，要隨時(shí)清理底層焊接后存留的飛濺物及熔渣等，同時(shí)要注意接口處，并注意底層焊縫接頭及中層焊縫接頭距離不能夠低于0.1cm，焊縫的厚度也要控制在0.3-0.5cm之間，保證焊接的質(zhì)量，因?yàn)橐坏┌l(fā)生管道漏氣現(xiàn)象，就會(huì)帶來嚴(yán)重的安全事故。另外，還需要加強(qiáng)施工人員的管理，注重焊接人員資質(zhì)的評(píng)審，確保其施工技術(shù)滿足管道焊接施工的要求，同時(shí)在焊接施工完畢后，要及時(shí)進(jìn)行無損檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

2.5防腐補(bǔ)口、補(bǔ)傷

當(dāng)坡度在15-30°之間時(shí)，用防腐車沿管線在山坡上進(jìn)行噴砂除銹及加熱補(bǔ)口。當(dāng)坡度大于30°時(shí)，可用卷揚(yáng)機(jī)牽引防腐車沿管線進(jìn)行噴砂除銹，加熱補(bǔ)口。如陡坡長度小于100m，不能利用牽引防腐車進(jìn)行防腐補(bǔ)口時(shí)，可每隔一根鋼管的長度設(shè)作業(yè)平臺(tái)，采用人抬便攜式噴砂罐沿管道接口進(jìn)行噴砂除銹及防腐補(bǔ)口。

2.6管溝回填

在進(jìn)行管溝回填之前，應(yīng)先做好管道安全質(zhì)量檢驗(yàn)工作，確保質(zhì)量檢驗(yàn)合格后才可進(jìn)行回填處理。同時(shí)應(yīng)先將陰極保護(hù)測(cè)試線焊好，然后引出待管溝回填時(shí)可配合安裝測(cè)試樁。對(duì)于管道穿過地下電纜或其他構(gòu)筑物，應(yīng)做好保護(hù)工作。如果回填之前管溝內(nèi)有積水，則要將水徹底排出后才可回填。同時(shí)在石方、礫石段，應(yīng)對(duì)管溝開挖質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，待驗(yàn)收合格后用細(xì)土墊層回填，回填的厚度在300mm，并充分壓實(shí)。另外，在管溝回填后，一般回填土自然沉降為30天后較適宜，同時(shí)在沼澤地段及地下水位較高地段，在自然沉降7天后，使用雷達(dá)巡管儀或地面音頻檢漏儀對(duì)管道防腐層進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語

綜上所述，在山區(qū)陡坡地形中進(jìn)行長輸油氣管道施工具有較高的難度，因此必須正確把握以下三點(diǎn)：首先是要在充分分析施工地段地質(zhì)條件和地貌特征的基礎(chǔ)上，認(rèn)真進(jìn)行安全、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，通過采取積極措施，化解或減小風(fēng)險(xiǎn)，為施工提供良好的保障;其次是采取“溝下焊接”方式是長輸油氣管道在山區(qū)陡坡地段施工的最佳選擇;最后是施工便道與作業(yè)帶修筑、防腐管運(yùn)輸與擺布、管道組對(duì)與焊接是影響管線在陡坡地段施工進(jìn)度和施工質(zhì)量的關(guān)鍵控制性環(huán)節(jié)，需要引起施工單位特別重視。

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