殷智明

引言

伊寧—霍爾果斯輸氣管道工程起自伊寧首站，終止于霍爾果斯末站（在西二線霍爾果斯首站基礎(chǔ)上擴建），沿線經(jīng)過伊寧市、霍城縣。線路全長約64km，管徑D1219mm，設(shè)計壓力12MPa，管道材質(zhì)為X80。沿線主要地貌類型為山前沖積平原、丘陵和沙漠。

本工程中沙漠段和風(fēng)積沙地段位于霍城縣境內(nèi)，處在線路中不同位置，分別為：QB21號樁-QB29號樁，沙漠，長度為8.455km；QB30號樁～QB33號樁，沙漠，長度1.849km；QB34號樁-QB36號樁，風(fēng)積沙地，長度為1.896km；QB51號樁+250m-QB61號樁，風(fēng)積沙地，長度為11.585km，所在地區(qū)等級均為一級地區(qū)。

一、施工準(zhǔn)備

施工前先熟悉設(shè)計圖紙，勘查現(xiàn)場，掌握所要經(jīng)過沙漠的地形、地貌、和地質(zhì)情況。地質(zhì)情況：

1.QB21樁～QB29樁：長度8.455km。沙漠，管道沿圖開沙漠邊緣敷設(shè)，地形波狀起伏，分布固定或半固定沙丘，沙丘比高一般為5～20m，覆蓋少量沙生植物，覆蓋率10～20%。地層巖性以粉細砂為主，黃色，松散～稍密，稍濕，散粒，主要礦物成分為石英和長石，含少量云母片，勘察深度4.0m未揭穿，土石工程分級為Ⅱ級。沿線勘察深度內(nèi)未見地下水，據(jù)調(diào)查，地下水埋深大于15m。

2.QB30樁～QB33樁：長度1.849km。沙漠，管道沿圖開沙漠邊緣敷設(shè)，地形波狀起伏，分布少量固定沙丘，沙丘比高一般為5～20m，覆蓋少量沙生植物，覆蓋率20～30%，局部地段為林地或農(nóng)田。地層巖性以粉細砂為主，黃色，松散～稍密，稍濕，散粒，主要礦物成分為石英和長石，含少量云母片，勘察深度4.0m未揭穿，土石工程分級為Ⅱ級。沿線勘察深度內(nèi)未見地下水，據(jù)調(diào)查，地下水埋深大于15m。

3.QB34樁～QB36樁：長度1.896km。風(fēng)積沙地，管道沿圖開沙漠北部邊緣敷設(shè)，地形稍有起伏，地勢開闊，覆蓋少量沙生植物，覆蓋率30～40%，局部地段為草地。地層巖性以粉細砂為主，黃色，松散～稍密，稍濕，散粒，主要礦物成分為石英和長石，含少量云母片，局部地段為黃土狀粉土，勘察深度3.5m未揭穿，土石工程分級為Ⅱ級。沿線勘察深度內(nèi)未見地下水，據(jù)調(diào)查，地下水埋深大于10m。

4.QB51樁＋250m～QB61樁：長度11.585km。風(fēng)積沙地，管道沿圖開沙漠北部邊緣敷設(shè)，地形呈較緩壟狀起伏，起伏較緩，大部地段覆蓋少量沙生植物，覆蓋率20～30%，其中QB55樁～QB58樁被開墾為農(nóng)田。地層巖性以粉細砂為主，黃色，松散～稍密，稍濕，散粒，主要礦物成分為石英和長石，含少量云母片，勘察深度3.5m未揭穿，土石工程分級為Ⅱ級。沿線勘察深度內(nèi)未見地下水，據(jù)調(diào)查，地下水埋深大于5m。

施工前每300米挖一個探坑，探坑挖深4.5米，并與設(shè)計提供的地質(zhì)情況進行比較?？辈斓刭|(zhì)時確定是否會出現(xiàn)卵礫石，如出現(xiàn)卵礫石情況，應(yīng)比設(shè)計深度超挖200mm,把卵礫石部分單獨堆放，并用挖掘機倒運細土到卵礫石地段，人工清理管底之后，進行管底200mm細土回填，以保證管道在沉管過程中管道與細土緊貼。

施工前與當(dāng)?shù)丨h(huán)保有關(guān)部門聯(lián)系，并得到當(dāng)?shù)丨h(huán)保管理部門的批準(zhǔn)，對施工機具進行檢修和保養(yǎng)，使其狀態(tài)良好。對操作工人進行技術(shù)交底，使其掌握施工技術(shù)要求、質(zhì)量要求及安全要求。

開工前制作拖管爬犁，考慮到沙漠地表承載力差，施工機具、工程材料和管道的運輸采用拖拉機牽引爬犁的運輸方式，爬犁制成船型（如下圖）。運管時，爬犁與管線接觸部位鋪墊20mm厚膠皮，并用捆扎帶將管線捆扎牢固，保證在運輸過程中不出現(xiàn)滑、滾等現(xiàn)象。

二、測量放線

沙漠中風(fēng)沙較大，且沙丘易移動，定位樁使用紅色信號旗，沙丘起伏大的地段增加定位樁的密度。為防止定位樁被掩埋，還應(yīng)使用GPS定位儀進行衛(wèi)星定位以便今后找樁。

首先測出線路中線，再測出作業(yè)帶邊線。為了防止風(fēng)沙淹沒線位標(biāo)志，可用竹桿小紅旗做標(biāo)志，布管線每隔100米插一個。邊線可適當(dāng)加大距離。

繪制測量成果圖，記錄原始地貌，為恢復(fù)地貌提供依據(jù)，并測出需要推移沙丘土方量。

三、作業(yè)帶清理

嚴格按測量放線的邊界線進行作業(yè)帶清理，施工作業(yè)帶寬度22m。清理作業(yè)帶時應(yīng)按照隨坡就勢的原則進行施工。沙丘段的掃線按設(shè)計要求進行，作業(yè)帶清理掃線施工應(yīng)滿足布管、組焊施工的要求。對于現(xiàn)場的低洼地段需要與設(shè)計現(xiàn)場確定是否為沖溝，保護管道方案按照設(shè)計要求執(zhí)行。這里要指出的是，設(shè)計文件中施工作業(yè)帶的寬度為30m，而現(xiàn)場條件有限，根據(jù)環(huán)保部門要求，結(jié)合業(yè)主的意見，最后確定為22m。

施工時用一臺挖掘機與兩臺推土機進行推掃，并保持已成形的作業(yè)帶。施工后期根據(jù)設(shè)計要求對作業(yè)帶外邊緣高于作業(yè)帶的斜坡按照設(shè)計要求進行固沙措施。

四、運管、布管

運、布管是沙丘施工中的難點。結(jié)合本工程的特點，運布管原則利用伴行道路拉運管材，輔助采用推土機牽引運管爬犁運至施工現(xiàn)場的方法。在作業(yè)帶內(nèi)采用70噸吊管機進行單根調(diào)運布管作業(yè)。

有伴行道路的沙丘段，伴行道路每500m有一處3m*3m的錯車點，根據(jù)運管要求應(yīng)每隔1km在伴行路和施工作業(yè)帶之間增設(shè)一處20m*20m的匯車點，以利于大型運管車調(diào)頭錯車；沒有伴行道路的沙丘段，區(qū)段長度大于500m的應(yīng)采取施工便道加固措施，施工便道加固不使用土工布，施工完成后便道墊層不予保留，作業(yè)帶表層恢復(fù)原狀。區(qū)段長度小于500m的，在沙丘段入口處修筑臨時堆管場，使用吊管機配合運管爬犁將管材拉運進場。

運、布管應(yīng)從流動沙丘地段兩端分別進行，以盡量縮短在沙漠內(nèi)的運距。首先利用大型運管車將管道運至沙漠邊緣的臨時堆管場，然后使用推土機牽引自制船形爬犁在沙漠里運管，每次拉運2根，布管采用吊管機從爬犁上逐根布在作業(yè)帶上。如下圖所示：

布管時應(yīng)檢查管兩端封堵是否完好無損，對于損壞的封堵及時更換，防止沙塵進入管內(nèi)。

在沙漠的斜坡上布管時為防止管子下滑，可在坡上或坡下選擇坡度小于3%的平坦地段設(shè)置臨時堆管平臺，管子堆放高度不得超過2層，管子與地面的最低距離不小于500mm。施工時邊焊接邊布管，即“隨用隨取”。

五、管道組對焊接

管口組對前，管內(nèi)外表面坡口兩側(cè)25mm范圍內(nèi)采用角向磨光機清理至顯現(xiàn)金屬光澤。采用人力清除管內(nèi)雜物、灰塵，當(dāng)管內(nèi)有沙土和雜物時，應(yīng)換好干凈的軟底鞋（解放鞋、球鞋）進入管內(nèi)，用拖布等工具將管內(nèi)清掃干凈。優(yōu)先采用內(nèi)對口器組對，相同公稱壁厚對接鋼管的錯邊量不應(yīng)大于鋼管壁厚的1/8，且應(yīng)小于3mm，錯邊應(yīng)沿管口圓周均勻分布。接頭坡口角度、鈍邊、根部間隙應(yīng)符合焊接工藝規(guī)程中要求。使用內(nèi)對口器時，只有根焊道全部完成后方可撤離。

環(huán)境溫度在5℃以上時，預(yù)熱寬度宜為坡口兩側(cè)各50mm。環(huán)境溫度低于5℃時，宜采用感應(yīng)加熱或電加熱的方法進行管口預(yù)熱，預(yù)熱寬度宜為坡口兩側(cè)各75mm。

焊接環(huán)境溫度低于5℃時，焊接作業(yè)宜在防風(fēng)棚內(nèi)進行，應(yīng)使用保溫措施保證層間溫度。如在組裝和焊接過程中焊口溫度冷卻至焊接工藝規(guī)程要求的最低溫度以下，應(yīng)重新加熱至要求溫度。焊后宜采用干燥的保溫被進行緩冷措施。

管道焊接及檢驗應(yīng)符合規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，管道無損檢測應(yīng)符合Q/SYGJX-0112的規(guī)定，射線檢測及超聲波檢測的合格等級為線路工程Ⅱ級。

六、管溝開挖

管道所經(jīng)地形為沙漠和風(fēng)積沙地，如果邊坡按照規(guī)范1：1.5放坡，深度平均按照3米計算，管溝上口寬度為10.9米，管道外壁距離管溝邊的安全距離為1.5米，那么90噸吊管機吊管下溝將無法實現(xiàn)，由于粉沙土承載力極低，給管溝開挖及下溝造成了困難。按照傳統(tǒng)的施工方法，先由挖掘機將管溝開挖成型，然后再集中5臺90t吊管機進行統(tǒng)一下溝；由于粉沙土壤開挖時很難成型，即使管溝能夠成型，土壤的承載力根本無法承受5臺90t吊管機及管道的重量，再加上吊管機的振動，勢必造成管溝大面積塌方，同時也危及吊管機、管道和操作人員的安全，無法滿足設(shè)計埋深要求。

針對這種情況，通過在以往的工程施工經(jīng)驗和不斷摸索提出采用雙側(cè)沉管方法進行管溝開挖和下溝作業(yè)。

具體做法是在管道兩側(cè)各布置1臺挖掘機，要求2臺挖掘機在同一位置、同一方向、同時作業(yè)，開挖速度保持一致，利用鋼管的自重及彈性緩慢的自然沉入溝底，從而使管道下溝，見下圖。

開挖放坡按照沙土類1：1.5進行，開挖斷面如下：

用紅木樁和白灰標(biāo)出管道中心線，按中心線組對管道（沙漠地段），風(fēng)沙地地段把焊接完成的管道用2臺70噸和1臺40噸把補完口的管道側(cè)移到管道中心線位置，并保證管道接觸地面為沙土。

由于沙漠段平均挖深為3.3m，挖掘機不能一次挖到設(shè)計深度，所以在管溝開挖前分為兩個開挖小組，每個開挖小組配備2臺挖掘機，并且配備測量工2名、RTK全站儀一臺跟蹤管道的管頂高程；另外配備1臺環(huán)式電火花檢漏儀及時檢漏配合沉管。

管溝開挖時，要先將長3.9m、寬3.0m、厚5mm的膠皮覆蓋于要下溝的管道上，以保證挖掘機的斗齒不會損傷防腐層或管材，并由2人牽動膠皮，隨著挖掘機的移動而移動。每兩臺挖掘機要擺放在管道兩側(cè)同一橫向位置，分層同時開挖，行走及開挖速度要一致。管溝開挖后，測量小組及時測量管溝深度，保證管道設(shè)計埋深。防腐補傷人員用環(huán)式電火花檢漏儀進行檢漏，發(fā)現(xiàn)漏點及時補傷，以保證管道下溝后無漏點。

用人工將管溝底部多余的土清除平整，避免管道出現(xiàn)懸空現(xiàn)象，保證管道平穩(wěn)順直沉入溝底。

七、補口、補傷

將所有補口設(shè)備（壓風(fēng)機、噴砂罐等）放置在船形爬犁上，履帶拖拉機牽引。補口采用經(jīng)業(yè)主同意使用的聚乙烯熱收縮帶，補口、補傷、檢漏應(yīng)嚴格執(zhí)行規(guī)范要求。

八、管溝回填

管道就位后，經(jīng)過隱蔽檢查合格后，進行管溝一次回填。管溝一次回填后，及時與光纜及警示帶施工單位聯(lián)系，光纜及警示帶按照設(shè)計要求敷設(shè)。敷設(shè)完畢后及時進行管溝大回填。對于出現(xiàn)卵礫石地段的管溝，必須先用挖掘機倒運細土回填到管頂300mm,敷設(shè)完畢后，進行原土回填。管溝回填后管頂最小覆土厚度不得小于1.5m。

九、HSE措施

開工前與當(dāng)?shù)丨h(huán)境部門聯(lián)系并征得同意，施工過程中作業(yè)帶應(yīng)做出明顯標(biāo)識。

所有的施工作業(yè)都必須在指定的作業(yè)帶、臨時性工作場地、輔助施工場地之內(nèi)進行，不得破壞作業(yè)帶以外的植物、地貌。沙漠施工應(yīng)充分保障職工的飲水、飲食等基本需求，做好防暑降溫的基礎(chǔ)工作。施工時應(yīng)采取適當(dāng)措施防止風(fēng)沙，避免惡劣天氣對施工人員、設(shè)備的傷害。

保護野生動物，對項目所有人員進行培訓(xùn)，使其了解有關(guān)野生動物保護的知識和意義，不破壞動物窩穴，不騷擾、喂養(yǎng)和獵殺（捕）野生動物。所有施工人員只允許在作業(yè)帶范圍內(nèi)活動。

嚴格按設(shè)計要求做好防風(fēng)固沙水工保護施工。

結(jié)論

在沙漠、風(fēng)積沙地線路工程施工中，大管徑管道施工有幾處難點：

1.鋼管自重較大，在沙漠中運輸有一定困難。

2.管道挖深較深，在限定施工作業(yè)帶內(nèi)，開挖和下溝都有一定的困難。

3.沉管法下溝，容易損傷管道的防腐層。

本文合理、合規(guī)的解決了以上施工中出現(xiàn)的問題，為以后線路工程總承包做儲備。

[1]伊寧—霍爾果斯輸氣管道工程線路施工圖.

[2]伊寧—霍爾果斯輸氣管道工程線路施工技術(shù)要求.

[3]伊寧—霍爾果斯輸氣管道工程線路施工通用圖.

[4]《油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50369－2006）.