李剛 張學彬 劉國柱(.中海石油管道輸氣有限公司,海南海口570000;.湖南百利工程科技股份有限公司成都分公司,四川成都6004)
當前國內已經建設完成的天然氣長輸管道工程包含中亞天氣管道、西氣東輸管道等。由于天然氣闡述管道工程施工建設的整體工程量非常大,其總體施工線路非常長,一般需要在此基礎上途徑多個省份,特別是在一些山地陡坡段施工,更是面臨巨大的施工難度。主要由于山地陡坡段施工地質情況較為特殊,其坡度相對較大,在實際施工當中很容易由于沿坡低段土質疏松、陡峭等,容易由此引發(fā)坍塌、滑坡等較為嚴重的地質類災害、因此,多數天然氣長輸管道施工現場的環(huán)境條件都非常惡劣,管道本身的防腐層很容易被扎穿和磨破,且存在顯著的安全類隱患[1]。比如實際施工當中,因陡坡段位置陡峭,因此一些爬行設備運輸通行非常困難,在實際作業(yè)施工上較為狹窄,設備本身能夠回旋、挪移的空間余地非常小,存在大量的不確定性因素。特別是在陰雨天氣下的施工難度更大,在此環(huán)境下進行焊接設備就位及管溝開挖等施工操作均非常困難。
由于天然氣長輸管道山地陡坡段施工非常復雜,與一般地面施工存在明顯的差異,面臨較大的施工難度。因此在實際施工前,需組織相應的技術人員進行現場勘查工作,具體要求應當反復的考察、總結和論證施工現場實際情況,從而以此來確定具體施工方案,設計具有針對性的施工技術方法。不過,在施工方法的確定上,需充分考慮山地陡坡的坡度及地勢地形來進行,主要目的是為了規(guī)避因前期施工存在問題,避免其導致后期施工設備難以有效實施停留作業(yè)。
在實際施工當中,首選需要考慮相關施工人員本身施工安全問題,要確保在施工當中人員、設備的安全性,盡可能的降低和控制事故發(fā)生率。這就需要在實際施工當中實現做好測量放線、樁點標記、標高等工作,由此標出明確的中線與作業(yè)線。在最終完成放線施工操作后,需在此基礎上修建相應的臨時施工便道,以此對山地小路實施拓寬與穩(wěn)固處理,并且需要設置好低緩坡段,這樣才能符合基本施工需求,有效規(guī)避在施工中產生塌方及滑坡情況。不過,需注意開挖土方時,應盡可能避免破壞原有地貌,整個過程需加強支護過程處理,避免滑落,不可大范圍的開辟施工作業(yè)面積[2]。
通常在山地陡坡段施工當中,難以直接采用吊管機進行布管施工,或者采用其他大型機械設備施工等。這就需要進行管溝開挖施工操作,通過在管溝內不管施工并實施焊接處理操作。在進行管溝開挖時,要求必須充分結合相應的工程設計方案來進行。實際的布管施工需結合相應的地質情況、施工工藝要求及坡度情況來確定好布管施工的準確順序,這樣才能切實保障施工質量水平。同時,在進行布管施工前,要求應當合適好圖紙信息,布管操作后強化固定、防脫落操作。在布管當中面臨較大坡度時,可采用溜管法和滾輪法來實施具體作業(yè)。
組隊焊接施工屬于天然氣長輸管道山地陡坡段施工的關鍵一環(huán),其直接影響到整體的施工質量水平。具體要求在實際焊接施工前,需提前清理管道當中存在的銹蝕及污物,保障焊接表明的光滑度。所采取的的焊接方法要求選擇和結合實際布管情況來執(zhí)行。因為,一旦組對焊接施工存在問題,則后續(xù)很有可能引發(fā)嚴重的安全事故,在致使油氣泄露的同時,必將由此引發(fā)更為嚴重的后果。為此,就要求相應的焊接施工人員,必須在此基礎上增強施工質量管理,可選擇在實際的施工現場設置專門的質量監(jiān)管人員,以此來保障組隊焊接施工的質量水平。
管溝回填施工要求在進行回填操作前,需做好針對管道安全工作的質量檢驗工作,在最終檢驗合格后實施回填處理。在此操作環(huán)節(jié)中,當山地本身坡度較小時,可采用人工回填及翻斗車回填的方式來作業(yè)。而一旦面臨較大坡度時,則可選取草袋裝土回填施工的方式來進行作業(yè),在具體回填當中,可首先采用分層夯實施工的方式,然后在此基礎上填入生土后再進行熟土回填操作。
海南省環(huán)島管網文昌-瓊海-三亞輸氣管道工程中南山站段(第五標段)線路工程山區(qū)、丘陵段線路長約28.11km,山體不高、但相對陡峭,有斷崖和大于60°的陡峭山體7處,本地區(qū)丘陵地貌地形起伏較大。而山區(qū)溝壑縱橫,地形起伏大,陡坡地段多,很多地段遠離交通干道,施工依托極差,并且雨水較多,給施工帶來極大困難。在此類地區(qū)進行長輸管道的施工建設,不能按照平原丘陵地段機械化流水線施工方法組織,同時由于山區(qū)管道有著特有的施工工藝,存在很大困難,造成施工降效嚴重。
(1)施工現場勘測測量。測量放線因山區(qū)地形復雜,樁位難找,測量放線配備民用GPS 衛(wèi)星定位儀,在測量放線前將計劃測量地段的坐標數據輸入GPS,以便進行樁位尋找,從而加快測量速度。在巖石地段放線時無法打樁時,可用紅色自噴漆每20m左右用紅色油漆在突出、醒目空曠的巖石表面做標記。對于轉角樁:在其周圍醒目的位置進行栓樁,以便校核原樁位。栓樁位置要距管道中心線5m以上,避免爆破管溝時遭到破壞。
(2)施工便道搭建。橫坡上的施工便道,管道沿橫坡敷設時,由于橫坡容易造成滾管以及施工設備損壞,道路的修筑要保證設備及施工作業(yè)人員的安全,道路一般不宜出現8°以上的橫坡,必要時可在填方坡腳處修建擋土墻護坡。在縱坡上的施工便道,采用挖高填低的施工方法,必要時在較低一側修筑擋土墻。
(3)開挖管溝,布管施工。根據土質不同確定管溝的上口寬度,上口寬度和管溝深度的變化直接影響安全施工及生土和熟土的堆放,在施工現場應視具體情況確定施工作業(yè)帶布置,一般情況下,按圖2布置。在管道沿山角或在山腰橫向敷設時,因施工作業(yè)帶寬度較小,可將開挖管溝時的土方堆放在山體外側以保證施工設備的行進,此時施工作業(yè)帶外側需用袋裝土磊砌擋土墻以保護環(huán)境和防止水土流失,擋土墻可用鋼樁加強其穩(wěn)定性。土方地質的管溝采用挖掘機直接開挖,石方地質管溝采用機械鑿巖方式或松動爆破方式,以機械為主、人工配合清溝。布管主要有機械直接布管、拖船布管、索道布管、輕軌布管、先組焊后直接吊裝就位等方法。本標段擬采用機械直接布管、先組焊后直接吊裝就位等方式,參見圖1。
圖1 布管施工作業(yè)帶布置
(4)組對焊接施工。溝下焊組裝過程中,應盡量保證管子的穩(wěn)定性,防止管道左右晃動,容易造成管道焊接中出現缺陷。采用外對口器組對,根焊必須焊完50%以上才能撤出外對口器。在施工下料過程中應注意提前考慮將直管與彎頭、彎管的螺旋縫錯開,避免在山區(qū)管道組裝過程中經常遇到螺旋縫無法錯開達不到100mm的情況發(fā)生。機組組裝到水平轉角位置時,先預制水平彎頭與一直管的焊口,并對所需加管段進行下料,下料的長度應考慮到管段兩端母材與組對段螺旋縫(直縫)錯開長度,整個施工過程需注意避免管道懸空的情況出現。水平轉角處施工示意如圖2:
圖2 彎管水平轉角處施工
(5)管溝回填施工。管道回填前將陰極保護測試線焊好并引出,待管溝回填時配合安裝測試樁。管道穿越地下電纜、管道、構筑物處的保護處理,在管溝回填前按設計要求施工,并配合管溝回填施工?;靥钋?,如管溝內有積水,應將水排凈再回填。石方、礫石段管溝開挖驗收合格后,進行細土墊層回填,回填厚度300mm并壓實。管溝回填土自然沉降密實后,一般地段自然沉降宜30 天后,沼澤地段及地下水位高的地段自然沉降宜7天后,應用雷達巡管儀或地面音頻檢漏儀對管道防腐層進行地面檢漏,符合設計規(guī)定為合格。
天然氣長輸管道山地陡坡段施工難點主要源于地形、地勢特殊所致,因此必須結合其實際特性來采取針對性的舉措。海南省環(huán)島管網文昌-瓊海-三亞輸氣管道工程中南山站段(第五標段)線路工程山區(qū)、丘陵段施工屬于典型的山地陡坡段施工,其規(guī)劃設計的施工方案流程,通過實踐應用取得了良好效果,給往后相關地形管道施工提供了重要借鑒與參考價值。