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摘要
长输管道工程施工,一般是在野外施工,途径一些农田地、公路、铁路及中、小型河流、沟渠等地。而在经过小型沟渠、河流时,可采取大开挖施工,但有些沟渠、河流可以断流施工,有些沟渠、河流不可断流施工。对于不能断流施工而言,采用围堰导流施工工艺是最好选择。通过对围堰导流法穿越河流施工工艺分析,从施工技术方面提出了相应措施,为此类工程施工提供一些指导意义。
中图分类号:TU81文献标识码: A 文章编号:
1、引言
管道穿跨越工程在野外施工中经常发生,施工中有可能会影响周围村民的农耕施作等活动。因此在保证工程质量和工期的前提下,如何既快速又经济、文明地完成管道工程的施工,减少对周围村民农耕工作的影响,所采取施工措施和方法是非常重要的。
2 操作工艺
2.1 工艺流程
2.2 施工准备
2.2.1 技术准备
a) 施工技术人员应仔细研究图纸,根据图纸了解穿越河流的水文、地质、地形资料,并结合现场实际情况,制定出切实可行的施工方案,并报请河流管辖部门,得到同意和批准后方可施工。b) 对施工人员进行技术交底,明确施工中的重点、难点。
c) 根据设计交桩,复测管道穿越中心线,同时测放出河道施工占地边界线。
d) 结合现场情况,确定上、下围堰及导流沟的具体位置,導流沟位置应不影响穿越段管线在沟内弹性敷设,导流沟截面应满足河水流量通过的需要。
e) 穿越应尽量选择河流在枯水期进行,一旦开工应连续进行。
f) 结合现场实际选好进车道路,必要时修筑临时便道。
2.2.2 材料准备
a) 穿越管线的规格型号、防腐等级、材质和数量应符合设计要求。
b) 稳管用混凝土预制块应提前预制并运抵现场。
c) 围堰所用的草袋(或编织袋)、杂木、网格栅、5mm厚绝缘胶皮等材料应准备充分,围堰土源应予以落实。
2.2.3 施工机具准备
a) 管沟开挖及回填所需的机械设备,如:挖掘机、推土机、吊车或吊管机、发电机等按方案要求准备好。
b) 抽水泵保证运转良好,其排量和数量满足要求,适合于夜间作业的照明设备、机具应准备齐全。
c) 所有机具应按用途分类存放、处于完好状态,保证施工顺利进行。
2.3 测量放线
2.3.1 根据施工图测量管道中心线,引相对坐标点和相对标高,并测出主河槽穿越段起始点位置,并打桩标记。
2.3.2 按施工方案确定导流沟、截水坝及占地边线的位置,并按下图进行施工场地平面布置。
2.3.3 根据河床地质情况,确定管沟坡度及截面尺寸,布管线距管沟中心线距离3~5m。
2.4 导流沟开挖
2.4.1 按施工方案确定的位置开挖导流沟。导流沟底必须低于入口处河床深度,且沟底沿水流方向有一定的坡度,导流沟的宽度应根据河水流量的大小确定,根据不同的地质土壤情况导流沟两边坡还应具有一定的坡度,坡度按有关规范或参照下表 。
注:D为管子外径(包括防腐层或保温层厚度)。
2.4.2 导流沟与河流两端相接的部位暂不挖通,待上、下围堰及导流沟挖好后再挖通过水。
2.4.3 导流沟采用履带式或轮式单斗挖掘机挖掘,挖出的土石堆至靠河岸一侧。堆土距导流沟边1m。
2.5 围堰
2.5.1 导流沟挖通后进行上、下围堰,围堰时截水坝宜采用草袋装细砂土。对河床为卵砾石的应考虑将坝底稍向下挖深后再堆袋土,以减少坝底渗水和增加坝的稳定。
2.5.2 两截水坝间的距离应能满足施工作业需要,宽度一般不小于45m,坝顶高出河面1~1.5m且不超过河岸最低点,断面应为梯形,边坡比为1:1~1:2,坝顶宽度视河水宽度而定,一般为2~5m。
2.5.3 若管道穿越的河流有一定的坡度,水不回流,下游围堰可取消。
2.6 管线组焊
2.6.1 管线组焊在围堰导流完成后进行。若在枯水期或河水流量较小,水位较浅且河床土质较硬便于车辆通行时,可将河流穿越管段,随线路施工一同完成。
2.6.2 河流穿越管段组对、焊接方法及要求与长输管道焊接工艺相同,一般采用下向焊工艺。
2.6.3 在潮湿有水地段施工,组对焊接时管口附近地上要铺干燥绝缘胶皮或草袋。
2.6.4 布管及组对时,管子应用素土或装土编织袋将管子垫高0.5~0.8m左右,以便于焊工焊接及射线探伤。
2.7 无损检测
2.7.1 河流穿越探伤按设计规定执行,河槽穿越段作100%X射线探伤。
2.8 返修 经无损检测鉴定,对不合格焊口进行返修,返修让有经验的焊工进行,返修次数不能大于1次。
2.8 防腐
2.8.1 河流穿越多有卵石、石块时,应注意对管线防腐层的保护。防腐等级一般高于线路一个等级。
2.8.2 探伤合格后应及时防腐补口,管线下沟前用电火花检漏仪对管线全线检漏一遍,对漏点标记并修复。
2.8.3 补口补伤工艺与线路相同。河床处管线出现漏点时修复较困难,因此,施工中应加强对河床处的防腐质量控制。
2.9 管沟开挖
2.9.1 开挖管沟应根据穿越地段的土壤性质,选择合适的施工方法,施工机具。对于地下水应采取切实有效的降水方法。开挖地段为砾砂、砂、卵土、砂土、粘土时,采用明沟降水 ;若为淤泥、流砂、粉砂和细砂,可采用井点降水或管井降水。
2.9.2 河底管沟的沟底宽度和边坡尺寸应根据土壤性质、开挖深度、施工方法及试挖资料确定,在无试验条件和资料的情况下可参照有关标准确定。
2.9.3 对于施工机械难以开挖的石方段,视其大小可采用风镐破碎或爆破成沟。根据地质情况和穿越工程的技术要求,选择相应的爆破方法,爆破方法有裸露爆破法,埋入爆破法,植桩爆破法等。
2.9.4 河底管沟应平直,中心线偏移不应超过200mm,不得有土坎,管沟深度应符合设计要求,允许偏差为200mm。在开挖期间,测量人员应随时进行测量,以便控制和检查施工质量。
2.9.5 河床内的管道埋深在冲刷线以下,深度符合设计及规范要求。
2.9.6 当管道埋深在河床下不超过4.5m时,可用履带单斗直接开挖;当埋深超过4.5m或管沟易塌方时,可采用阶梯式开挖,也可先用推土机将管沟处河床表面推去一层再开挖。
2.9.7 河床为石方段时,管沟应比设计深度超挖300m。对塌方应及时清理,必要时采用支撑支护
2.9.8 管沟开挖开始后,施工宜昼夜不停连续进行。
2.10 下沟
2.10.1 管线下沟前,管沟应符合下列规定:
a) 管沟无塌方、积水、石块等,已经建设、监理单位检查认可。
b) 石方段管沟,松软垫层厚度不低于300mm,且沟底应平坦。
2.10.2 管道下沟前,对防腐层应用电火花检漏仪进行检查,对划伤、电火花击穿处应标记并进行修补。
2.10.3 管道下沟时,必须用至少2台吊车或吊管机起吊,起吊高度以1m为宜,轻放在沟底,与管沟中心线偏差不得大于100mm。
2.10.4 在下沟过程中,防止管子与沟壁发生摩擦,以免损坏管道防腐绝缘层。
2.11 稳管
2.11.1 稳管方式有预制砼压块,现浇固定墩和石笼等方法,以防止管道漂移。
2.11.2 稳管压块间距大于3m,为保护管道防腐层,预制压块和石笼与管子间衬垫5mm厚胶皮,现浇固定墩时管道外壁采用玻璃钢或其它特殊防腐措施处理。
2.11.3 稳管应在管道下沟后立即进行。吊装预制压块和石笼时,应有专人扶持缓慢就位,轻起轻放,防止碰伤管子及防腐层。
2.11.4 预制压块和石笼应沿管道隔一定距离分堆摆放,以方便吊装就位。
2.12 回填
2.12.1 回填前,应完成阴极保护测试桩安装,回填后安装标志桩。
2.12.2 一般土质可直接用原土回填,石方段应先回填细砂土至管顶以上300mm后,再用原土回填。
2.12.3 回填用推土机进行。对石方段应就地或另取细土,先用人工或铲车回填至管顶以上300mm,再用推土机原土回填。
2.12.4 回填时,降水工作应不间断。回填时管道下部不得悬空,对悬空部位可用装土的编织袋填实。
2.12.5 按设计要求作好河边护堤。
2.13 试压吹扫
2.13.1 河流穿越应单独试压,试压可用水或空气。试压用水取自河流时应考虑就地挖沉淀池净化,如河水腐蚀性较强则不易采用。
2.13.2 试压在管道回填后进行,分别按设计要求作强度和严密性试验,试压完毕,将管内积水吹扫干净。
2.14 地貌恢复
2.13.1 河流穿越完毕,应疏通河道,拆除上、下游围堰,填平导流沟。
2.13.2 按要求作好护岸、护坡,地貌恢复等水工保护。
3质量检验
3.1 工程完工后,应由建设单位或建设单位委托的监理单位、设计单位、施工单位,共同对穿越工程进行检查和验收。
3.2 检查验收时,应采用地面撿漏仪对管道防腐层进行全部检查,合格标准为无漏点。
3.3 管线埋深检查符合规范和设计要求,对查出的不合格点,应详细测出埋深不够的范围,并采取补救措施。
4管理措施
4.1 严格按施工图及施工组织设计要求施工,严格工序交接制度,上道工序不合格不能进入下道工序。
4.2 管道试压时,应设置安全警戒区。
4.3 管沟开挖作业宜连续进行,对易塌方地段,在满足管道性能要求的前提下,采取开挖一段、下沟一段、回填一段的方式施工。
4.4 管道下沟前后,应严格按管道防腐要求施工。
4.5 工程完工后清理工地,把废弃物打扫干净。
5、结论
管道工程施工技术贯穿于工程施工全过程,在工程项目实施中呈现极其重要的地位,我们不仅要努力做好上述各项工作,而且还要与其他诸方面相辅相成、协调一致。从而使施工技术不断得到完善和提高,为工程项目的顺利实施提供可靠的保障。
6 参考标准
GB50369-2006 油气长输管道工程施工及验收规范
SY/T4079--95 石油天然气管道穿越工程施工及验收规范
GB50424-2007 油气输送管道穿越工程施工规范
长输管道工程施工,一般是在野外施工,途径一些农田地、公路、铁路及中、小型河流、沟渠等地。而在经过小型沟渠、河流时,可采取大开挖施工,但有些沟渠、河流可以断流施工,有些沟渠、河流不可断流施工。对于不能断流施工而言,采用围堰导流施工工艺是最好选择。通过对围堰导流法穿越河流施工工艺分析,从施工技术方面提出了相应措施,为此类工程施工提供一些指导意义。
中图分类号:TU81文献标识码: A 文章编号:
1、引言
管道穿跨越工程在野外施工中经常发生,施工中有可能会影响周围村民的农耕施作等活动。因此在保证工程质量和工期的前提下,如何既快速又经济、文明地完成管道工程的施工,减少对周围村民农耕工作的影响,所采取施工措施和方法是非常重要的。
2 操作工艺
2.1 工艺流程
2.2 施工准备
2.2.1 技术准备
a) 施工技术人员应仔细研究图纸,根据图纸了解穿越河流的水文、地质、地形资料,并结合现场实际情况,制定出切实可行的施工方案,并报请河流管辖部门,得到同意和批准后方可施工。b) 对施工人员进行技术交底,明确施工中的重点、难点。
c) 根据设计交桩,复测管道穿越中心线,同时测放出河道施工占地边界线。
d) 结合现场情况,确定上、下围堰及导流沟的具体位置,導流沟位置应不影响穿越段管线在沟内弹性敷设,导流沟截面应满足河水流量通过的需要。
e) 穿越应尽量选择河流在枯水期进行,一旦开工应连续进行。
f) 结合现场实际选好进车道路,必要时修筑临时便道。
2.2.2 材料准备
a) 穿越管线的规格型号、防腐等级、材质和数量应符合设计要求。
b) 稳管用混凝土预制块应提前预制并运抵现场。
c) 围堰所用的草袋(或编织袋)、杂木、网格栅、5mm厚绝缘胶皮等材料应准备充分,围堰土源应予以落实。
2.2.3 施工机具准备
a) 管沟开挖及回填所需的机械设备,如:挖掘机、推土机、吊车或吊管机、发电机等按方案要求准备好。
b) 抽水泵保证运转良好,其排量和数量满足要求,适合于夜间作业的照明设备、机具应准备齐全。
c) 所有机具应按用途分类存放、处于完好状态,保证施工顺利进行。
2.3 测量放线
2.3.1 根据施工图测量管道中心线,引相对坐标点和相对标高,并测出主河槽穿越段起始点位置,并打桩标记。
2.3.2 按施工方案确定导流沟、截水坝及占地边线的位置,并按下图进行施工场地平面布置。
2.3.3 根据河床地质情况,确定管沟坡度及截面尺寸,布管线距管沟中心线距离3~5m。
2.4 导流沟开挖
2.4.1 按施工方案确定的位置开挖导流沟。导流沟底必须低于入口处河床深度,且沟底沿水流方向有一定的坡度,导流沟的宽度应根据河水流量的大小确定,根据不同的地质土壤情况导流沟两边坡还应具有一定的坡度,坡度按有关规范或参照下表 。
注:D为管子外径(包括防腐层或保温层厚度)。
2.4.2 导流沟与河流两端相接的部位暂不挖通,待上、下围堰及导流沟挖好后再挖通过水。
2.4.3 导流沟采用履带式或轮式单斗挖掘机挖掘,挖出的土石堆至靠河岸一侧。堆土距导流沟边1m。
2.5 围堰
2.5.1 导流沟挖通后进行上、下围堰,围堰时截水坝宜采用草袋装细砂土。对河床为卵砾石的应考虑将坝底稍向下挖深后再堆袋土,以减少坝底渗水和增加坝的稳定。
2.5.2 两截水坝间的距离应能满足施工作业需要,宽度一般不小于45m,坝顶高出河面1~1.5m且不超过河岸最低点,断面应为梯形,边坡比为1:1~1:2,坝顶宽度视河水宽度而定,一般为2~5m。
2.5.3 若管道穿越的河流有一定的坡度,水不回流,下游围堰可取消。
2.6 管线组焊
2.6.1 管线组焊在围堰导流完成后进行。若在枯水期或河水流量较小,水位较浅且河床土质较硬便于车辆通行时,可将河流穿越管段,随线路施工一同完成。
2.6.2 河流穿越管段组对、焊接方法及要求与长输管道焊接工艺相同,一般采用下向焊工艺。
2.6.3 在潮湿有水地段施工,组对焊接时管口附近地上要铺干燥绝缘胶皮或草袋。
2.6.4 布管及组对时,管子应用素土或装土编织袋将管子垫高0.5~0.8m左右,以便于焊工焊接及射线探伤。
2.7 无损检测
2.7.1 河流穿越探伤按设计规定执行,河槽穿越段作100%X射线探伤。
2.8 返修 经无损检测鉴定,对不合格焊口进行返修,返修让有经验的焊工进行,返修次数不能大于1次。
2.8 防腐
2.8.1 河流穿越多有卵石、石块时,应注意对管线防腐层的保护。防腐等级一般高于线路一个等级。
2.8.2 探伤合格后应及时防腐补口,管线下沟前用电火花检漏仪对管线全线检漏一遍,对漏点标记并修复。
2.8.3 补口补伤工艺与线路相同。河床处管线出现漏点时修复较困难,因此,施工中应加强对河床处的防腐质量控制。
2.9 管沟开挖
2.9.1 开挖管沟应根据穿越地段的土壤性质,选择合适的施工方法,施工机具。对于地下水应采取切实有效的降水方法。开挖地段为砾砂、砂、卵土、砂土、粘土时,采用明沟降水 ;若为淤泥、流砂、粉砂和细砂,可采用井点降水或管井降水。
2.9.2 河底管沟的沟底宽度和边坡尺寸应根据土壤性质、开挖深度、施工方法及试挖资料确定,在无试验条件和资料的情况下可参照有关标准确定。
2.9.3 对于施工机械难以开挖的石方段,视其大小可采用风镐破碎或爆破成沟。根据地质情况和穿越工程的技术要求,选择相应的爆破方法,爆破方法有裸露爆破法,埋入爆破法,植桩爆破法等。
2.9.4 河底管沟应平直,中心线偏移不应超过200mm,不得有土坎,管沟深度应符合设计要求,允许偏差为200mm。在开挖期间,测量人员应随时进行测量,以便控制和检查施工质量。
2.9.5 河床内的管道埋深在冲刷线以下,深度符合设计及规范要求。
2.9.6 当管道埋深在河床下不超过4.5m时,可用履带单斗直接开挖;当埋深超过4.5m或管沟易塌方时,可采用阶梯式开挖,也可先用推土机将管沟处河床表面推去一层再开挖。
2.9.7 河床为石方段时,管沟应比设计深度超挖300m。对塌方应及时清理,必要时采用支撑支护
2.9.8 管沟开挖开始后,施工宜昼夜不停连续进行。
2.10 下沟
2.10.1 管线下沟前,管沟应符合下列规定:
a) 管沟无塌方、积水、石块等,已经建设、监理单位检查认可。
b) 石方段管沟,松软垫层厚度不低于300mm,且沟底应平坦。
2.10.2 管道下沟前,对防腐层应用电火花检漏仪进行检查,对划伤、电火花击穿处应标记并进行修补。
2.10.3 管道下沟时,必须用至少2台吊车或吊管机起吊,起吊高度以1m为宜,轻放在沟底,与管沟中心线偏差不得大于100mm。
2.10.4 在下沟过程中,防止管子与沟壁发生摩擦,以免损坏管道防腐绝缘层。
2.11 稳管
2.11.1 稳管方式有预制砼压块,现浇固定墩和石笼等方法,以防止管道漂移。
2.11.2 稳管压块间距大于3m,为保护管道防腐层,预制压块和石笼与管子间衬垫5mm厚胶皮,现浇固定墩时管道外壁采用玻璃钢或其它特殊防腐措施处理。
2.11.3 稳管应在管道下沟后立即进行。吊装预制压块和石笼时,应有专人扶持缓慢就位,轻起轻放,防止碰伤管子及防腐层。
2.11.4 预制压块和石笼应沿管道隔一定距离分堆摆放,以方便吊装就位。
2.12 回填
2.12.1 回填前,应完成阴极保护测试桩安装,回填后安装标志桩。
2.12.2 一般土质可直接用原土回填,石方段应先回填细砂土至管顶以上300mm后,再用原土回填。
2.12.3 回填用推土机进行。对石方段应就地或另取细土,先用人工或铲车回填至管顶以上300mm,再用推土机原土回填。
2.12.4 回填时,降水工作应不间断。回填时管道下部不得悬空,对悬空部位可用装土的编织袋填实。
2.12.5 按设计要求作好河边护堤。
2.13 试压吹扫
2.13.1 河流穿越应单独试压,试压可用水或空气。试压用水取自河流时应考虑就地挖沉淀池净化,如河水腐蚀性较强则不易采用。
2.13.2 试压在管道回填后进行,分别按设计要求作强度和严密性试验,试压完毕,将管内积水吹扫干净。
2.14 地貌恢复
2.13.1 河流穿越完毕,应疏通河道,拆除上、下游围堰,填平导流沟。
2.13.2 按要求作好护岸、护坡,地貌恢复等水工保护。
3质量检验
3.1 工程完工后,应由建设单位或建设单位委托的监理单位、设计单位、施工单位,共同对穿越工程进行检查和验收。
3.2 检查验收时,应采用地面撿漏仪对管道防腐层进行全部检查,合格标准为无漏点。
3.3 管线埋深检查符合规范和设计要求,对查出的不合格点,应详细测出埋深不够的范围,并采取补救措施。
4管理措施
4.1 严格按施工图及施工组织设计要求施工,严格工序交接制度,上道工序不合格不能进入下道工序。
4.2 管道试压时,应设置安全警戒区。
4.3 管沟开挖作业宜连续进行,对易塌方地段,在满足管道性能要求的前提下,采取开挖一段、下沟一段、回填一段的方式施工。
4.4 管道下沟前后,应严格按管道防腐要求施工。
4.5 工程完工后清理工地,把废弃物打扫干净。
5、结论
管道工程施工技术贯穿于工程施工全过程,在工程项目实施中呈现极其重要的地位,我们不仅要努力做好上述各项工作,而且还要与其他诸方面相辅相成、协调一致。从而使施工技术不断得到完善和提高,为工程项目的顺利实施提供可靠的保障。
6 参考标准
GB50369-2006 油气长输管道工程施工及验收规范
SY/T4079--95 石油天然气管道穿越工程施工及验收规范
GB50424-2007 油气输送管道穿越工程施工规范