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摘要:在社会经济快速发展背景下,对能源的需求也越来越大,因此长输管道受到了越来越广泛的重视,在主要控制长输管道焊接、防腐质量的同时,越来越多的管线变形让管线运行中遭受巨大的经济损失,停输同时对管道运输的经济性打折扣,因此大家对于石方段管沟的回填越来越重视。能够保证管沟回填保证质量、降低成本,促进管线运行中长期可靠性与安全性的提升。因此对于长输管道来讲,应给予其石方段管沟回填质量充分重视,运用合理措施对其质量进行控制,对其成本降低。
关键词:长输管道;石方段;细土回填;经济性:回填效率
一、引言
对于长输管道建设来讲,面临的地质条件越来越复杂,建设经过的区域丘陵段、山区段越来越多。管沟的开挖难度越来越大,回填难度也是进一步提升。因为许多地方土十分稀缺,部分地方更是做为政府管控资源。管沟开挖不到位和回填中夹杂大块的石块在管线运行中的跳动会导致管线的变形,当变形达到一定程度就需要换管处理,换管导致巨大的经济损失,同时管线的停输带来的间接损失更是无法计算。因此,抓好建设当中的管沟回填质量显得尤为关键。
二、长输管道石方段管沟回填概述
石方段的管沟施工时应优先回填,各工序衔接要紧密,避免由于山体扰动或降雨造成滑坡、滚石危害管道安全。石方或土方石方结合段一般采取沟下焊接,回填时在沟底先铺200mm厚的细土,细土粒径≤3mm。对于坡度较大地段,可以考虑采用细土袋铺垫,减少因土方流动或下雨冲刷导致的细土损失。管线铺设完成后用粒径≤3mm的细土回填至管顶300mm以上。局部露空地段用细土噻实处理后方可回填原开挖出的石方,石方粒径≤250mm并压实。大回填结束后进行地貌的恢复工作。由于山区、丘陵段土地资源稀缺,地表土十分单薄。中间层回填粒径不大于250mm的石块后,下雨会将单薄的地表土下沉到石缝中间导致回填石方漏出而土地无法耕种。为保护农民的耕地,近年来越来越多的政府下文要求石方段中间层不允许回填石方。
现阶段石方段回填的方法主要有以下几种:
a 置换回填:将开挖出的石方全部进行外运,按照政府要求进行弃渣处置。回填时全部使用外购细土或砂进行管沟的回填工作。复耕采用原耕植土,不足的外购耕植土补足。
b 旋筛回填:将开挖出的石方进行旋分,将粒径≤3mm的进行垫层和小回填。中间层回填≤250mm的石块,将大粒径的石方按照政府要求进行全部外运。复耕采用原耕植土。
c 破碎回填:在一些土资源十分匮乏或运输不便的地区可以采用破碎回填方式,将开挖出的石方进行全部破碎后进行管沟的回填。复耕采用原耕植土,不足的外购耕植土补足。
本文将重点对于3种回填方式的适应性、经济性进行讨论。
三、针对不同地形的石方段回填方式的适应性
(一)置换回填
中国很多低山丘陵地区土地资源稀缺,很多都是老百姓修筑堤坝之后长期沉积开垦出来的口粮地,地表耕植土十分薄,一般当地政府对回填有严格的要求。如果按照规范在管线使用细土小回填之后中间层回填直径≤250mm的石方,那么在一段时间因雨水等自然沉降之后将十分薄地表耕植土沉降到石缝之间后会造成石头裸露,导致表层无耕植土,土地无法进行耕种。为保护农民仅有的土地,在北方很多地区政府针对石方段的开挖都要求将开挖石方全部外运后进行集中处置。原管沟全部使用外购细土进行回填以保证土地的复耕和后期的沉降之后不会裸露石头导致土地无法耕种。此种回填方式适用于丘陵和山区起伏不是很大,交通比较便利的施工地带。主要目的是保护耕地。
(二)旋筛回填
在长输管道现场施工中,很多地质条件为土石结合地质。土方中夹杂大量质地较为坚硬的石头。在管沟开挖的过程中除上层一部分为土方地质外,下部开挖过程中基本为土石结合的地质情况。在管沟开完完成,管线下沟前需进行细土的铺垫工作,使用悬分筛将土石分开直接进行细土的铺垫工作是一种十分经济高效的施工方式。在管线下沟后继续使用悬分筛将土石分开进行细土的回填工作。分离后的石方放置在一侧,将土石方全完分离完成后将石方回填到中间层。回填完成后进行表层耕土的回填。此回填方式主要适用于土石结合的地质情况,有利于提高施工回填的效率。
(三)破碎回填
在许多山区、丘陵地段进行长输管线的施工中地质为表层是耕植土,下层全部为石方。施工地带无通行道路,大型运输车无法进场。在管沟开挖完成后进行管沟的垫层和细土回填无法使用置换的方式进行施工。因此只能使用破碎机等移动式破碎设备将石方进行破碎,破碎达到规范允许使用的粒径进行管沟的细土垫层和细土的回填施工,破碎回填后使用表层耕土进行地貌的恢复工作。此种施工方式主要适用于地形较为复杂,无通行道路,政府对耕地要求不高的丘陵、山区地段。
四、石方段细土回填的效率及經济性对比
三种石方段回填的适应性已经做了讨论,施工另外两项项重要的因素便是效率和经济性的考虑,下面对三种施工方式施工效率和经济性做一个比较:
从对比的表中可以得出结论,如果单纯从经济节约的角度出发,在土石结合地质情况下使用旋筛回填经济性是最优选择。如果仅从效率方面考虑,置换回填时效率最高的方法。但施工从来都不是从单一的方面考虑,最重要的还是要根据施工的整体适用性来确定。破碎回填虽然有造价高、效率低等不利因素,但是也并非没有适用的空间。我们考虑置换回填时假设的是对于土方的购买价格取的是土源较为丰富的地区价格,且在距离施工区域不远的地段有可用的土源。单许多山区、丘陵地段大型车辆是无法通行的,管线施工的道路基本都是作业带临时修筑的便道。只适合履带式机械通行,所以在这些地方的石方段回填适用置换的方法不可行。同时也不适用于旋筛回填,因旋筛回填仅仅适用于土方中夹杂石方的地质情况,如果全部为石方,那就无法进行旋筛,只能进行破碎施工。因此对于经济和效率的考虑上我们要充分的综合进行考虑,方能取得最好的施工效果。 五、石方段细土回填的质量控制对比
(一)置换回填质量控制
置换回填对于耕地的保护是十分有利的,在把好细土质量关的情况下对于管线的回填质量也是有保证的。但是在石方装卸、运输施工过程中很容易造成石头滚落到管沟内,石方滚落到管沟内容易砸伤管线防腐层。这是对于管线回填质量影响最大的因素。如果石方滚落到管线管底,需进行大量的人工清沟工作,不然回填之后长时间运行会造成管线的变形,这是施工中绝对需避免的。
(二)旋筛回填质量控制
在土石结构的地质中,旋筛回填对于管线的成品保护十分有利。因为在管线开挖完成,管线下沟之前可以旋筛一部分细土铺垫到管沟内作为垫层。这对于管线下沟后管线的底部保护十分有利。在管线下沟完成电火花检漏进行细土回填的时可以继续旋筛细土将管线包围保护,再回填粒径不大于250mm的石方。因此旋筛回填对于管线的成品质量保护有益处。但在旋筛施工过程中也要注意石方的滚落伤及管线防腐层的事项。
(三)破碎回填质量控制
破碎回填中首先在管沟开挖完成之后进行粒径较小的石方破碎工作用于管线的垫层,在铺垫完成之后进行管线的下沟工作。此步骤对于粒径要求比较严苛,细土的粒径要小于3mm,因此达到如此细的粒径需进行多次的破碎工作。如果回填粒径达不到规范要求,将无法进行管线的下沟工作。管线下沟之后的小回填工作对于细土粒径的要求与垫层一致细土粒径要小于3mm,因此在破碎过程中粒径要达到如此的要求有较大的难度。破碎回填对于质量的控制最重要的就是垫层和小回填施工细土的粒径质量控制。同时也存在设备行走石方滚落到管沟内伤及管线防腐层的情况。
六、结束语
总之,长输管道石方段的回填工作,对于管线的长期运行安全具有决定性的影响意义。也十分影响管线施工的效率和施工成本。石方段的回填工作合理选择回填的方式或综合使用回填方式,对长输管道施工成本、效率、质量都有重要現实意义。因此在施工过程中,应综合把握石方段回填适应性、经济性、施工效率、施工质量等控制要求,了解各个回填方式的特点,综合选择使用的方法,针对出现的问题实施对应解决措施,进而确保能源运输的安全性、高效性以及稳定性。
参考文献
[1]魏瑄,吴寅虎,刘洁,王巍,陈元.细土筛分输送和管沟回填一体化装置的开发[J].石油工程建设,2020,46(02):38-44+49.
[2]苏曼.水泥拌合土在黄土区域高陡边坡管沟回填段的应用研究[J].山西水利科技, 2020(2):11-13.
[3]王家运.油气长输管道管沟开挖技术措施[J].环球市场,2019(3):381.
[4]曹洋.天然气长输管道山区段水工保护研究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(13):105-106.
作者简介:张雪锋(1986.07-),男,汉族,河南商丘人,本科学历,工程师,主要研究方向:长输管道项目管理,焊接工艺研究。
关键词:长输管道;石方段;细土回填;经济性:回填效率
一、引言
对于长输管道建设来讲,面临的地质条件越来越复杂,建设经过的区域丘陵段、山区段越来越多。管沟的开挖难度越来越大,回填难度也是进一步提升。因为许多地方土十分稀缺,部分地方更是做为政府管控资源。管沟开挖不到位和回填中夹杂大块的石块在管线运行中的跳动会导致管线的变形,当变形达到一定程度就需要换管处理,换管导致巨大的经济损失,同时管线的停输带来的间接损失更是无法计算。因此,抓好建设当中的管沟回填质量显得尤为关键。
二、长输管道石方段管沟回填概述
石方段的管沟施工时应优先回填,各工序衔接要紧密,避免由于山体扰动或降雨造成滑坡、滚石危害管道安全。石方或土方石方结合段一般采取沟下焊接,回填时在沟底先铺200mm厚的细土,细土粒径≤3mm。对于坡度较大地段,可以考虑采用细土袋铺垫,减少因土方流动或下雨冲刷导致的细土损失。管线铺设完成后用粒径≤3mm的细土回填至管顶300mm以上。局部露空地段用细土噻实处理后方可回填原开挖出的石方,石方粒径≤250mm并压实。大回填结束后进行地貌的恢复工作。由于山区、丘陵段土地资源稀缺,地表土十分单薄。中间层回填粒径不大于250mm的石块后,下雨会将单薄的地表土下沉到石缝中间导致回填石方漏出而土地无法耕种。为保护农民的耕地,近年来越来越多的政府下文要求石方段中间层不允许回填石方。
现阶段石方段回填的方法主要有以下几种:
a 置换回填:将开挖出的石方全部进行外运,按照政府要求进行弃渣处置。回填时全部使用外购细土或砂进行管沟的回填工作。复耕采用原耕植土,不足的外购耕植土补足。
b 旋筛回填:将开挖出的石方进行旋分,将粒径≤3mm的进行垫层和小回填。中间层回填≤250mm的石块,将大粒径的石方按照政府要求进行全部外运。复耕采用原耕植土。
c 破碎回填:在一些土资源十分匮乏或运输不便的地区可以采用破碎回填方式,将开挖出的石方进行全部破碎后进行管沟的回填。复耕采用原耕植土,不足的外购耕植土补足。
本文将重点对于3种回填方式的适应性、经济性进行讨论。
三、针对不同地形的石方段回填方式的适应性
(一)置换回填
中国很多低山丘陵地区土地资源稀缺,很多都是老百姓修筑堤坝之后长期沉积开垦出来的口粮地,地表耕植土十分薄,一般当地政府对回填有严格的要求。如果按照规范在管线使用细土小回填之后中间层回填直径≤250mm的石方,那么在一段时间因雨水等自然沉降之后将十分薄地表耕植土沉降到石缝之间后会造成石头裸露,导致表层无耕植土,土地无法进行耕种。为保护农民仅有的土地,在北方很多地区政府针对石方段的开挖都要求将开挖石方全部外运后进行集中处置。原管沟全部使用外购细土进行回填以保证土地的复耕和后期的沉降之后不会裸露石头导致土地无法耕种。此种回填方式适用于丘陵和山区起伏不是很大,交通比较便利的施工地带。主要目的是保护耕地。
(二)旋筛回填
在长输管道现场施工中,很多地质条件为土石结合地质。土方中夹杂大量质地较为坚硬的石头。在管沟开挖的过程中除上层一部分为土方地质外,下部开挖过程中基本为土石结合的地质情况。在管沟开完完成,管线下沟前需进行细土的铺垫工作,使用悬分筛将土石分开直接进行细土的铺垫工作是一种十分经济高效的施工方式。在管线下沟后继续使用悬分筛将土石分开进行细土的回填工作。分离后的石方放置在一侧,将土石方全完分离完成后将石方回填到中间层。回填完成后进行表层耕土的回填。此回填方式主要适用于土石结合的地质情况,有利于提高施工回填的效率。
(三)破碎回填
在许多山区、丘陵地段进行长输管线的施工中地质为表层是耕植土,下层全部为石方。施工地带无通行道路,大型运输车无法进场。在管沟开挖完成后进行管沟的垫层和细土回填无法使用置换的方式进行施工。因此只能使用破碎机等移动式破碎设备将石方进行破碎,破碎达到规范允许使用的粒径进行管沟的细土垫层和细土的回填施工,破碎回填后使用表层耕土进行地貌的恢复工作。此种施工方式主要适用于地形较为复杂,无通行道路,政府对耕地要求不高的丘陵、山区地段。
四、石方段细土回填的效率及經济性对比
三种石方段回填的适应性已经做了讨论,施工另外两项项重要的因素便是效率和经济性的考虑,下面对三种施工方式施工效率和经济性做一个比较:
从对比的表中可以得出结论,如果单纯从经济节约的角度出发,在土石结合地质情况下使用旋筛回填经济性是最优选择。如果仅从效率方面考虑,置换回填时效率最高的方法。但施工从来都不是从单一的方面考虑,最重要的还是要根据施工的整体适用性来确定。破碎回填虽然有造价高、效率低等不利因素,但是也并非没有适用的空间。我们考虑置换回填时假设的是对于土方的购买价格取的是土源较为丰富的地区价格,且在距离施工区域不远的地段有可用的土源。单许多山区、丘陵地段大型车辆是无法通行的,管线施工的道路基本都是作业带临时修筑的便道。只适合履带式机械通行,所以在这些地方的石方段回填适用置换的方法不可行。同时也不适用于旋筛回填,因旋筛回填仅仅适用于土方中夹杂石方的地质情况,如果全部为石方,那就无法进行旋筛,只能进行破碎施工。因此对于经济和效率的考虑上我们要充分的综合进行考虑,方能取得最好的施工效果。 五、石方段细土回填的质量控制对比
(一)置换回填质量控制
置换回填对于耕地的保护是十分有利的,在把好细土质量关的情况下对于管线的回填质量也是有保证的。但是在石方装卸、运输施工过程中很容易造成石头滚落到管沟内,石方滚落到管沟内容易砸伤管线防腐层。这是对于管线回填质量影响最大的因素。如果石方滚落到管线管底,需进行大量的人工清沟工作,不然回填之后长时间运行会造成管线的变形,这是施工中绝对需避免的。
(二)旋筛回填质量控制
在土石结构的地质中,旋筛回填对于管线的成品保护十分有利。因为在管线开挖完成,管线下沟之前可以旋筛一部分细土铺垫到管沟内作为垫层。这对于管线下沟后管线的底部保护十分有利。在管线下沟完成电火花检漏进行细土回填的时可以继续旋筛细土将管线包围保护,再回填粒径不大于250mm的石方。因此旋筛回填对于管线的成品质量保护有益处。但在旋筛施工过程中也要注意石方的滚落伤及管线防腐层的事项。
(三)破碎回填质量控制
破碎回填中首先在管沟开挖完成之后进行粒径较小的石方破碎工作用于管线的垫层,在铺垫完成之后进行管线的下沟工作。此步骤对于粒径要求比较严苛,细土的粒径要小于3mm,因此达到如此细的粒径需进行多次的破碎工作。如果回填粒径达不到规范要求,将无法进行管线的下沟工作。管线下沟之后的小回填工作对于细土粒径的要求与垫层一致细土粒径要小于3mm,因此在破碎过程中粒径要达到如此的要求有较大的难度。破碎回填对于质量的控制最重要的就是垫层和小回填施工细土的粒径质量控制。同时也存在设备行走石方滚落到管沟内伤及管线防腐层的情况。
六、结束语
总之,长输管道石方段的回填工作,对于管线的长期运行安全具有决定性的影响意义。也十分影响管线施工的效率和施工成本。石方段的回填工作合理选择回填的方式或综合使用回填方式,对长输管道施工成本、效率、质量都有重要現实意义。因此在施工过程中,应综合把握石方段回填适应性、经济性、施工效率、施工质量等控制要求,了解各个回填方式的特点,综合选择使用的方法,针对出现的问题实施对应解决措施,进而确保能源运输的安全性、高效性以及稳定性。
参考文献
[1]魏瑄,吴寅虎,刘洁,王巍,陈元.细土筛分输送和管沟回填一体化装置的开发[J].石油工程建设,2020,46(02):38-44+49.
[2]苏曼.水泥拌合土在黄土区域高陡边坡管沟回填段的应用研究[J].山西水利科技, 2020(2):11-13.
[3]王家运.油气长输管道管沟开挖技术措施[J].环球市场,2019(3):381.
[4]曹洋.天然气长输管道山区段水工保护研究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(13):105-106.
作者简介:张雪锋(1986.07-),男,汉族,河南商丘人,本科学历,工程师,主要研究方向:长输管道项目管理,焊接工艺研究。