極寒地區長輸管道高效施工方法

李開彬 李蘭生(中國石油天然氣管道局第三工程分公司，河南 鄭州 451450)

極寒地區具有冬季氣溫低、凍土層多年不化的特點，這就導致凍結的土質硬度較大，給長輸管道施工帶來較大的影響。因此在極寒地區進行長輸管道施工要根絕凍土層的構造及長輸管道的施工特點，結合各個工序施工技術保障措施要求，加強現場施工人員以及機電設備的防寒防凍保護，從而全面提升長輸管道施工效率。

1 寒冷地區長輸管道管道設計原則

1.1 控制成本最低原則

在極寒地區進行長輸管道施工較為困難，資金消耗也較大，因此在設計長輸管道系統要首先考慮到成本因素。在能保證管道功能正常的前提下，盡可能采用成本較低的管材，同時為了降低低溫給管道施工帶來的影響，可配備耐低溫的電纜、油管。

1.2 減弱外部因素干擾原則

在進行長輸管道施工過程中，很難避免受到外部環境因素的干擾，尤其是電力系統以及低溫對于施工的影響。在施工過程中，由于施工環境多數是在人煙稀少的極寒地區，這些地區電力設備落后，滿足不了施工的電力需求，因此需要積極與當地電力機構進行協商，合理地解決這些問題。為保證電氣設備在低溫下能夠正常使用，應采用電熱毯、電吹風等供暖設備進行保溫。

1.3 施工安全原則

在施工過程中，由于需要采用大量的機械、電氣設備的控制系統，這些系統都屬于危險源。高壓電、電鉆等都可能會給施工人員帶來人身損害，因此需要加強安全教育。在長輸管道施工過程中，嚴格按照規定對于人員以及設備機械專項管理，確保施工安全。同時為了有效保證施工人員能夠在低溫下正常施工，工地現場應準備好暖房、暖車，定期對工人進行凍傷檢查。

2 極寒地區長輸管道施工工序重難點分析

2.1 長輸管道管溝開挖施工

對于常溫地區進行長輸管道管溝開挖可以根據地質情況開制定開挖方案，如果是軟土層先進行布管、焊接作業，然后再進行管溝的開挖作業。對于硬土層或者是巖石層可以先進行爆破作業，在進行布管、管道焊接作業，最后進行管溝的開挖作業。而對于極寒地區進行長輸管道管溝開挖前必須進行爆破作業，爆破作業后立即進行管溝的開挖，防止爆破后的土層二次凍結。

極寒地區長輸管道管溝爆破作業前，要對于凍土層的凍土成分以及凍土深度進行詳細的調查，根據施工現場的具體要求以及凍土情況采取采取合理的機電設備以及施工方案。尤其是對于Φ1067mm和Φ1219mm兩種大口徑的長輸管線來說，需要開挖的管溝深度和寬度都較大，因此在爆破作業后要做好凍土層的保溫，防止因管道埋設前地基土凍結帶來的二次爆破。

2.2 運布長輸管道

極寒地區環境較為惡劣，凍土層表面被冰雪覆蓋，因此在進行運布長輸管道時候很容易導致冰雪、凍土顆粒進入到管道中，給管道的拼接以及焊接帶來較大的影響。因此在進行運布長輸管道作業時，要注意對于需要進行運布管道兩端的管口進行密閉，從而避免冰雪、凍土顆粒進入到長輸管道中。但是由于實際的施工環境以及管材端口密閉不嚴等因素的制約，不能完全避免冰雪、凍土顆粒進入到管道中。

2.3 管道焊接

長輸管道的拼接多采用焊接的方式，而管道的焊接對于環境溫度、風力等自然因素要求都較高。在極寒地區進行長輸管道焊接時候要針對環境因素采取有效地措施，避免因為焊點溫度快速下降帶來的焊接冷裂紋。尤其是對于Φ1067mm和Φ1219mm兩種大口徑的長輸管線焊接來說，焊接溫度下降較快，焊縫密閉性較差，因此其焊接難度比小口徑的要大很多。對于常溫環境下的管道焊接預熱溫度略高于正常焊接溫度，而極寒地區焊點熱量散失較快，在進行管道焊接之前必須要提升焊接預熱溫度，焊接過程中加強焊縫的保溫，保證各焊層之間的溫度。因此在極寒地區進行Φ1067mm和Φ1219mm兩種大口徑的長輸管線管道焊接時候多選取低氫型的焊材進行焊接，在焊接欠采取合適的預熱方式,提高焊前的預熱溫度,加蓋保溫石棉對焊接后的管道進行保溫。

3 提高極寒地區長輸管道施工效率的措施

3.1 嚴格控制極寒地區下長輸管道長度

根據材料性能可知，當管道長度較大時，那么管道的熱穩定性以及抗沖擊載荷的能力都會下降，因此應該嚴格控制極寒地區下長輸管道長度。在前期的地質調查以及方案的制定中應盡可能將長輸管道取直，從而降低長輸管道的成本以及后期的管道焊接。此外應綜合考慮高寒地區施工的特殊性，盡可能地將控制影響管道施工成本的因素，避免由此帶來的工程成本提升。

3.2 編制和優化施工圖紙以及設計方案

施工前的準備階段主要是校核施工圖紙是否能夠指導施工，相關的技術是否滿足施工的具體要求。圖紙是工程施工的科學依據，因此在開工前相關技術人員以及施工單位需要反復對圖紙上的標準規范、材料使用以及操作規章制度等因素進行確認，確保在工程施工中不會出現因為圖紙的問題而導致工程事故。

4 結語

在極寒地區進行長輸管道施工時，由于地質環境以及施工環境之間的作用機理是極其復雜的，因此在施工過程中要對于施工環境以及地質環境進行綜合的評價、監理與管控，才能保證科學合理的施工建設。在施工過程中加強對施工人員以及機電設備的防寒保暖，降低低溫、凍土對于施工的影響，從而促進我國長輸管道發展。

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