城市石油天然氣管道施工技術(shù)簡述

劉贊

摘? ? 要：石油天然氣工程建設(shè)中，有一項(xiàng)重要的工程就是石油天然氣管道敷設(shè)工程，其施工質(zhì)量至關(guān)重要。論文主要闡述石油天然氣管道工程焊接、管道試壓、清管試壓等幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和非開挖技術(shù)方法，并且提出石油天然氣管道非開挖技術(shù)施工的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：城市工程;石油天然氣;管道施工

1? 導(dǎo)言

石油天然氣工業(yè)的發(fā)展與人們的生活和工業(yè)的生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系，由于石油天然氣管道具有高能高壓、大口徑長距離輸送等特點(diǎn)，若石油天然氣管道質(zhì)量不達(dá)標(biāo)出現(xiàn)漏油漏氣等事故，會(huì)嚴(yán)重威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

2? 石油天然氣管道施工存在的不足

2.1? 管道開挖與回填存在問題

由于大部分石油天然氣管道在施工過程中必須要深埋地下，而且多數(shù)采用的是大型工程機(jī)械，盡管通過工程機(jī)械的應(yīng)用能夠極大的提高石油天然氣管道施工的效率，但是由于施工機(jī)械在壓實(shí)的過程中沒有按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，很容易導(dǎo)致地下管道發(fā)生彎曲、變形、甚至破裂，引發(fā)石油天然氣泄漏。在管道開挖時(shí)如果沒有針對(duì)地下水水文和地質(zhì)條件進(jìn)行仔細(xì)勘察，如果石油天然氣管道下方水位過高在施工的過程中就會(huì)引起底部懸空的狀態(tài)，給整個(gè)天然氣管道的使用造成嚴(yán)重影響，另外為了趕工期、搶進(jìn)度，在管道回填時(shí)沒有嚴(yán)格按照回填要求進(jìn)行處理，很容易引起石油天然氣管道變形。

2.2? 管道焊接質(zhì)量問題

在針對(duì)石油天然氣管道焊接的過程中，如果焊接技術(shù)達(dá)不到要求引起焊瘤、裂紋、氣孔、汰渣等焊接質(zhì)量問題，會(huì)造成石油天然氣泄漏事故，不僅導(dǎo)致能源資源的浪費(fèi)、對(duì)于生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且也會(huì)給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅，后續(xù)管道焊接質(zhì)量問題的維修與更換，也會(huì)增加工程項(xiàng)目的成本投入。

3? 城市天然氣工程施工特點(diǎn)

3.1? 工程隱蔽性較強(qiáng)

由于多種因素的考慮，城市的天然氣管道一般都是埋設(shè)在地面地下，所以管道的鋪設(shè)工程也就具有一定的隱蔽性。也正是因?yàn)檫@種隱蔽性給管道的施工過程帶來了一定的難度，而且在后期的維護(hù)與檢查過程中也只能對(duì)表面進(jìn)行探測(cè)，這便很容易造成一些安全隱患的存留，甚至還會(huì)導(dǎo)致泄氣漏氣等各種比較嚴(yán)重現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2? 施工中檢查的難度較大

因?yàn)樘烊粴夤艿来蠖喽际翘幱诘叵拢栽诠こ炭⒐ぶ蟊愫茈y對(duì)其實(shí)施詳細(xì)而直觀的檢查。但是天然氣管道的質(zhì)量并不是僅僅靠外觀就可以判斷其質(zhì)量的好壞，而對(duì)管道內(nèi)部的檢查又非常地困難，這也就很容易為管道的質(zhì)量埋下一定的安全隱患。

3.3? 危險(xiǎn)性較大

尤其是對(duì)于城市地區(qū)的天然氣管道施工來說，更是危險(xiǎn)性比較大，因?yàn)樘烊粴夤艿冷佋O(shè)在地下，而城區(qū)地下鋪設(shè)著各種各樣的管道。這便在一定程度上增加了其施工過程的危險(xiǎn)性。

4? 保證管道施工質(zhì)量

4.1? 合理選擇焊接材料

石油天然氣管道的工程質(zhì)量中，焊縫的質(zhì)量控制至關(guān)重要。首先，選用焊接材料時(shí)要根據(jù)母材的化學(xué)成分進(jìn)行分析，還要考慮到機(jī)械性能和使用條件，在鋼管的焊接過程中，選用的焊接金屬材料和化學(xué)成分應(yīng)與母材相當(dāng)，如果出現(xiàn)異種鋼材焊接時(shí)，焊接材料應(yīng)該要按照相關(guān)要求進(jìn)行選擇材料。最好選用焊條藥皮均勻，無明顯裂紋的焊條，焊接材料的存放應(yīng)該注意防潮和防雨。

4.2? 嚴(yán)控焊接操作工序

管道的焊接方式多種多樣，首先焊接之前應(yīng)該對(duì)管道上的雜質(zhì)進(jìn)行處理，同時(shí)要對(duì)外觀進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，檢查合格后再進(jìn)行焊接。同一管道上相鄰2個(gè)焊縫應(yīng)該錯(cuò)開一定的距離，距離標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該符合規(guī)范要求。在露天的狀態(tài)下焊接，應(yīng)該采用有效的措施保證焊接過程不受天氣的影響，天氣情況不符合焊接要求時(shí)，應(yīng)暫停施工。在焊接之前應(yīng)該制定好管道敷設(shè)方案和焊接方案，盡量減少焊口，保證焊接速度和質(zhì)量。在焊接之后，焊工應(yīng)該把焊縫上的熔渣處理干凈同時(shí)進(jìn)行檢查，并按照規(guī)范要求對(duì)焊縫進(jìn)行X線檢測(cè)或進(jìn)行超聲波檢測(cè)，保證焊縫表面不得有裂縫、夾渣、氣孔、未熔合等相關(guān)問題，咬邊和焊縫質(zhì)量一定要符合相關(guān)規(guī)范要求。焊接完成后應(yīng)對(duì)焊口部分進(jìn)行防腐處理，目前普遍采用的防腐方式為3層PE防腐。

4.3? 管道清掃和測(cè)徑

在管道投產(chǎn)之前，還需要進(jìn)行清掃、測(cè)徑、試壓和干燥。管道清掃的目的是清掃管道內(nèi)腔的雜物，使管道保持整潔、避免投產(chǎn)后管道內(nèi)的雜物影響油品質(zhì)量或者進(jìn)入設(shè)備，造成設(shè)備損壞，為徹底清管，一般需進(jìn)行2次。目前的智能清管器還兼具測(cè)徑功能，主要目的是檢查管道內(nèi)部是否有損壞，管道內(nèi)徑是否符合要求，管件各連接部分是否牢固可靠等。

4.4? 管道試壓和干燥

管道的試壓必須在管道回填后進(jìn)行，試壓前必須對(duì)所用管件、閥門、儀表進(jìn)行檢查，檢查合格后方可進(jìn)行。管道的分段試驗(yàn)長度以管道干線截?cái)嚅y間距為宜。試驗(yàn)前，管道上不能參與試驗(yàn)的系統(tǒng)、設(shè)備、儀表、附件等需用盲板與主管切斷，試驗(yàn)結(jié)束后拆除。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，不能帶壓修理，修理完畢后，應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn)。管道需進(jìn)行水壓試驗(yàn)或氣壓試驗(yàn)，試驗(yàn)需先進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，強(qiáng)度試驗(yàn)合格后進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)。2項(xiàng)試驗(yàn)合格后，進(jìn)行管道干燥，清除管道內(nèi)積水。

5? 石油天然氣工程非開挖施工技術(shù)

5.1? 定向鉆施工技術(shù)

定性鉆施工技術(shù)具有對(duì)地表干擾小，施工速度快，可控制敷管方向，施工精度高等特點(diǎn)。定向鉆施工時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)的鉆孔軌跡采用定向鉆技術(shù)先開一個(gè)導(dǎo)向孔，隨后應(yīng)在鉆桿部換接大直徑的擴(kuò)孔鉆頭和直徑小于擴(kuò)孔鉆頭的待敷設(shè)管線進(jìn)行擴(kuò)孔和管道回拖。在擴(kuò)孔和管道回拖的同時(shí)，將待敷設(shè)的管線拉入導(dǎo)向孔，完成敷管作業(yè)。根據(jù)鉆機(jī)的型號(hào)和待敷設(shè)管線的大小，可先進(jìn)行一次或多次擴(kuò)孔后再回拖已試壓、檢漏合格的管段。定向鉆進(jìn)過程中，多數(shù)工作是通過回轉(zhuǎn)鉆桿來完成的，選擇鉆機(jī)的扭矩與軸向給進(jìn)力和回拖力同樣重要。

5.2? 泥水平衡盾構(gòu)法施工技術(shù)

盾構(gòu)法施工技術(shù)具備自動(dòng)化程度高、施工安全、不影響地面交通，對(duì)周圍環(huán)境影響小、易于管理、節(jié)省人力、施工進(jìn)度快、可控制地面沉降等優(yōu)點(diǎn)，在地下水位高、地質(zhì)條件差、隧洞洞線長、埋深較大的工程中，能保障施工質(zhì)量和安全，具有較大的優(yōu)勢(shì)。盾構(gòu)法施工主要有4種，使用較多的為泥水平衡盾構(gòu)法，主要施工流程為始發(fā)站安裝、盾構(gòu)機(jī)吊裝、反力座安裝、鏡面破除、初期掘進(jìn)、設(shè)備轉(zhuǎn)換、正式掘進(jìn)、盾構(gòu)機(jī)出洞。

6? 石油天然氣管道非開挖施工中的注意事項(xiàng)

6.1? 定向鉆施工注意事項(xiàng)

在鉆進(jìn)開始前，應(yīng)分析所穿越地層的自穩(wěn)性，防止成孔引起的地面塌陷。同時(shí)也應(yīng)分析地層土壤的密實(shí)度，選配合適的泥漿壓力，防止冒漿污染環(huán)境，應(yīng)有泥漿的回收和處理裝置，禁止污染環(huán)境。在鉆進(jìn)過程中，遇到地層軟硬變化時(shí)，應(yīng)采取不同的鉆進(jìn)速度，防止形成錯(cuò)臺(tái)孔。回拖完成后，管段兩端應(yīng)封孔回填夯實(shí)，防止洪水時(shí)發(fā)生管涌，影響兩岸大堤安全。擴(kuò)孔回拖應(yīng)盡可能連續(xù)一次完成，防止卡管。

6.2? 泥水平衡盾構(gòu)法施工注意事項(xiàng)

泥水平衡盾構(gòu)首先需要確定切口水壓，應(yīng)密切關(guān)注測(cè)量數(shù)據(jù)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，一般應(yīng)比外部土壓力大0.02MPa～0.03MPa。泥漿性能是另一個(gè)重要參數(shù)，只有泥漿的黏度和密度保持在一定范圍內(nèi)，才能保證切削面的穩(wěn)定和排泥的均勻順暢。具體參數(shù)應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)情況確定，并根據(jù)掘進(jìn)情況，嚴(yán)密觀察及時(shí)調(diào)整。在地質(zhì)改良區(qū)和卵礫石層常發(fā)生堵管的情況，這時(shí)應(yīng)注意觀察排泥泵的進(jìn)出口壓力，根據(jù)壓力值的變化來判斷堵管的位置，采取相應(yīng)措施合理管理泥水和切口水壓，控制每環(huán)掘進(jìn)量，以保證開挖面穩(wěn)定，防止坍塌事故發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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