天然氣長輸管道山地陡坡段施工技術研究

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）

1 天然氣長輸管道山地陡坡段施工特點

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。

2 天然氣長輸管道山地陡坡段施工技術流程

2.1 施工現場勘查

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。

2.2 搭建施工臨時便道

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面積[2]。

2.3 開挖管溝，布管施工

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。

2.4 組對焊接施工

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，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行。因為，一旦組對焊接施工存在問題，則后續很有可能引發嚴重的安全事故，在致使油氣泄露的同時，必將由此引發更為嚴重的后果。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管人員，以此來保障組隊焊接施工的質量水平。

2.5 管溝回填施工

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。在此操作環節中，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。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，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。

3 工程實例分析

3.1 工程概況

海南省環島管網文昌-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、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，本地區丘陵地貌地形起伏較大。而山區溝壑縱橫，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。

3.2 施工技術應用

（1）施工現場勘測測量。測量放線因山區地形復雜，樁位難找，測量放線配備民用GPS 衛星定位儀，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，此時施工作業帶外側需用袋裝土磊砌擋土墻以保護環境和防止水土流失，擋土墻可用鋼樁加強其穩定性。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。回填前，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，符合設計規定為合格。

4 結語

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、丘陵段施工屬于典型的山地陡坡段施工，其規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。