大口径管道在特殊地质中的施工工艺__墨水学术,论文发表,发表论文

所属栏目：推荐论文发布时间：2011-02-25浏览量:138

副标题#e#摘要：本文对特殊地质情况下，大口径管道的施工工艺及一些关键技术做了一些探讨，得出一些意见与结论，供以后类似工程借鉴。
　　关键词：大口径管道特殊地质施工工艺
　　0.前言：
　　随着工业能源需要的增长，油气田的不断开发，大口径长输管道因其经济、安全和不间断等特点，已经得到广泛的采用。在管道施工过程中，不可避免地翻山越岭、穿跨过江、经过山区、丘陵、沙漠、沼泽等各种地形。这些特殊地区因运输、管沟成型等问题，对大口径长输管道施工工艺提出了更高的要求。
　　1.沙漠施工工艺与技术
　　沙漠地带地形起伏较大、沙丘活动性较强、沙漠抗剪强度小、凝聚力极差等特点,通过采取相应的施工机具和措施,有效地解决了运管、管沟开挖以及防沙固沙等问题。
　　1.1施工工艺：
　　即测量放线→作业带开拓→管沟开挖→运管作业→布管作业→组装焊接→管道下沟、回填→地面检测。
　　1.2施工方法与技术：
　　（1）方法：首先用接地比压小的推土机沿线进行扫线，扫平作业带后，重新复核管沟中心线，再进行管沟的开挖。再用推土机进行沿线位方向的往复纵横推，使管沟低于设计深度300mm，防止沙石的迂回。管沟成形后，采取吊管机在沟底行走进行布管及组对焊接作业。因沙的抗剪强度几乎为零，所以布管及焊接均以编织袋装沙作为管墩。每次下班前，沿施工作业带洒水以加强沙丘的稳定性，同时用防尘帽封堵管线，防砂粒进入管线。管线组装焊接完毕，同样采用推土机进行管沟回填。
　　（2）防沙固沙工：
　　对于沙丘地及粗沙平地,防沙固沙石很关键的一部工作,通常在地势较高的沙丘顶部,采用草方格固沙的与设置阻沙栅栏,以防止管线被风移沙丘埋没。草方格固沙，草方格材料是充分压碾且不散碎麦杆或谷杆,将其切成400~500mm长的段。规划好草方格的位置,先沿主风向的进行草方格埋设,之后再进行沿管线方向的埋设。待管道运行之后,采用种草植树的永久防沙固沙方法。阻沙栅栏设置，阻沙栅栏同样也是一种固沙的措施，采用当地的玉米杆中夹谷杆并插入沙中400mm,用铁丝将阻沙栅栏连接成带状。阻沙栅栏应设置在管线主风向上方、沙脊线前2m左右来达到阻止沙体移动。
　　2.海底施工工艺与技术
　　2.1施工工艺：
　　施工准备→陆上预制→拖航准备→管道拖航、就位→挖沟埋管设备就位→管段海上结构→海底管道挖沟埋管→工程船就位、立管预制→海底管道与平台立管连接→海底管道系统整体连通、施压、投产。
　　2.2施工方法与技术：
　　将成品钢管在陆上拼接场地拼接,通过检验，并对各环缝进行内外防腐,然后由运管船向铺管作业船供管。每次铺管作业完成后,调整两侧的锚泊系统,同时将储管区内的钢管吊至发射架上,并与焊接站内的钢管对接,通过检验后则对环缝处做内外防腐并焊上阴极保护块。
　　（1）铺管船锚泊系统的布置技术：
　　因为在整个施工过程中,施工船始终应对水流横向流力的作用,故锚泊系统的布置不仅保证了施工船的稳定和管段的安全，而且还利于操作,缩短工艺流程,提高工作效率。
　　（2）托管架的设计
　　托管架一端和铺管船尾部采用铰接方式连接，为了减少横向水流力对由于托管架和被铺管道作用对船锚泊系统的影响,托管架另一端在铺管作业时,始终和海底接触,来为托管架提供一部分的水平支承力。形底部间断地配置了浮力舱,顶部设有一根可根据情况进行调整得连续主梁。形的中间是被铺管道,因为被铺管道和主梁在同一投影面,这样就能减少附加水阻力并起到托管的作用。
　　（3）海上钢管的焊接技术
　　由于海上风、浪、流的作用,使得铺入水中的管子将随着铺管船的颠簸而摆动,致使和下管段无法对中、焊接。常用的方法是在根管子焊口内部,设置内涨器。由于海上管子焊接易受潮湿空气、盐雾的侵害,因此，采用了气体保护焊工艺、#p#副标题#e#林肯焊丝和焊机施焊。
　　3．山区施工工艺与技术
　　由于该管道口径大、管材等级高、管壁厚、单根钢管重,给管道焊接、运输、布管和下沟等施工作业带来很多困难。特别是在山区地段施工,道路狭窄、地形复杂、气候多变,一些施工设备状况较差,很难满足工程需要。
　　3.1施工工艺：
　　即测量放线→征地扫线→运管、布管→管沟开挖→平整沟底→敷设轻型轨道→将管道段吊装在轨道车上固定→沿轨道发送管道段→组装焊接管道→管道探伤→管道补口→管道下沟、回填→地面检测。
　　3.2施工方法与技术：
　　（1）山区地形复杂
　　这些复杂的地形使得山区运管、布管难问题，为了解决这些困难一些单位发明了专用的管道运输设备和机具，如山地坦克式运管、布管车。而在坦克车都无法进入的大冲沟、大峡谷地段,采用“蛙跳式”施工法进行运管和布管，即是是利用山顶、山底两个平台进行组焊预制，然后采用吊管机、吊车或卷扬机牵引爬犁放管就位。
　　（2）冷弯管替代热煨弯
　　为了减少弯头使用量和管道壁厚的改变次数,在施工过程中做更多的改进与创新，通常采取降坡取直、以冷弯管替代热煨弯头等措施，从而减少了热弯头的使用量，使管道设计更趋合理。
　　（3）管道试压
　　管道试压是山区地段面临的一项技术难题，特别是在相对高差达很大地形的情况下进行大口径管道的水压试验，这在国内的工程实例比较少。管道高差变化较大，如果试压分段划分不准，可能会导致高点压力未达到试压值而低点管道局部压力超过屈服强度极限而失稳。另外，在管道上水试压过程中，当清管器行至高陡边坡下坡段时，水压力与清管器的自重的合力大于管道摩擦力，使清管器行走速度加快，且有空气进入管道的话，不利于管道升压。针对试压过程中上水和排水方面存在的问题，应对划分的试压管段，采用大扬程高压泵提高上水速度，从而保证了排水时的是背压，从而解决了山区管道大落差水压试验中存在的技术难题。
　　（4）施工综合进度
　　如果能结合实际情况进行分析研究,则可在施工中减少不必要的损失。根据山区施工特点完善施工机具，如：焊接机组的配置，要满足大机组流水作业与小机组独立工作的需要；采用性能稳定的对口器，改进焊前预热环形加热器，确保管道焊接速度等等，都是通过技术改进加快进度。再就是根据山地特有的地质条件与气候情况合理安排工期。
　　4．沼泽施工工艺与技术
　　沼泽地段给管道施工带来很大困难，具有施工机械进场困难，管材无法运输，管沟不易成型等特点，使沼泽段成为管道施工中最受关注的焦点之一。
　　4.1施工工艺：
　　即测量放线→修筑便道→清理作业带→加强作业带→修筑堆管场→布管→组焊→焊缝检测→补口补伤→安装配重块→沉管下沟→辅助稳管→阴极保护→回填
　　4.2施工方法与技术：
　　（1）加强作业带，这步是解决沼泽地湿陷关键一步。沿作业带两条边线的内侧，用挖掘机开挖两条渗水沟，开挖时将土平铺在中间作业带上，这样可以保证将作业带控制在一定范围内，且使作业带有一定的外作用力。因土质渗透性差，需用挖掘机翻晒3次作业带堆土，使得作业带充分凉晒。按渗水情况在作业带两侧的渗水沟里，布置多台足够排量的潜水泵，将沟内渗水全部抽往附近的盐池。保证抽水与渗水平衡以及作业带1.5m深度内无积水。如果局部渗水性极差，通过晾晒仍然不能满足施工要求的地段，则需采用管排，木排等辅助措施增加作业带承载力。
　　（2）细节：由于沼泽地在承载力较差，迂回泥土大，在设计管沟深度应该加大0.3m。同时为了防止管道沉管后不出现票管的现象，通常用灰土编织袋来稳管。而对于沼泽地段的特殊性，在回填前还应该安装阴极保护装置。
　　5.总结
　　长距离大口径管道是天然气、石油运输中最常用，最经济的形式。#p#副标题#e#然而由于其运输距离之长，经常会遇到一些特殊的地质。在遇到类似特殊地质时，主要还是应该在设计及施工技术上作创新，因地制宜采取不同的施工方法，从实践中探索出了合适的管道施工方法，确保工程按时、安质的完成。
　　
　　参考文献：
　　[1]常金铭.大口径管道施工技术概要[M].冶金工业出版社,2002,11.
　　[2]韩至成.大口径管道焊接技术[M].机械工业出版社,2000,2.
　　[3]韩柯.管道施工技术管理[J].工程研究,2003,12.