山区一般段及困难段管道施工方案.docx
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山区一般段及困难段管道施工方案
附件3：
山区一般段及困难段管线施工方案
1.工程简述
十九标段管线全长80.003Km，线路途经阳城县和泽州县，在阳城段，管线至八甲镇后则走行于低山于低山丘陵段，地势起伏较大，地层上部为粉质粘土，下部为岩石，该段地层管线走势为缓慢抬升，此段管线长约21Km。
在泽州段，管线通过太行山中山山区，其中以田街—斑鸠岭段最为典型，区内山高谷深，沟壑纵横。
谷峰间相对高差一般为150-300m，沿线地层多出露灰岩及砂岩。
2.施工工序
测量放线→管沟爆破、开挖→修整施工作业带→弯管测量→一次细土回填→钢管运输→布管→组装焊接（沟下）→防腐补口补伤→连头→二次细土回填→恢复地貌→通球试压→三桩埋设
3.施工技术措施
因管道沿线地层出露灰岩，且地势起伏较大，所以管线翻山施工时无论山区的坡度多大，都应以沟下焊接为主。
不同点在于管道的组装焊接，困难段（纵坡≥30度，横坡≥15度）施工时，管道组焊可以有多种方式（如管线预制牵引、沟内布管组焊等）；而管线在低山（10度≤纵坡<30度，8度≤横坡<15度）敷设则主要是在沟内布管组焊，施工时应十分注意落石、塌方等的危险，现从组焊方面分别对这两种情况的施工措施进行描述。
3.1测量放线
根据交接桩记录，测量人员对现场的每个桩位都要做好标记，并引到作业带以外，以保证石方爆破时，能恢复原桩位，对每个桩位的角度进行复核，并根据线路走向，打百米桩，撒白灰线，转角处根据设计给定的参数放曲线，曲线段打始、中、末三个控制桩，并撒白灰线加密。
桩位测量定位数据可输入GPS定位仪，并利用GPS定位仪找桩、光电仪复测桩位。
3.2管沟爆破、开挖
3.2.1施工作业带的平整。
管沟爆破前，先进行施工作业带的平整工作。
施工作业带宽度为低山段20米，困难段12米。
其中，作业带宽度6m，管沟宽3m，堆土带宽3m。
每1000米左右修整出一块1000m2的平台，以便堆管。
见图1。
3.2.2管沟开挖要顺直，无急弯，无尖石，沟内无积水，无塌方，沟深符合设计要求。
3.2.3冷弯管或弯头的地方，管沟要适当加宽、加深。
3.2.4当爆破到沟底设计标高，并清渣完毕后（清渣采用人工和机械配合，人工比例按10%计），进行沟底和沟边局部修理，然后再进行管沟复测，直到符合设计要求。
爆破出的多余石渣由人工沿作业带进行平铺，推土机平整碾压。
3.3修整施工作业带及便道
修整作业带时宜采用爆破和人工碎石方法相结合，并由推土机及单斗配合清理、平整作业带，以保证施工设备顺利进入作业带。
作业带的横向坡度不超过8°，纵坡小于10°，作业带的宽度为12-20米，为防止水土流失和作业带内的土石滚落伤人，在作业带一侧用编织袋就近装碎石及块石组成挡石墙，墙底宽2米，顶宽1.5米，高1.5米，根据现场情况，挡石墙约做30Km。
，挡石墙结构形式参见图2。
施工便道阳城段每4Km需要1000m，泽州段，每2Km需500m。
便道上宽6m，下宽7m，高0.4m（下面300mm为碎石，上面铺100mm砂石，由人工进行路面铺垫，推土机碾压，施工便道填方长度按便道的20%考虑，填方两侧砌挡土墙。
3.4弯管的测量与使用计划
为加快现场组焊进度，在管沟开挖完成后应根据管沟测量成果表把施工中所用的弯管、弯头角度准确测量出来，之后在预制厂加工生产，在预制好的管件上标明里程、角度、弯曲半径等参数，然后采用对号入座的方式将预制件运至施工现场。
考虑到山区的顺序施工，弯头、弯管测量应与主体管线施工的进度相结合，提前将弯管摆放到预定位置，在有弯头的地方，应将弯头与直管段焊成一体，并摆放到指定位置。
山区组焊前应先深入施工现场，查看地形，以便确定钢管的运输线路及堆放场地，运输路线确定，用槽车、炮车与吊管机等山区运布管设备将弯管布到管沟内的折点处或沟边，以便主体管线施工时及时将弯管与主管组焊在一起，加快进度。
3.5一次细土回填
细土回填可采用①就地岩石粉碎：
这种方法在经济上可以满足要求，在细土数量上只要配备相应数量的岩石粉碎机也可满足要求。
②筛土法：
用筛子对作业带周围的碎石土进行筛选。
一次细土回填的高度为管底以下200mm，采用人工进行回填。
3.6管子的运输布管
3.6.1管子的一次倒运
山区地段，由于地势起伏不定，不能一次进入施工现场，首先利用管车及东风槽车进行管道的一次运输，将管道运至公路路边堆放。
根据现场情况，决定在阳城及泽州各设一处堆管场，面积分别为5000m2。
3.6.2管子的二次倒运
当管车无法进入施工作业带时，可先将管子卸至路边平整过的堆管场地，然后进行二次倒管，倒管方法可用自制的山地运管车或拖管爬犁来完成，参见图3。
图3二次倒管示意图
3.6.3布管（或三次倒管）
直接采用人工和吊管机相结合的方式进行布管，由于山区道路难行，为保证钢管运输，在作业带边缘每1000米修建一处堆管场，每处堆管场面积为1000米2。
3.7管道组装焊接
本标段主体管线焊接以半自动焊接为主，手工焊配合连头与返修，其中泽州段以沟下焊为主，而阳城段以沟上焊为主。
山区段施工包含有翻山施工（含纵坡安装及横坡安装）及沿伴行路施工，管道组装采用链式外对口器，该对口器能适应山区的管道组对，并在香港新机场燃料油管道工程中获得很好应用，并由管道三公司申请了国家专利，组对形式参见图4。
3.7.1纵坡坡度大于10°且小于30°时的一般段管道安装
在此坡度下施工时，施工机具（如二弧焊、吊管机与单斗等）能够沿坡行驶，为此施工时可将管道直接布在管沟内进行组对焊接，布管方法见前述。
施工时若设备爬行或作业困难，可沿作业带在每根管子距离上用单斗修建若干作业平台，这样吊管机和二弧焊就可以站住，然后自下而上将管子一直铺设至坡顶（防止管子下滑），见图5。
此段地形按43公里考虑
图5修筑平台法纵坡施工示意图
3.7.2纵坡坡度大于30°时的困难段管道安装
坡顶牵引设备的设置→沟底滚轮的安装→坡上或坡下施工设备、机具的到位→管子的组装、焊接→管段的牵引到位→无损检测→防腐补口、补伤→一次细土回填→撤掉滚轮。
此段地形在本方案中按10公里考虑。
1）从下向上安装
当坡度超过30°或超过设备负载极限坡度时，吊装设备、电焊机、发电机及管堆均放置坡下场地内，坡顶可设置一台卷扬机或D80推土机，顺坡在沟底铺满编织袋，见图6。
2）从上向下安装
将管子、设备运至坡顶，其它方法均与向上拖拉牵引施工相同。
为保证管道稳定，需要沿管沟边缘打眼Φ50mm，然后用Φ50mm的圆钢做固定锚，孔的深度1.5m，钻孔时要向前倾斜一个角度（根据山坡的坡度而变化），地面上留1m，用钢板焊接倒链挂钩。
倒链的另一端与尼龙吊带相接，尼龙吊带将管道锁紧。
焊接结束时，准备向下移动管道，先松开一组尼龙带，另一组倒链开始松开，管道下滑，倒链行程全部放轻后，将另一组尼龙带锁紧管子，用倒链拉紧，并上拉一段距离，使第一组尼龙带松开。
然后，再将第二组倒链松开，使管子下滑，反复作业，就完成了向下滑管的要求。
3.7.3横坡困难地段的管道组装
管线在横坡坡度为大于8°且小于15°地带施工时，在施工作业带的修整与稳固，确保施工安全，从管沟挖出的石方必须放置坡下，并根据现场地貌，修一条12米宽作业带，见图7。
作业带形成后进行管线的沟内组焊，此段地形本方案按10公里考虑。
对于局部横向坡度大于15°的山坡，可以采用打桩或砌石墙的方法修护坡，然后再修施工作业带。
见图8。
打桩方法，钢桩规格为Φ50×6mm，钢管每1米一组，然后用竹笆做挡墙，再进行作业带修整。
采用砌石墙时，墙体宽度根据高度而改变，每1米高墙，增减0.3米，顶层宽度为0.3米。
由于山区段沿线地形复杂，致使在地势起伏较大地段，敷设管道时必然给管道的组装带来较大的困难，进而使管口组对不易达到主线路流水作业时的标准要求，同时，在焊口的返修过程中，由于缺陷清理手段及缺陷长度的限制，造成焊接位置的坡口间隙较大和焊接长度较短，如果仍然按照一般线路焊接工艺进行管线焊接，将很难保证焊接质量，为克服这一难题，必须制订切实可行的焊接方案。
根据我单位多年积累的施工经验表明全位置上向手工电弧焊在山区管道焊接及返修焊接中应用情况良好，是目前比较理想的焊接方式，焊接方法见主体管道焊接方案。
3.7.4伴行路困难段施工
由于伴行路已经修好已开挖出部分管沟，为此管道组装在沟内进行，组装时采用吊管机或三脚架进行组对，对口采用链式外对口器，由于管沟是沿着山体开挖的，为防止管道组对及随后的焊接过程中山体塌方或落石伤人及砸坏设备，施工时必须进行安全防护，防护棚由脚手架和跳板拼装而成，拆装特别方便，伴行路施工防护及示意图参见图9。
伴行路施工，本方案按7公里考虑，山区沟下组焊全部采用安全防护网。
3.7.5带转角的纵坡困难段施工
纵坡上有转角时，则不能全部利用预制牵引就位的方法，尤其是当坡上坡下没有预制场地时，施工难度更大。
此时，应采取分段施工的方法，参见图10。
本方案对此地形按5公里考虑，其主要施工措施如下：
1）在坡上炸出一块平台，D80推土机停放在上面。
2）将D80绞盘上的钢丝绳放到坡下，对转弯以下的管线自下而上进行施工。
3）在坡上将管线自上而下向下放，然后焊工自下而上焊接，先焊接弯头，接着焊一根，放一根，焊一根，直到将管线铺到山顶，焊接所需工程材料均需人工台运上去。
3.7.6“U”型深谷困难段施工：
参见图11。
在遇到如“U”型的深谷中施工时，设备无法通过便道从坡上到达坡下，而第Ⅰ和第Ⅱ段管线都可通过在坡上预制，采取预制、牵引、就位的施工方法，可第Ⅲ段管线则要采取在坡下预埋导向轮，通过D80推土机进行先将管子送到坡下堆放，再通过D80将管子一根一根沿着管沟牵引就位，而施工人员则可通过三角架、轻型逆变焊机、倒链等机具完成第Ⅲ段管线的施工。
对这种地形，本方案按5公里考虑。
山区困难段施工按40%的量考虑拖管就位的方法。
3.8补口补伤
3.8.1管口喷砂除锈采用小型喷砂设备，焊口表面质量达到Sa2.5级。
3.8.2管口加热采用火焰加热方式，管口温度达到补口要求即可进行补口。
3.8.3补伤分两步进行，补口的同时对可视性漏点先行补伤，第二步是通过电火花检漏仪，对有漏点的部位进行二次补伤。
3.8.4补伤部位的涂料需完全固化，具有一定强度后，方可下沟。
3.9二次细土回填及稳管
采用外运土及就地筛选细土的方法进行细土回填，它们的比例各按50%考虑。
二次回填高度应以硅管的埋设深度相结合管顶以上（300mm），由于光缆的埋设与管道埋设会产生时间的不一致，为避免光缆回填前管沟内的管道在雨季漂管，在原土回填来不急时，二次细土回填的同时应同时进行稳管，稳管采用塑料编织袋装土进行，每根管一处，每处长4米，宽度与管沟齐，高度与管沟平。
3.10回填管沟及恢复地貌
3.10.1管沟回填
在石方段，二次细土回填的高度为管顶300mm，细土回填的30%量要从外地购买，根据现场考察运距约10Km，同时多余的石渣也必须外运，运距10Km。
之后回填原土石方，石头的最大粒径不超过250mm，管沟回填用单斗或推土机进行。
在土方段，管子下沟后回填细土至管顶以上200mm，等待硅管敷设完毕后再进行原土回填。
3.10.2水工保护
在管沟回填完毕后立即按照设计要求砌筑截水墙及挡土墙，进行水工保护，防止雨水冲刷管线。
在设计水工保护不能及时施工时要采取必要的临时水工保护，施工方案见“临时水工保护施工方案”。
3.10.3地貌恢复
按照原地貌及设计要求做好地貌恢复工作。
3.11试压
按照试压方案进行。
3.12三桩埋设
三桩埋设应与管道组焊、管沟回填同步，以加快施工进度。
4.施工设备、机具配备
序号
机械设备名称
规格型号
单位
数量
用途
1
推土机
D6H
台
1
修作业带
D80
台
1
牵引
2
吊管机
572G（40T）
台
2
管道组焊
SB-60（70T）
台
1
管道下沟
3
单斗
合肥日立
台
2
组对与开挖
4
发电机
90KW
台
1
焊接用电源
5
焊接工程车
GS-ⅢA
台
8
焊接
6
林肯焊机
DC—300
台
2
焊接
7
发电焊机
本田3000
台
1
焊接
8
山地运管车
自制
台
1
运管
9
外对口器
Φ1016
台
2
对口
11
空压机
9m3
台
2
对口
12
测量仪器
套
1
测量放线
13
对讲机
套
2
通信联络
14
环形加热器
台
2
预热
15
中频加热器
台
1
预热
16
喷砂除锈装置
套
1
焊口除锈
17
凿岩机
台
1
修作业带
18
岩石粉碎机
台
20
碎石
19
红外线测温仪
个
2
管口预热
20
地面检漏仪
台
1
检漏
21
电火花检漏仪
台
1
检漏
22
半自动切割机
台
1
下料
23
焊条烘干箱
台
1
焊条烘干
24
手动加油泵
台
1
设备加油
25
砂轮机
Φ150
台
10
清口
Φ100
台
10
清口
26
卷扬机
10T
台
2
管线安装
20T
台
1
管线安装
27
半自动切割机
套
1
切割下料
28
倒链
10T
个
4
管道组装
20T
个
4
管道组装
29
管架子
10T
个
4
对口
30
中型客车
台
1
运输
31
指挥车
丰田皮卡
台
1
指挥
32
吊车
20T
台
2
吊装
5.施工手段用料
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
用途
1
钢丝绳
1寸
m
100
牵引
6分
m
50
吊管
2
圆钢
Φ50mm
m
100
地锚
3
钢管
Φ20mm
m
100
地锚
Φ50×6mm
m
4000
钢桩
4
脚手架
套
2
防护棚
5
跳板
L=2m
块
20
防护棚
6
木方
600×400×400
块
100
垫木
7
编织袋
800×500
条
若干
垫管
8
吊管带
30T
条
4
吊装
20T
条
6
吊装
9
帆布
m2
2000
防风棚
10
头盔式焊帽
顶
10
焊接
11
玻璃面罩
顶
10
喷砂用
12
电焊把钳
个
20
焊接
13
电缆线
m
200
电焊把线
m
300
电源线
m
500
砂轮线
14
砂轮片
Φ150
片
500
清口
Φ100
片
500
15
钢丝刷
Φ150
个
200
清口
Φ100
个
300
16
百米绳
条
2
放线
17
卷尺
50m
把
1
测量
20m
把
1
5m
把
10
18
花杆
4m
根
5
19
千斤顶
16T螺旋式
个
2
对口
6.施工人员组织
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
处长
1人
10
机械手
10人
2
副处长
1人
防腐工
4人
3
技术员
1人
10
电工
1人
4
质安员
1人
气焊工
1人
5
材料员
1人
11
测量工
1人
6
管工
4人
12
司机
3人
7
电焊
22人
13
炊事员
1人
8
起重
2人
14
合计
57人
上表所列为一个流水机组的施工人员，山地际施工时可将一个机组拆分成两个小机组，每个小组在施工现场有28人进行施工。
7.质量保证措施
7.1熟悉图纸及难点施工方案，充分做好技术及施工准备工作。
7.2严格执行兰成管道工程质量控制及质量保证程序文件，对各工序进行三检制。
7.3山区段施工，尤其对组装焊接、补口、补伤、管沟埋深严格控制。
7.4主体焊接时，做好管子内部清理工作，以免石块及杂物进入管道中，造成通球受阻。
8.HSE措施
8.1山区段施工，首先要注意人员及设备的安全，施工人员必须戴好安全帽，施工设备必须安装防护篷。
8.2管沟爆破时，需有专人负责警戒，并设置醒目标志牌。
8.3加强珍惜动、植物的保护，防止水土流失，不得污染水源。
8.4在植被茂盛的地区，还需加强森林防火措施。
8.5管道沟下焊接时，沟边要设专人进行看护，发现落石、塌方等危险时应立即提醒施工人员撤离或躲避。
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