淺談麻扎塔格山管道施工方案

摘要：為了克服麻扎塔格山區(qū)的管道施工困難，本文通過闡述施工工序，分析施工的技術(shù)措施，同時(shí)提出相應(yīng)的政策建議，進(jìn)而在一定程度上為麻扎塔格山區(qū)的管道施工提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：管道施工 焊接 施工措施

1 概述

新疆塔克拉瑪干沙漠腹地和田河氣田地面建設(shè)工程管線在里程K2+100m—K3+181m處翻越麻扎塔格山，該區(qū)域地勢起伏大，高差為374m，最陡地段角度為60°，持續(xù)長度165m，地層上部為粉質(zhì)粘土，下部為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，翻越麻扎塔格山管線總長2Km。

2 施工工序

測量放線→管溝爆破、清理→修整施工作業(yè)帶→彎管測量→鋼管運(yùn)輸→山頂逐根組焊管線→無損檢測→防腐補(bǔ)口補(bǔ)傷→連頭→細(xì)土回填→管溝回填→恢復(fù)地貌→通球試壓→三樁埋設(shè)。

3 施工技術(shù)措施

3.1 土方作業(yè)

3.1.1 測量放線

根據(jù)交接樁記錄，測量人員對現(xiàn)場的每個(gè)樁位都要做好標(biāo)記，并引到作業(yè)帶以外，以保證石方破碎時(shí)，能恢復(fù)原樁位，對每個(gè)樁位的角度進(jìn)行復(fù)核。

3.1.2 管溝爆破、清理

山區(qū)所有管溝采用光面爆破，爆破后的松散石方由機(jī)械和人工進(jìn)行清理。

3.1.3 便道修筑

①山的北側(cè)起始里程K2+100m高程1422m，山頂終止里程K2+483m高程1488m，長度為383m，高差66m。此區(qū)段原有一條便道可以直接上山，寬度為3m，需要將原有施工便道擴(kuò)寬到6m，以滿足現(xiàn)場施工條件。

②山的南側(cè)（山頂）起始里程K2+483m高程1270m，山腰終止里程K2+783m高程1261m，長度為300m，高差227m。選擇修筑“之”字形道路和作業(yè)平臺。修筑作業(yè)平臺的大小為15m×15m，平臺之間的間距為20m，之字形道路寬度為4m，保證設(shè)備能夠安全順利的通過。此段共計(jì)需要修筑平臺8個(gè)，之字型道路長度900m。

③山的南側(cè)山腰起始里程K2+783m高程1261m，山底終止里程K3+181m高程1174m，長度為398m，高差87m。修筑15m×15m的設(shè)備作業(yè)平臺，每20m長度修筑平臺一個(gè)，利用挖掘機(jī)的自身爬坡能力在平臺之間進(jìn)行往返作業(yè)，共計(jì)需要修筑平臺12個(gè)。

3.1.4 堆管場修建

山區(qū)地段，由于地勢起伏不定，不能一次進(jìn)入施工現(xiàn)場，首先利用爬犁將管材運(yùn)至山腳下堆放。根據(jù)現(xiàn)場情況，決定在管線翻越麻扎塔格山山南、山北及山頂?shù)貏萜教固幐髟O(shè)一處堆管場。

3.2 管線施工

3.2.1 施工方法概述

①山北側(cè)K2+100m～K2+483m及山南側(cè)K2+882m～

K3+181m地段坡度較緩，山體坡度小于60o。采用挖掘機(jī)運(yùn)管、布管及輔助組對焊接。

②縱坡角度不小于60°地段的運(yùn)輸布管。對于山南側(cè)K2+483m～ K2+882m縱坡坡度大于60°的陡坡段無法采用單斗布管的，采用制作運(yùn)管滑車，在管溝底鋪設(shè)軌道，同時(shí)山頂設(shè)置卷揚(yáng)機(jī)牽引滑車?yán)\(yùn)鋼管組對焊接的方式進(jìn)行施工。

3.2.2 彎管的測量與使用計(jì)劃

為加快現(xiàn)場組焊進(jìn)度，在管溝成型后應(yīng)根據(jù)管溝測量成果表把施工中所用的熱煨彎頭角度準(zhǔn)確測量出來，匯總之后上報(bào)材料計(jì)劃。

3.2.3 受力計(jì)算（按60°坡度計(jì)算） 受力計(jì)算按照該區(qū)段坡度極限60°來計(jì)算

計(jì)劃從山頂往山南通過卷揚(yáng)機(jī)施工8根鋼管，鋼管選擇長度為11.5m左右的鋼管。

8根鋼管重量為：G1=8×g（單根管重）=8×0.92=7.36T

每根鋼管布設(shè)兩個(gè)滑車，則8根鋼管需要滑車16輛，所有滑車重量為：

G2=16×g，（單個(gè)滑車重量）=16×0.040=0.64T

G=G1+G2=7.36+0.64=8T

鋼絲繩承受的拉力F1=G×sinα=8×sin60°=6.92T

軌道承受的壓力T= G×cosα=8×cos60°=4T

滑車行走的摩擦力f=T×k=4×0.1=0.4T

滑車行走的牽引力F2 =F1-f=6.92-0.4=6.88T

k為滑軸與軸套之間摩擦系數(shù)；按照半干狀態(tài)滑動(dòng)軸承狀態(tài)取最小值0.1；

3.2.4 設(shè)備及材料的選擇

①卷揚(yáng)機(jī)的選用。根據(jù)3.2.3計(jì)算得出，該方案所需的極限牽引力為7.85T，在根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境等因素，我們選擇10T電動(dòng)慢速卷揚(yáng)機(jī)作為施工主要牽引設(shè)備。該型號卷揚(yáng)機(jī)容繩量為350m，最大載荷10t，鋼絲繩規(guī)格為6*37-28，自重3.1T，可以采用挖掘機(jī)將卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)至山頂卷揚(yáng)機(jī)基礎(chǔ)上。

②鋼絲繩核算。根據(jù)鋼絲繩所承受的拉力。鋼絲繩拉力Sb=T×K=7.85×1000×9.8=76.930KN

查詢五金手冊可以確定卷揚(yáng)機(jī)廠家提供的6*37-28鋼絲繩符合要求。

3.2.5 管道組對焊接

3.2.5.1山北側(cè)K2+100m～K2+483m及山南側(cè)K2+

882m～K3+181m地段管道施工

①布管。該區(qū)段布管采用挖掘機(jī)從山腳堆管場逐根將鋼管運(yùn)至管溝相應(yīng)位置；在進(jìn)行布管前，在管溝底部用裝細(xì)土的土袋墊高400mm；鋼管運(yùn)至指定位置后，放置在細(xì)土袋上；溝底提前每間隔11.5m用φ30鋼釬打入溝底至少600mm，然后用吊帶掛住鋼管尾部，以達(dá)到穩(wěn)管目的，確保鋼管在溝底不會(huì)下滑。

②管道組裝焊接。山區(qū)段管道主要采取溝下組對焊接方式施工，管道組對采用外對口器進(jìn)行組對，焊接在組對時(shí)，必須嚴(yán)格按照焊接工藝指導(dǎo)書相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行組對。采用焊接檢驗(yàn)尺嚴(yán)格檢查對口間隙和錯(cuò)邊量，制管焊縫要求錯(cuò)開100mm以上。

3.2.5.2 縱坡角度不小于60°地段管道施工

①山頂施工作業(yè)面修筑。在山頂修筑長寬為24m×18m的施工作業(yè)面。

②管材選用。在山頂堆管場施工完成后，挑選15根長度均為11.5m的鋼管堆放到堆管場，鋼管通過挖掘機(jī)從山北通過便道運(yùn)送至山頂堆管場。

③K2+790m處連頭平臺施工。由于卷揚(yáng)機(jī)一次最多只能投送8根11.5m的鋼管，有效長度為92m，而該段的實(shí)際長度為150m，則需要在58m處修建一處作業(yè)平臺，作業(yè)平臺的做法是在管溝成型后，在此處用炸藥爆破修建一處2m×1.5m的作業(yè)平臺，在距管溝邊400mm處設(shè)置1200mm高，間隔500mm的鋼釬作為立柱，然后用DN15的焊管圍護(hù)成護(hù)欄，防止人員作業(yè)時(shí)發(fā)生墜落事故。

④管道施工。a布置小車。在軌道、卷揚(yáng)機(jī)等輔助設(shè)施施工完成并且驗(yàn)收合格后，在山頂進(jìn)行管道組對焊接，用挖掘機(jī)將第一根鋼管吊起，然后在距鋼管尾端1500mm處，捆綁第一輛滑車，滑車與鋼管之間必須用8mm厚的膠皮對鋼管進(jìn)行全方位的保護(hù)，用6mm的鋼絲繩用繩卡將小車與鋼管捆綁牢固；在捆綁時(shí)，尾端小車必須與鋼管的尾端采用6股鋼絲繩通過“回”型方式捆綁在一起；在距鋼管首段3000mm處按照同樣的方法設(shè)置一個(gè)小車；待上述工作完成，且檢查無誤后，用挖掘機(jī)將鋼管吊至管溝內(nèi)，將卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲繩用5t的U型環(huán)固定在小車吊耳處。啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，使第一根鋼管緩慢滑移至管道組對焊接處。b管道焊接。每焊接一根鋼管，在卷揚(yáng)機(jī)的牽引下，使捆綁有小車的鋼管沿軌道由山頂緩慢向下滑移，滑移一根鋼管的距離，即11.5m，使鋼管焊接工位空置后，將卷揚(yáng)機(jī)的液壓及手動(dòng)制動(dòng)器，放置在制動(dòng)處，然后繼續(xù)用挖掘機(jī)吊裝另外一根鋼管至焊接位置，焊接完成后，經(jīng)過無損檢測合格，且管材補(bǔ)傷、補(bǔ)口工作完成后，繼續(xù)重復(fù)上述工序，直至組對完成8根鋼管；在K2+790m處平臺將第一段管線與第二段管線連完頭后，再與K2+483m處已經(jīng)施工完成的管線連頭，至此該段管線施工完畢。

3.3 管溝回填

3.3.1 溝底細(xì)土回填

按照圖紙要求，該段管溝底部需要細(xì)土回填，由于該段坡度較大，細(xì)土回填后，會(huì)沿著溝底直接滑落至山底，致使管溝底部細(xì)土厚度不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.3.2 溝底小回填

在管線陰極保護(hù)樁施工完成后，首先對整條管線的防腐及玻璃鋼管外觀進(jìn)行檢查，外觀檢查合格后，用電火花檢漏儀采用15kv的檢測電壓進(jìn)行檢測，檢測合格后方能進(jìn)行小回填。

3.3.3 管溝大回填

山北側(cè)K2+100m～K2+483m及山南側(cè)K2+882m～

K3+181m地段在小回填完成后，直接用原土進(jìn)行回填，回填高度高于地表300mm；坡度不小于60o的地段，首先修筑K2+882m處的截水墻，然后從山頂將原土利用管溝自身的坡度，使原土從山頂滑落至溝底，直至達(dá)到管溝回填要求，待該段回填結(jié)束后，再進(jìn)行下一級截水墻的施工，采用同樣的工序逐級回填，直至整段管溝完成回填。

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