天然氣長輸管道施工技術(shù)淺析

何源

摘要：隨著我國天然氣和石油工業(yè)的不斷發(fā)展，對天然氣管道施工的要求越來越高。長輸管道因其距離長、管徑大、壓力高，對施工中的技術(shù)提出了更高的要求。文章結(jié)合筆者的工作實(shí)踐，闡述了天然氣長輸管道的概念，總結(jié)了天然氣長輸管道施工的特點(diǎn)，從中結(jié)合工程實(shí)踐，針對天然氣長輸管道施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，提出了天然氣長輸管道施工中的注意事項(xiàng)，以供大家參考。

關(guān)鍵詞：長輸天然氣管道；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

引言

隨著我國天然氣和石油工業(yè)的不斷發(fā)展，對天然氣管道施工的要求越來越高。天然氣長輸管道工程由于具有線路長、地區(qū)跨度大，自然地形、地質(zhì)、地貌差異性大，單項(xiàng)工程多，安裝工藝獨(dú)特，管道安全性要求高，管徑大，壓力高等特點(diǎn)，使得天然氣長輸管道的施工要求就更高。

1 天然氣長輸管道的概念

長輸管道工程是指那些長距離、大口徑、高壓力輸油和輸氣管道建設(shè)工程。這里的輸油一般指原油、成品油，輸氣一般指天然氣、煤氣。這種輸油和輸氣管道建設(shè)一般包括線路、站場、自控、通信、儀表及相應(yīng)附屬工程等。

2 天然氣長輸管道施工的特點(diǎn)

（1）長輸管道工程與一般工程項(xiàng)目相比較，其不僅投資大、建設(shè)周期長，其質(zhì)量要求也相對較高。長輸管道經(jīng)常在露天施工，其施工線路相對較長、點(diǎn)多面廣、社會依托性相對較差，常會受自然環(huán)境及人文地理環(huán)境的影響，而使長輸管道管理建設(shè)不能順利進(jìn)行。具體來說，長輸管道工程在實(shí)際施工過程中，其場地和工作人員比較分散，勢必會加大施工組織難度。受施工場地的影響，工作人員常會居住在帳篷中，其生活設(shè)施也不夠完善。施工區(qū)域內(nèi)人員比較復(fù)雜、流動性大，使得相關(guān)工作人員的健康及醫(yī)療得不到保證。加之施工作業(yè)面大部分比較狹窄，交通不便，加劇了施工安全隱患；

（2）長輸管道施工過程中，常會用到很多機(jī)械設(shè)備，但是因施工地點(diǎn)地形復(fù)雜，使得設(shè)備運(yùn)行過程中，常會有一定安全隱患存在；

（3）在施工過程中常會穿越河流、河谷及峽谷穿越，雖然施工過程中，根據(jù)不停的地質(zhì)地貌用穿越、爬越、隧道及劈方等方式鋪設(shè)相應(yīng)管線，但是其施工難度仍然很大，有些施工地段需要進(jìn)行相應(yīng)爆破作業(yè)，這就加劇了安全隱患；

（4）管道在施工過程中，要剔除相應(yīng)植物、對地表進(jìn)行開挖及穿跨越河道、隧道挖掘及施工變道的挖高墊低、管道和設(shè)備及相應(yīng)輔助材料的運(yùn)輸和臨時(shí)堆放等，這些工作對周圍的環(huán)境影響是比較大的。在這種情況下，就應(yīng)該對天然氣管道建設(shè)進(jìn)行相應(yīng)管理與控制，使天然氣管道能順利運(yùn)行。

3天然氣長輸管道施工實(shí)例分析

某天然氣支線工程，全長180km，設(shè)計(jì)壓力為9.2MPa，主要經(jīng)過4條河。施工過程中只有一條河有水，其他河流基本無水。對于無水的河流過河施工直接采用大開挖方式敷設(shè)管線。穿越部分為API5L螺旋焊縫鋼管，規(guī)格為 914x16mm，鋼級X70。

3.1 施工方案的確定

根據(jù)河流現(xiàn)狀及工期的要求，可供選擇的施工方案有頂管、圍堰和架空三種。

通過對三種方案的造價(jià)、工期比較，決定采用圍堰施工，即穿越有水河管段經(jīng)圍堰后采用大開挖方式敷設(shè)管線。無論從工期、投資和施工難度等方面都較其他方案優(yōu)越。過河穿 越在10月份施工，恰逢枯水季節(jié)，水量較小且河床穩(wěn)定。

3.2施工程序

本工程施工程序如下：施工準(zhǔn)備→測量放線→清理作業(yè)帶→圍堰制作→堰內(nèi)排水→組對焊接→無損探傷→補(bǔ)口補(bǔ)傷→溝管回填→設(shè)警示帶→試壓→圍堰拆除→水工保護(hù)→復(fù)地貌。

3.3施工技術(shù)分析

3.3.1 施工準(zhǔn)備

施工的順利進(jìn)行與前期的準(zhǔn)備工作是分不開的。前期的準(zhǔn)備工作包括工機(jī)具與人力的組織，同時(shí)要充分考慮排水、降水所需的水泵，根據(jù)堰內(nèi)排水量選取10LPT-35A型潛水泵（Q=450m3/h，H=30m，G=73%）2臺，4MF-13C型污水泵（Q=154m3/h，H=12m，G=70%，△h=2. 2m）1臺；管溝開挖超深處的支撐用料提前準(zhǔn)備。

3.3.2 測量放線

依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放出管道敷設(shè)中心線及施工作業(yè)帶的邊界線。準(zhǔn)確測量河床的標(biāo)高，并做好詳細(xì)記錄，以便控制管線穿越埋深。

3.3.3 清理作業(yè)帶、圍堰、排水

將圍堰范圍內(nèi)的雜物清除，然后采用400g/m2的土工袋裝土圍堰。本工程圍堰施工分四個(gè)階段進(jìn)行：

（1）第一階段：從一側(cè)用裝好土的編織袋碼或成梯形進(jìn)占，圍堰兩側(cè)超過水面2m，同時(shí)在圍堰下游一側(cè)打樁進(jìn)行加固，以防過水?dāng)嗝孀冃∈沽魉僭龃鬀_走編織袋，圍堰完成后漏水嚴(yán)重。

（2）第二階段：在編織袋圍堰的上游鋪設(shè)土工膜，用于水平、垂直防滲，此時(shí)圍堰下部的土工膜由于水壓力的作用與河床接觸不緊密，圍堰仍有漏水。

（3）第三階段：采用推土機(jī)進(jìn)占，將土棄在編織袋圍堰兩側(cè)，上游棄土使得土工膜與編織袋圍堰及河床緊密連接，下游棄土起加固圍堰穩(wěn)定性的作用，此時(shí)圍堰漏水量很小。

（4）第四階段：將基坑開挖過程中部分棄土堆在圍堰后面，這樣既可以增加圍堰穩(wěn)定性，又縮短了基坑棄土運(yùn)距。修筑完畢后，用潛水泵將圍堰內(nèi)積水抽干，重新測量放出管

線的位置及管溝的邊界線。由于地下水位較高，在作業(yè)帶 內(nèi)開明溝降水，保持作業(yè)帶內(nèi)無明積水。

3.3.4 管溝開挖

管溝主要采用機(jī)械開挖，局部挖掘機(jī)無法進(jìn)入的地段使用人工開挖。

管溝開挖寬度：因采用溝下組對焊接，管溝開挖寬度適量加寬，在作業(yè)坑內(nèi)要保證有安 全距離。管溝放坡：在河床處放坡的比例為1：1.2。管溝深度：保證管線的外防腐層在沖 刷線以下1.0m，河床處開挖深度在3.0m左右。在管線進(jìn)入河床處局部開挖深度超過5m處，采用階梯式開挖，加筑500mm 寬的平臺，用裝土草袋護(hù)坡，防止滑坡。在管溝深度超過5.0m的河堤處，加支撐保護(hù)溝壁。

管溝開挖時(shí)，地下水位較高采用挖集水坑降水，保證溝下組焊作業(yè)坑無積水，便于組對、焊接等工序施工作業(yè)。管溝開挖應(yīng)與組對、焊接等工序相互配合，減少因管溝塌方增加的工作量。

3.3.5 布管、組對、焊接、檢測、防腐補(bǔ)口

（1）在河田地內(nèi)布管采用汽車吊邊布管邊組對、焊接，在河床內(nèi)的管線布管能利用汽車吊盡量用汽車吊，汽車吊夠不到的地方使用人工布管。

（2）人工布管使用卷揚(yáng)機(jī)與滾輪小車布管，管溝底面用竹跳板墊實(shí)，防止小車陷進(jìn)泥地。

（3）組對焊接從河床向兩端順序組焊，減少連死頭的工作量。在河床與河田地的垂直轉(zhuǎn)彎處坡度較大時(shí)，應(yīng)設(shè)臨時(shí)固定墩，防止河田地上的管線下滑。

（4）間隙、錯(cuò)邊量等技術(shù)要求，以保證焊接質(zhì)量。

（5）在每天工作結(jié)束后，必須在管線焊接部位的開口端加裝自制管端封堵器，防止石塊、砂土、污水進(jìn)入管道。

（6）本工程管線母材為螺旋焊縫鋼管X70鋼，管道焊接嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程施焊，確保焊接合格率。管道焊接完畢經(jīng)檢測合格，方可進(jìn)行防腐補(bǔ)口。

（7）溝下施工管道防 腐補(bǔ)口考慮地下水的影響，施工時(shí)一定要將管口上的污水、污泥清理干凈，保證防腐補(bǔ)口質(zhì)量。

（8）合理安排管道組對、焊接、檢測、返口、防腐補(bǔ)口、下溝等。

3.3.6 管溝回填、拆堰、地貌恢復(fù)及水工保護(hù)

按圖紙要求在河床內(nèi)的管道安裝配重塊，配重塊安裝嚴(yán)格按圖紙、規(guī)范要求進(jìn)行。經(jīng)檢查認(rèn)可后再進(jìn)行管溝回填。回填時(shí)要注意：

（1）盡可能使用機(jī)械回填，局部使用人工回填。

（2）先回填細(xì)土再回填原狀土，填至管頂 300mm后方可進(jìn)行原狀土。

（3）在管道所有的彎頭、彎管兩側(cè)、護(hù)坡下管溝的原狀土必須分層夯實(shí)，每0.2m一層，保證回填土的密實(shí)度不低于 95%。護(hù)坡下地下水較多，不利于分層夯實(shí)，在護(hù)坡底下采用拌灰土用草袋裝土將地基夯實(shí)。

（4）管溝回填與護(hù)坡工程同步進(jìn)行，統(tǒng)籌安排，減少二次土方開挖量。

管線安裝各項(xiàng)指標(biāo)檢查無誤后，在管線上方的河床面平鋪一層厚300mm，寬5m的卵石，防止圍堰拆除時(shí)對河床的沖刷。

3.3.7管道試壓

管道連通、回填完畢后即可進(jìn)行穿越管道試壓，試壓在地貌恢復(fù)與水工保護(hù)之前進(jìn)行。

（1）試壓前采用清管球進(jìn)行清管，清管次數(shù)不少于兩次。

（2）將管道內(nèi)灌滿清潔水，用試壓泵打壓。本工程設(shè)計(jì)壓力9.2MPa，按要求將壓力打到強(qiáng)度試壓值10.8MPa，穩(wěn)壓4h，壓降小于設(shè)計(jì)、規(guī)范要求，強(qiáng)度試壓合格。強(qiáng)度試壓合格后降至嚴(yán)密性試壓值9.2MPa，穩(wěn)壓24h后，壓降小于設(shè)計(jì)、規(guī)范要求，試壓合格。

4 施工過程技術(shù)管理和質(zhì)量控制

4.1 質(zhì)量控制。對現(xiàn)場施工工藝施工質(zhì)量的控制，包括對隱蔽工程及時(shí)報(bào)驗(yàn)并填寫隱蔽工程記錄，在建設(shè)單位、監(jiān)理、設(shè)計(jì)三方代表確認(rèn)下才可隱蔽；在施工過程中，要求第一時(shí)間做好各工序的檢驗(yàn)試驗(yàn)工作，檢驗(yàn)試驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行下道工序；強(qiáng)化工序的交接上一道工序不合格下道工序有權(quán)拒絕接收，交接時(shí)由雙方填寫工序交接記錄；嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，對擅自修改施工工藝違反工藝紀(jì)律的施工有權(quán)制止，并對違反施工工藝紀(jì)律的施工單位和人員，實(shí)行一票否決制，取消其施工資格。

4.2 監(jiān)督實(shí)施。在工程施工中根據(jù)焊接工藝指導(dǎo)書進(jìn)行監(jiān)督實(shí)施，若焊工不執(zhí)行工藝時(shí)，取消其資格，由備用焊工頂替。對于線路的焊接機(jī)組，我們采用流水施工方式進(jìn)行施工，確保焊接質(zhì)量。每道焊口開焊前用溫濕計(jì)測量環(huán)境濕度，用風(fēng)速儀測量風(fēng)速，當(dāng)測量值超出焊接作業(yè)指導(dǎo)書的規(guī)定時(shí)，停止施焊。另外，我們用遠(yuǎn)紅外測溫儀測定層間溫度，確保層間溫度符合工藝的要求。每完成一道焊縫，在規(guī)定位置標(biāo)識焊工代號，或機(jī)組代號并繪制單線圖。

4.3材料控制。對施工現(xiàn)場的材料控制，主要控制內(nèi)容為進(jìn)場材料的規(guī)格型號、材質(zhì)、生產(chǎn)批號、數(shù)量、閥門試壓標(biāo)識、材料原始標(biāo)識及材料標(biāo)識移植情況都必須符合要求；對自購材料進(jìn)入施工現(xiàn)場前由技術(shù)、質(zhì)檢和材料三方人員共同對材料進(jìn)行驗(yàn)收，對每批材料按檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽檢復(fù)查，并經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后方準(zhǔn)使用；對甲方提供的設(shè)備和材料會合設(shè)計(jì)、監(jiān)理和業(yè)主共同進(jìn)行驗(yàn)收并做好記錄；在現(xiàn)場劃分區(qū)域進(jìn)行保管并正確標(biāo)識，杜絕不合格品在工程中使用；對于焊接材料實(shí)行專庫專人管理，并按公司焊接材料控制程序的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并填寫溫濕度記錄、焊材存放、標(biāo)識、烘焙、發(fā)放及回收等記錄。

4.4質(zhì)量記錄。從管道安裝、材質(zhì)表面質(zhì)量、防腐質(zhì)量、隱蔽工程質(zhì)量、通球試壓及質(zhì)量評定方面等作為重點(diǎn)進(jìn)行控制并填寫相關(guān)的質(zhì)量記錄；在質(zhì)檢手段方面，嚴(yán)格按工藝組織進(jìn)行施工，對施工現(xiàn)場實(shí)行“三檢制”、“三工序”的管理，按相關(guān)作業(yè)指導(dǎo)書和程序文件實(shí)施，對隱蔽工程及時(shí)報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收，合格后方可進(jìn)行下道工序施工。

4.5 跟蹤檢查。在檢驗(yàn)設(shè)備方面，經(jīng)常對現(xiàn)場計(jì)量、測量設(shè)備進(jìn)行跟蹤檢查，保證檢驗(yàn)設(shè)備檢定合格并在有效期內(nèi)，為質(zhì)量檢驗(yàn)、通球試壓等提供真實(shí)有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，保證各工序的正常有效運(yùn)行。

4.6 開展群眾性的質(zhì)量管理活動。為了提高工程質(zhì)量，在施工過程中應(yīng)大力開展群眾性的質(zhì)量管理活動，成立焊接QC小組、補(bǔ)口QC小組等質(zhì)量管理小組，充分發(fā)揮QC小組成員的作用，解決施工中存在的影響焊接質(zhì)量的因素。

4.7資料管理。為了確保技術(shù)資料齊全、準(zhǔn)確、自始至終使施工與資料同步，認(rèn)真做好技術(shù)文件的編制、下發(fā)、登記、執(zhí)行、歸檔保管；現(xiàn)場技術(shù)資料及時(shí)簽證，事不過夜，簽證后妥善保存，工程變更資料及時(shí)向施工人員交底；邊施工、邊收集整理技術(shù)資料，做到施工資料與工程進(jìn)展同步，工程進(jìn)行到哪一步，資料就編制到那一步；技術(shù)資料和質(zhì)量資料及其它資料由專人負(fù)責(zé)，互相溝通，使資料完整統(tǒng)一，提高可操作性和追塑性。

4.8根據(jù)工程的特點(diǎn)和施工條件，對重點(diǎn)施工部位和關(guān)鍵過程編制切實(shí)可行的專項(xiàng)施工方案。

5 結(jié)束語

總之，天然氣不僅僅是一種清潔能源，其也是一種特殊產(chǎn)品。隨著西氣東輸工程的開展，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ)，也促進(jìn)了區(qū)域發(fā)展。然而，對于天燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)來說，其是比較困難的。在天然氣管道建設(shè)中，常會穿越一些地勢地形比較復(fù)雜的河流、峽谷，這無疑會給天然氣管道建設(shè)帶來一定困難，嚴(yán)重的時(shí)候會影響人們生命財(cái)產(chǎn)安全。在這種情況下，天然氣長輸管道施工部門就應(yīng)該采取相應(yīng)措施，以解決施工建設(shè)中出現(xiàn)問題，確保天然氣長輸管道施工質(zhì)量和進(jìn)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉延峰，天然氣長輸管道的施工技術(shù)研究[J] .化學(xué)工程與裝備，2008（3）.

[2]張青勇，從川氣東送管道工程投產(chǎn)探討天然氣長輸管道投產(chǎn)工藝[J]，石油與天然氣化工，2011（12）.

[3]常興，天然氣長輸管道焊口開裂泄漏原因[J]油.氣儲運(yùn)，2012（5）

[4]孫曉利，文斌，妥貫民.天然氣長輸管道數(shù)字化建設(shè)的相關(guān)問題[J].油氣儲運(yùn).2010（08）.

[5]袁先勇，羅剛強(qiáng)，周怡君.數(shù)字管道深層探討[J].油氣田地面工程.2008.（02）.

[6]侯紅，彭濤.淺議天然氣長輸管道系統(tǒng)的運(yùn)行管理[J].城市建設(shè)理論研究.2011.（27）.