大口徑油氣管道山區(qū)敷設(shè)布管方法簡述

孟凡新，魏存煌

（中石化中原建設(shè)工程有限公司，河南濮陽 457001）

大口徑油氣管道山區(qū)敷設(shè)布管方法簡述

孟凡新，魏存煌

（中石化中原建設(shè)工程有限公司，河南濮陽 457001）

我國地域遼闊，山川分布廣泛，地形復(fù)雜，近年來長距離輸送油氣管道建設(shè)項(xiàng)目較多，特別是大口徑管道穿越山區(qū)施工難度更大，山區(qū)管道施工的關(guān)鍵在于如何布管，有效解決山區(qū)管道布管技術(shù)，是解決山區(qū)施工最大的難點(diǎn)，為安全順利施工將起到重要作用。以川氣東送管道工程山區(qū)段為例，介紹山區(qū)布管技術(shù)，總結(jié)施工體會，供施工者參考。

大口徑管道；山區(qū)；布管；技術(shù)

本系統(tǒng)針對川渝段地質(zhì)地貌狀況，管線經(jīng)過連綿不斷的山區(qū)，遠(yuǎn)離公路敷設(shè)，線路沿程會經(jīng)過許多石方路段，地形復(fù)雜多變，高程差距較大，山谷石峰犬牙交錯，山高谷深，分布著許多溶蝕槽。另外這里山峰陡峭，坡度很大，平均海拔高度在400m左右。該地地質(zhì)層中的基巖層較淺，大部分地區(qū)是直接裸露在表面，還有，在該地區(qū)存在著成片的樹林和果林?？偟膩碚f，這種地貌特征十分復(fù)雜，因此會在很大程度上影響大口徑油氣管道的正常鋪設(shè)，會給施工造成很大的困擾，同時(shí)也帶來了不小困難。

1 防腐成品管運(yùn)輸、布管步驟

1.1 防腐管的一次倒運(yùn)

在進(jìn)行防腐管倒運(yùn)的過程中，應(yīng)當(dāng)注意配合工程的進(jìn)度來運(yùn)輸，保證工程的正常進(jìn)行，另外，一定要在運(yùn)輸前對管材的管徑，等級，厚度，材料等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格控制。

在運(yùn)輸成品管道時(shí)應(yīng)當(dāng)注意對交通安全的影響，避免管子伸出車體外面過多，還要注意不能超載，一般單次運(yùn)輸4根左右。

通常情況下，在施工過程中為了保證管道的完整性，會在裝卸管道時(shí)使用專用吊鉤，首先采用符合管道裝卸的吊鉤弧度，然后在吊鉤表面套上橡膠或其他保護(hù)材料，另外還要注意裝卸秩序，防止管道之間的碰撞，這樣能夠有效避免管口的損壞。

為了方便管道運(yùn)輸和儲存，通常情況下會將堆管場設(shè)置在交通便利的縣市級主干道旁邊，能夠正常通行大型車輛。

1.2 堆管場的設(shè)置

實(shí)際施工地區(qū)的地形十分復(fù)雜，地勢高低不平，所以在很多情況下需要先將管道運(yùn)輸?shù)浇煌ū憷亩压軋觯鶕?jù)現(xiàn)場施工的實(shí)際情況，來設(shè)定管道的放置地點(diǎn)，總之一定要便于施工。堆管場負(fù)責(zé)管道的存儲和轉(zhuǎn)運(yùn)，不可避免的會用到吊裝等工序，這樣就需要保證一定的上方空間，避免對公共設(shè)施造成破壞，另外還需要選擇遠(yuǎn)離耕耘區(qū)來建設(shè)堆管場，能夠很好的避免對施工以外的工作造成影響。下面圖表是施工設(shè)備與電路架設(shè)設(shè)施的安全距離的相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

堆管場不僅對建設(shè)占地尺寸有嚴(yán)格要求，在一級堆管場建設(shè)過程中首先要保證交通便利，地理位置優(yōu)越，能夠很好的連接主干公路，另外，堆管場的地面應(yīng)當(dāng)足夠平整，堅(jiān)實(shí)，沒有明顯障礙物，不能有積水等等，為了能夠方便排水等操作，需要地面有一定的坡度，但是十分小，一般情況下1°左右，必要時(shí)建設(shè)排水渠。

表1 施工機(jī)具和設(shè)備與架空電力線路安全距離

成品管的堆放是比較有講究的，盡可能節(jié)省空間的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)保證管子的質(zhì)量安全，通常情況下會采用同向分層的堆放方法，要格外注意的是堆放高度，一般情況下不超過3層，這樣能夠有效保證管子不變形，能夠防止由于擠壓等力的作用造成防腐層等的損壞。另外，還要預(yù)先在同層管道之間留一定的距離，這樣在轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)便于下鉤，方便裝車。另外要注意的是防止管道滾動，首先選用較為平坦的地區(qū)，然后使用楔子楔住，固定好管子，做好存放的安全工作。

1.3 布管要點(diǎn)

布置管道是整個(gè)工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要密切結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙按要求進(jìn)行布管操作，主要的要求有壁厚，類型，等級等，需要保持高度一致。

實(shí)際布管時(shí)，先是根據(jù)管道長度將管道擺放在管溝的邊緣，并且將不同的管首和管尾相互錯開，為了方便布管還有必要在管與管之間預(yù)留一定的距離，通常不超過10cm，另外還要固定好管道，避免在管溝邊緣發(fā)生滾動，造成損壞，表2是針對管道邊緣與管溝邊緣安全距離的相關(guān)規(guī)定。

表2 管道邊緣與管溝邊緣的安全距離y

為了保證管道安全，應(yīng)當(dāng)將其鋪設(shè)于地面之上，避免與地面上的堅(jiān)硬物質(zhì)發(fā)生接觸，主要是管道的兩端，應(yīng)當(dāng)合理設(shè)置支撐，一般情況下用軟土來做支撐，還要一定距離設(shè)置一定數(shù)量的管墩子，主要是為了保證管道焊接工作的正常運(yùn)行，總之一定要保證管道的穩(wěn)固和鋪設(shè)安全。鋪設(shè)管道有一些特殊情況，線路坡度大于5°的情況下為了防止管道串管應(yīng)當(dāng)設(shè)置支擋物，但是，一旦坡度大于15°時(shí)應(yīng)當(dāng)將管道放在堆管平臺上，以便取管施工，另外應(yīng)當(dāng)注意在吊管時(shí)墊鋪軟物質(zhì)，避免防腐層受損。

沖溝和河谷地段由于特殊應(yīng)當(dāng)注意加強(qiáng)對管子的保護(hù)，施工過程中組織在溝中進(jìn)行組焊，及時(shí)下溝回填，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況預(yù)估一天的焊接工作量，下方相同量的管段下溝，或者將多余的管段吊起到溝上，做好穩(wěn)固工作，防止管段滑落，特別是在風(fēng)雨天氣，務(wù)必加強(qiáng)防護(hù)措施。

由于布管過程中地形的復(fù)雜多變，因此在進(jìn)行施工時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際地段采用最為合適的施工方法，在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上減小施工事故的發(fā)生，做好管段的保護(hù)工作，防止出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，從而為工程施工創(chuàng)造更好的施工條件。

1.4 山區(qū)布管方法

山區(qū)地域是對布管施工的一項(xiàng)挑戰(zhàn)，會遇到陡坡，轉(zhuǎn)彎，泥地等特殊地形，這些地形對施工造成了很大的困擾，通常會有效結(jié)合爬犁，挖掘機(jī)，吊管機(jī)，卷揚(yáng)機(jī)等。但是，布管使用的方法有一定的原則性，那就是務(wù)必做好對管段的保護(hù)工作，防止碰撞等作用對管子造成破壞，損壞防腐層等。

1.4.1 自制“炮車”布管

炮車是很形象的叫法，其實(shí)就是用類似于兩輪平車，將管道固定在上面中間位置，再利用牽引設(shè)備將其拉至目的地，但是這種炮車每次只能轉(zhuǎn)運(yùn)一根管子，并且適用于緩坡地段，對于陡峭的山坡地段就只能利用卷揚(yáng)機(jī)或者吊管機(jī)進(jìn)行施工操作，但是這種機(jī)械造價(jià)低，可行性強(qiáng)。

在使用炮車的過程中也進(jìn)行了一些改進(jìn)和創(chuàng)新，為了能夠更好的適應(yīng)山區(qū)地形，采用雙輪管梁炮車進(jìn)行運(yùn)輸，既加強(qiáng)輪胎承重力，增加輪胎單側(cè)的數(shù)量，更好的保護(hù)管道運(yùn)輸，又能夠很好地協(xié)助工人裝卸管道，增加管道施工的操作安全性。

1.4.2 履帶式設(shè)備拉爬犁布管

在一些地形險(xiǎn)惡的地段可以適當(dāng)采用履帶式設(shè)備拉爬犁進(jìn)行管道布置，提高管道布置施工效率。

1.4.3 改裝卡車布管

在進(jìn)行山區(qū)布管時(shí)，難免會遇到轉(zhuǎn)彎半徑小的地段，這樣就會限制普通拉管車以及炮車的正常運(yùn)輸，并且無法確保管子的安全，為此我們對卡車進(jìn)行了一系列的改裝，成為專用山地布管車，從而保證布管的正常施工。

1.4.4 吊管機(jī)或挖掘機(jī)轉(zhuǎn)布管

在應(yīng)對坡度地段通常情況下有兩種方法，一是在坡度不大于15°的時(shí)候，利用吊管機(jī)能夠很好的實(shí)現(xiàn)布管，但是當(dāng)坡度大于15°時(shí)，吊管的作用就得不到很好的發(fā)揮，因此要借助挖掘機(jī)的爬坡能力，牽引著炮車。另外，要注意的是保證管道的安全，做好保護(hù)工作，防止管子防腐層受損，因地制宜，選擇最為合適的施工方法。

1.4.5 陡坡地段用卷揚(yáng)機(jī)拉運(yùn)布管

在進(jìn)行卷揚(yáng)機(jī)布管時(shí)，應(yīng)當(dāng)選取合適型號的鋼絲繩以及大小和長度，采用合理的捆綁方式，固定好管子以防在布管時(shí)受到碰撞，避免出現(xiàn)傾倒等現(xiàn)象。

卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)布管的力學(xué)計(jì)算：

A、鋼管重量計(jì)算按12m長Ф1 016×17.5鋼管計(jì)算：G1= 0.024 66×（1 016-17.5）×17.5×12/1 000=5.17t。

B、拉運(yùn)鋼管坡度以45°為例，作為典型陡坡段卷揚(yáng)機(jī)拉力計(jì)算：GX=GY=5.57×0.707=3.94t。

F摩=μ×N=0.2×3.94=0.788t，拉力T=3.94+0.788=4.728t。

C、根據(jù)計(jì)算拉力，查資料取JJM-8型卷揚(yáng)機(jī)，牽引力80kN，其自帶鋼絲繩規(guī)格為Ф28（6×19），鋼絲繩長度1 324m，卷筒直徑850mm。

D、鋼絲繩強(qiáng)度驗(yàn)算，用作拖拉時(shí)安全系數(shù)K=3.5，鋼絲繩（6×19）的不均勻系數(shù)取A=0.85。容許拉力[Fg]=A×Fg（破斷拉力）/K，則Fg=[Fg]×K/A=4.728×3.5/0.8=20.7t。

1.4.6 卷揚(yáng)機(jī)配合輕軌布管

輕軌布管是眾多布管方法中投資較大的，主要是針對長陡坡地段的布管施工，首先要保證管溝溝底的平整度和密實(shí)度，建設(shè)輕軌通道，然后再用吊管機(jī)或管揚(yáng)機(jī)固定輕軌托架，放上制作符合布管的輕軌滑車，由于該項(xiàng)布管施工投入較大，因此在施工前，務(wù)必做好實(shí)地考察，看是否有必要，是都能夠滿足輕軌滑車的建設(shè)條件，在未來應(yīng)當(dāng)用更加省力的方法將它替代，減少建設(shè)成本，提高可行性。

1.4.7 溜管法布管

該布管方法主要應(yīng)用于短陡坡低端，首先挖好管溝，將管子事先用柔軟物質(zhì)包裹嚴(yán)實(shí)，防止在溜管施工的時(shí)候損壞管道，過程中會用到吊管機(jī)和卷揚(yáng)機(jī)，順著管溝將管道溜放到指定安裝地點(diǎn)。是一種創(chuàng)新可行性的辦法，省了不少財(cái)力物力。

1.4.8 爬犁布管

爬犁布管屬于一種特殊的布管方式，主要適用于泥濘的地域，利用履帶設(shè)備牽引爬犁進(jìn)行施工，需要注意的是，要想方設(shè)法增加機(jī)器與地面的接觸面積，從而減小壓強(qiáng)，方便施工。

2 結(jié)束語

根據(jù)川氣東送大口徑管道山區(qū)布管經(jīng)歷，總結(jié)了一些布管施工方法，是勇于探索，不斷創(chuàng)新取得的。為今后長輸管道山區(qū)施工提供一些借鑒，以滿足各種條件下管道的施工布管，確保施工安全，提高工程質(zhì)量，為我國管道事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[1] 姜勇.基于SOA的長輸油氣管道調(diào)度控制能耗信息系統(tǒng)研究[J].化工管理，2016，（25）.

[2] 李健，陳世利，黃新敬，等.長輸油氣管道泄漏監(jiān)測與準(zhǔn)實(shí)時(shí)檢測技術(shù)綜述[J].儀器儀表學(xué)報(bào).2016，（08）.

[3] 朱本光.長輸油氣管道“金口”焊接技術(shù)分析與選擇[J].石油和化工設(shè)備.2016，（08）.

A Brief Introduction to the Method of Laying and Laying Pipes for Large Caliber Oil and Gas

Meng Fan-xin，Wei Cun-huang

China has a vast territory，a wide range of mountains and rivers，and complex terrain.In recent years，there are many construction projects for oil and gas pipelines，especially for large-diameter pipelines crossing mountain areas.The key to mountain pipeline construction is how to pipe，Pipeline technology，is to solve the mountain construction of the biggest difficulties for the smooth construction of the project will play a significant role.Taking the mountainous section of Sichuan-to-East China Pipeline Project as an example，the paper introduces the technology of pipe-laying in mountainous areas and summarizes the construction experience for reference by the construction workers.

large diameter pipeline；mountain area；pipe；technology

TE973.8

B

1003–6490（2016）09–0023–02

2016–09–20

孟凡新（1969—），男，山東陽谷人，助理工程師，主要從事石油化工及長輸管道工程工作。