穿越河流天然气管线断裂的应急处理方案

摘要：文章介绍了海南三亚南山-东方八所输气管道白沙河段穿越河流天然气管线因台风和强降雨影响导致管线被冲断，建设单位、施工单位优化方案，采取最有效的施工方案及时恢复管线，保证使用单位生产，同时对管线后续运营工作提出较适合的建议。

关键词：天然气管线；管道穿越；管线断裂；管道组对焊接；跨河施工便道

中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）04-0089-03

1 断管事件背景

三亚南山-东方八所输气管道全长约118km，管径Φ323.9mm，管材ERW，钢级X42，管道设计压力为6.4MPa，设计输气能力为5.24亿方/年。该管道是海南省燃料化学总公司于1995年8月投资建设，1996年4月建成投产的。主要用户有化学公司富岛一期，华能南山电厂，三亚市、东方市及海口市城市燃气。根据原设计文件，白沙河段管道穿越按一般的河流考虑，即按当年河流实际的河道和河床条件进行管道穿越设计，穿越长度约400m，穿越方式为大开挖施工。1996年管道建成投产后，由于管道设计埋深、河沙流失、河道改道，造成河床逐年降低，管道埋深不断减小。

2011年9月29日18号强台风“纳沙”在海南沿海登陆，最大中心风力达13级，受台风的影响，海南省全岛普降大雨和暴雨。2011年9月30日凌晨5点45分，由于连续大雨和暴雨，造成白沙河河水急剧暴涨，河水流速迅速加快，在急速的河水冲刷下，白沙河河道被改变。洪水冲刷和掏空了天然气管道的覆盖层泥沙造成天然气管道漂浮，在急速的洪水等外力作用下管道断裂。

2 抢险方案的制定

2011年10月1日，中海管道输气有限公司组织设计单位专家、抢修单位和公司相关部门人员到白沙河断管事故现场勘查，仔细研究和充分讨论，总结提出两个初步的抢修方案。方案一：管道跨越河流穿越。方案考虑在现有主河道的两岸做两个临时支墩，利用三根Φ508×10钢管做成三角形桥梁，Φ323.9管道放置于顶层Φ508钢管内跨越主河道水面，支墩高度考虑高过大河水面。方案二：复壁管直埋穿越。采用Φ610钢管套内穿Φ323.9工作钢管穿越主河道，两钢管之间灌注水泥沙浆对管线进行加重稳管，之后在河道内开挖管沟沉管穿越主河道。针对上述两个方案，中海管道输气有限公司领导组织各相关单位领导、公司相关部门人员和施工单位代表进行了更深入的分析和讨论，最后达成统一意见，采用方案二为抢险方案，并对抢险职责分工和下一步具体工作做了部署和安排，同时要求全体抢修人员全力以赴、互相配合，确保抢险工作10日内完成，恢复向使用单位供气。

3 方案的实施

3.1 材料设备的准备

关闭断裂管线两端阀室阀门，抢修所需的主管道芯管Φ323.9mm130m从公司儋州站全部运输到抢修现场，所需的Φ630mm钢套管70m从化学公司运抵现场。3辆大功率挖掘机、修建施工便道的大口径水泥套管、钢板、枕木、发电及焊接设备等抢险物资陆续到场，当天组织施工人员在河流沿线修筑施工便道、进行管道布管等工作。

3.2 管道组对焊接

根据焊接工艺评定，主管道芯管采用E6010纤维素焊条打底，采用E5015填充盖面，管道组对按照《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB50369-2006）有关规定执行。芯管焊接后进行外观检查，合格后进行100%射线检测及热收缩带补口防腐。套管采用E4303焊条打底填充盖面。套管外观检测合格后进行加强级沥青防腐。

3.3 修筑跨河施工便道

在管道焊接的同时安排土建机组人员修筑施工便道，由于断裂管线在河流内，需用挖掘机倒运毛石、素土在管线敷设沿线位置平行修筑施工便道，便道中间摆放5～6根双排直径Φ1200混凝土管，保证河道过水，各管道上面用编织袋装素土

压实。

3.4 芯管穿越

因该改造管线属复壁管结构，管道焊接时芯管和套管分段进行，每段约50m，穿越前在芯管上每隔10m位置圆周方向按120°焊接三个支耳，支耳高度以满足穿入套管为宜，厚度10mm。从一侧用两台挖掘机把焊接好的芯管向套管内穿入，穿越时挖掘机要互相配合好，芯管分段穿越套管后由中间组焊一道焊口，再将套管中间焊口组焊好，芯管与套管中间焊口错开3～5m。到达指定位置后将套管两端用钢板封堵。

3.5 混凝土浇筑

在套管两端及中间位置开口，安装1.5mΦ159钢管，连接混凝土输送泵车管道，向套管内注入混凝土，注入时从另两处Φ159钢管处观察套管内混凝土注入量，并进行振捣。直至套管内注满混凝土，混凝土初凝后将Φ159钢管高出部分切割掉。

3.6 管线试压

测量断裂管线切割后长度，确保重新安装管线长度满足需要，新焊接管线经射线探伤检测合格后进行防腐，两端焊接试压头，向管道内注水，为提高工效采用泥浆车对管道进行强度试验，试验压力为9.6MPa。

3.7 切除断裂管线

管线断裂在河道内，致使管线内进入大量河水，连头前需将断裂管线在河道两侧切除，因管道内存水将使切割工作增加难度，为此使用挖掘机铺设便道到断管处，用挖掘机将断管管头吊起高出水面，避免河水进入管道内，同时用挖掘机开挖断管准备连头处管沟，用气焊切割要更换的管线。

3.8 管道连头

在新修筑的跨河便道沿线及河道两侧各约30m范围内用挖掘机开挖管沟，将试压完的复壁管道用2～3台挖掘机吊装到指定位置，观察河道沿线管线埋深，如达不到要求，用挖掘机进行适当调整，并用挖掘机将超出河道两侧管沟用素土封堵，连头时用4台6寸潜水泵将管沟内河水抽到河道内，并在连头时用水泵控制管沟内水位。为保证管沟两侧安全，用编织袋装土、跳板、钢管等对管沟壁加固，防止塌方。测量连头处弯头角度，选择合适弯头，切割连头管线、修磨坡口，用外对口器组对管线，错边量及组对间隙符合规范要求，然后焊接、探伤、防腐补口。

3.9 地貌恢复、投产

连头完成后，及时回填管沟、恢复地貌，并达到当地河务要求，河道两端安装标志桩，清理现场施工机具及用料。配合建设单位投产。

4 结语

本抢险工程历时10天，达到建设单位预定的工期及质量安全目标，目前已运行一年，实践证明该施工方法既能满足管道安全运行的要求，减少隐患，也符合设计要求，操作性强。通过对线路情况的了解，全线路共计采用6～8处开挖穿越河流，由于海南地区多台风暴雨，河道水位受季节影响较大，加之一些农民开采砂石，河道附近水土流失较大，管道极容易，给管道运行带来较大隐患，为此建议建设单位对该工程中河道采用开挖穿越的需重新考虑定向钻穿越，以保证管道有足够埋深。

作者简介：于洪山（1969-），辽宁彰武人，辽河油田油建一公司工程师，研究方向：油田地面建设及管道工程项目管理。