大口径长输天然气管道在陡坡地段施工方法浅析

摘 要：在长距离输送管道工程中，经常会遇到一些管线沿陡坡敷设的情况。本文以川气东送某标段大口径管道施工为例，浅显探讨了大口径管道在陡坡地段的敷设方法，施工工艺流程和施工步骤，并以此工程为例总结了大口径管道陡坡地相应注意事项。

主题词：施工 穿越 管道

一、工程简介

川气东送某标段ELC323至ELC324为大口径管道沿陡坡敷设，原设计采用悬索施工，根据业主以及有关专家论证改为安装轻轨运布管焊接施工，长度约为180m。该山坡地处齐岳山山脉，地形起伏较大。该山最高海拔为1654.5m，最低海拔为1287.5m，高差达367m。山顶呈尖峰形状，山体坡度较陡，自然坡度最大的地方接近65°。管沟爆破成型后平均角度为32°。

该段管线设计压力为10MPa，管道规格为￠1016mm×17.5mm，材质为X70。

二、施工方法

1.施工方法概述

在山顶和山脚（ELC323和ELC324）合适位置开辟作业平台。以便吊车、挖掘机等设备吊装作业和行走。在操作平台上设置卷扬机和钢筋混凝土地锚。按设计走向在陡坡上爆破开挖出管沟。在呈U型的上5m宽的平直管沟底铺设轻轨，安装脚手架、组焊小平台及攀梯。将单管固定在特制滑管车架上，利用卷扬机和其它设备通过轻轨道将管子滑至山顶顶部。这样，由下至上逐根下滑组焊直至完成安装工作，然后在拆除轻轨和脚手架的同时做好临时水工保护。待管线全部贯通经监理代表验证合格后，进行其它部位水工保护工作。

1.1开拓施工便道貌岸然和操作平台

从山顶顶部到山脚底部的便道，一般路面宽度为10m，坡度小于250，并在山顶管沟两侧分别开拓一操作平台，尺寸分别为25m×30m和20m×30m.在此平台上要安装卷扬机、埋设地锚、堆放管材和搁置焊机等设备。

1.2 土石方开挖及爆破

土石方开挖及爆破应注意环境保护，应尽量放小炮，以防止破坏管沟两侧的山体。两侧陡坡石方爆破要采用专业用设备和防护措施，严格按照《石方爆破作业指导书》进行施工，确保管沟成形质量和人员设备安全。利用管沟爆破的石方和石渣修筑便道。由于山体两侧陡坡上的管沟内要安装轨道和脚手架，要求沟底必须平直，高低误差在50mm范围内，没有浮石和陡台，同时安装安全防护网，以利安全施工和做好水工保护。

2.施工设备的安装

2.1轨道安装

采用18kg/m，单根长为6m的轻型轨道。两单轨道间距根据轨轮间距确定，轨道底部用200mm×100mm×5mm的槽钢作横垫，单根横垫长度为5m，间距为2m。

2.2辅设轨道前，检查沟壁、沟底。保证沟壁无突出、无松动石块，沟底平整，满足轨道敷设要求。清理沟槽，平铺碎石使沟槽底部相对水平，以利于轻轨安装的平稳牢固。管沟深度控制在2.2m，保证轻轨两侧的距离足够管道的运输。

2.3铺设枕木，调整水平，使枕木和轨道的每个接触点牢固。轨道平行间距偏差每5m小于5mm，两轨道水平高差小于3mm。枕木间距为1m。

2.4枕木铺设好后，两根轨道之间用连接件紧密连接。枕木两侧用￠10mm道钉对其加以固定。为防止枕木受力向下滚动，每间隔10m在其垂直方向打入两根￠42mm的钢管对轨道和枕木加以固定，同时在枕木之间铺垫碎石。

3.卷扬机安装

在位于山顶平台管沟中心位置，挖出卷扬机机基础操作坑，操作坑尺寸为3m*2.8m*3m，现浇C25混凝，固化后安装卷扬机。

卷扬机所用钢丝绳必须是新的或经检查认为是可靠的，卷扬机必须提前试验并确认性能完好方可使用。

根据现场实际情况，管道安装时管道与水平面的最大角度α为32°。

轨道承受的压力：

T=G×cosα=mg×cos32°=50.0328* cos32°= 42.430 KN ；

轨道小车牵引力：F1= G×sin32°= 26.513 KN；

轨道小车行走的摩擦力：f=T×摩擦系数=T×μ =42.430×0.15= 6.365 KN；

钢丝绳牵引拉力：

F1 =F+f=26.513 + 6.365= 32.878 KN ＜ 80KN；

由于P=22KW卷扬机额定拉力为80 KN，卷筒上钢丝绳子直径为21.5mm，长度为600m＞365m，由此可以确定出卷扬机的型号为P=22KW，F=80KN，采用22Kg/m型号轻轨能够满足施工需要。

在山脚下设置1台移动电站，向卷扬机提供电源。

3.1脚手架安装

脚手架主要采用50mm钢管、卡扣、木板和槽钢组成。

3.2焊接小作业平台安装

根据焊道所处位置，在轨横垫上安装2000mm×3000mm焊接小作业平台，材料采用木板和50mm钢管。

4. 组装焊接

先把山脚底部的第一根管子就位并轴向调正，管子底端要加道木和钢板，防止管子发生偏移。组对、焊接完成后的管子可间隔一定距离用袋装土垫好，与导轨保持一定的高度，便于以后的轨道拆除。

5. 补口、补伤

按照设计及有关规范要求，及时进行补口、补伤。补口和补伤完成后拆除脚手架，并做好管道临时保护。

6.管道临时防护

以施工时脚手架固定桩和40mm钢管作固定点，用袋装土进行管道保护，以防山体落石砸伤管道。

7.水工保护及地貌恢复

在适当时间拆除管道临时保护设施，按照设计及规范要求做好正式水工保护工作。同时，施工中所破坏的地形地貌进行恢复原状。

三、施工总结及注意事项

该标段的施工方法，是针对山区陡坡地段施工的一个典型例子，川气东送管道项目业主、监理并将其作为样板在其他山区标段推广中应用，并取得了较良好效果，该方法既解决了施工人员、设备和安全的困难，也解决了运布管和组队焊接的难题，同时提高了工程进度，不失为管道施工的一种好方法。