浅析煤浆管道隧道施工控制要点

王宏华

摘要:煤浆管道输送是作为除铁路、公路、水路输送的另一种重要的煤炭资源的输送方式。管道输送具有投资相对较低、对环境影响小、受气候影响小、输送成本低等优点。煤浆管道运输历经两代技术发展，业已成熟为一种有竞争能力和发展前景的运煤方式。我国煤炭资源丰富，是一种主要能源，生产发展很快。由于北煤南运和西煤东运的数量很大且逐年增加，给铁路运输造成很大的压力。煤浆管道运输的筹划工作在我国已历十载，兴建煤浆管道的条件已经具备，在能源运输政策上应把煤浆管道运输提到应有的位置。

关键词：煤浆管道施工 能源运输

中图分类号： U45 文献标识码： A

一、煤浆管道的主要特色

1、煤浆管道坡度要求较缓，不可大于8°

由于煤浆管道的输送媒介是煤炭和水的混合物，自重比较大，摩擦阻力大，管道纵向坡度需要符合设计要求，不能大于8°，保证运行期间不能出现因坡度超标而堵管、停滞、沉降、分离的情况。

陕西神渭输煤项目工程作为在建的我国第一条长距离输煤管道的工程，根据中煤科工集团武汉设计院对煤浆管道的深入研究和自主试验得出了数据，设计图纸文件中已明确“管道敷设纵向坡度控制在14%（8°）以内”。 煤浆管道的施工工序与油气管道的施工工序基本一致，只是在敷设角度的控制上比较严格，如果控制不力，将会导致煤浆管道运行过程中发生堵塞而产生不可估量的后果，因此对管道敷设坡度的控制方案进行研究，制定出行之有效的措施，具有极大的现实指导作用和经济价值。

2、 煤浆管道有坡比要求，削山降坡现象多

为了保证煤浆管道较缓的坡度，大量降坡不可避免。 所以，神渭输煤管道尽管大部处于陕北黄土高原地形，却较少看见管道“爬山越岭”现象。

方式1:对于低山短坡地段，大量采用了削山降坡的方式控制坡比。

方式2：对于高山长坡段（坡长大于300m），采用了隧道方式控制坡比。

3、煤浆管道受气温影响大

相比油气管道，煤浆管道介质中含有50%的水，冬季运行时，很容易造成结冰，影响管道运行。因此要求煤浆管道线路工程必须置于冻土层以下，站场工程必须设有锅炉房，全站供暖，保证工艺管道运行顺畅。

4、 煤浆管道隧道较多，施工难点大

与油气管道不同，由于输煤管道坡度要求比较缓，对于高山大川，无法直接翻山越岭，“遇山开洞”是唯一的解决方案，因此输煤管道的隧道工程较多；以神渭输煤管道为例，全线共有隧道66条，且单条长度均在1000m以上，但输煤管道隧道施工空间狭窄（2.5x2.8米），弯道较多，限制了重型机械布管，所以隧道内布管、焊接、防腐均存在困难。特别是长距离隧道布管问题，布管工序常用的轻轨运布管法、炮车运布管法均无法实现。

二、煤浆管道隧道施工的控制难点

1、隧道内布管

以神渭输煤管道项目为例，全线隧道穿越66条，隧道施工复杂，有弯道又有直线，部分隧道坡度较大，达到13.38%。且隧道宽和高（2.5x2.8米）限制了重型机械布管，加上隧道内的运布管是安装施工的主要难点，经过各方努力，最后确定了“叉车运、布管法”的施工方案。成功安装完成了如上多海隧道，目前此方案已解决了隧道布、运管的一大难题，这种办法既简捷又安全，正在向全线隧道进行推广，如下图：

神渭输煤项目开发研制的隧道内叉车运布管方法，显然要比传统的辊道法、轻轨法、炮车法运布管好得多，方便快捷功效高，施工费用低。叉车运布管法----这是中石油管线隧道布管前所未有的，也是隧道布管的一大创新。

2、隧道内焊接作业

隧道内管道采用支墩敷设，管道敷设在隧道内一侧。由于隧道内空间狭小，要求支墩先于管道安装施焊前施工完毕，隧道两侧锚固墩在隧道内管道安装就位完毕后进行施工，具体施工要求按设计执行。隧道段施工采用隧道内组装焊接的方式。

1）焊接控制要点

焊接专业工作分为焊前预控、焊中检查、焊后把关作为实施工程质量的控制要点。

2）焊前预控：焊前预控是质量控制的首要环节，主要控制：

①检查焊接作业指导书、焊工资格、焊材

②检查焊口组对、焊接热处理工艺

3）焊接过程控制：它是质量控制的关键环节，监理将采取跟踪监督、现场巡视、现场

旁站的方式进行监控

①填充金属：施焊过程中使用的焊材与焊接作业指导书中明确的焊材要求一致

②焊接参数：焊接参数选择应符合焊接作业指导书及施焊工艺要求

③焊条放置：施焊过程中焊条应放置在保温筒内，使用一根拿一根。

④焊接环境：焊接过程中的环境温度、风力等应满足规范要求，否则应采取措施或停止

焊接。

4）焊后把关：焊后把关是质量控制的重要环节，在这一环节中专业监理将对以下几点

进行控制，若出现问题，专业监理工程师将不在检测报告上签字确认，并及时下发工程联

系单对施工单位提出整改要求。

①无损检测设备及人员资格：无损检测设备的种类及检测范围应能满足所检焊缝要求，

无损检测人员的资质与承担的检测工作相一致，检测报告必须由中级或以上资格人员签

发。

② 焊缝探伤底片及探伤报告:探伤底片应与透照部位相一致， 底片中不应该存在超标缺陷，

探伤报告应由中级及以上资质人员签字确认。

3、隧道内防腐作业

1）为保证隧道内管口的除锈质量，采用小型电动气泵和小型砂罐进行喷砂除锈。焊口采用喷砂方式除锈，除锈使用小型电动空压机作气源，喷砂罐使用0.5m3的喷砂罐。补口作业与喷砂作业应有一定距离，并且在两个作业区中间设置一道临时的可移动的屏风隔墙。为确保在隧道内补口工作的顺利进行，可将空压机与喷沙罐放置在自制小车上，以便移动。

①喷砂除锈用砂应干燥、无泥，宜采用石英砂，严禁使用粉沙。石英砂颗粒应均匀且

无杂质，粒径在 2mm-4mm 之间。喷砂工作压力宜为 0.4MPa-0.6MPa。以保证钢管表面有足够大的锚纹深度，满足被粘接面清洁度和粗糙度要求。

②管口表面处理质量应达到 GB/T8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中

规定的 Sa2.5 级。锚纹深度为 40μm-60μm。

③喷砂应连续进行，喷枪与管道表面应保持垂直，以匀速沿管道轴线往复移动，从管

顶到管底逐步进行。喷砂除锈时，应将环向焊缝两侧防腐层与补口材料搭接范围内的防腐

④喷砂时应注意安全防护，不得损伤补口区以外防腐层。

⑤除锈完毕后， 应清除灰尘。 管口表面处理与补口间隔时间不宜超过 2h。 如果有浮锈，

应重新除锈。

⑥对个别焊口如无法采用喷砂除锈时，在征得业主现场代表和监理同意后，方可使用

电动工具除锈，处理后应达到 St3 级。

2）由于隧道内不见阳光且通风差，空气湿度大，容易造成表面结露，因而除锈前将钢管表面均匀加热以除去表面露水，除锈后立即进行管口加热与底漆涂刷

①用火焰加热器对补口部位的钢管表面和涂层搭接部位进行加热，预热温度须在产品

说明书要求的范围内。绝对禁止钢管未达到规定的预热温度和过高的预热温度进行补口作

业。

②管口加热完毕，应立即进行测温，测量管口三个部位（中心、两端）表面上下左右

4 个点温度，4 点温度均应符合生产厂家的规定值。底漆应按生产厂家使用说明书调配并

均匀涂刷在补口部位的钢管表面，底漆干膜厚度不小于 200μm。视厂商使用说明，对要求。

在涂层搭接部位涂刷底漆的热收缩带，应同时在涂层搭接部位涂刷底漆，涂层上的涂刷宽

度应为搭接宽度。

3）补口质量检验

①外观检验：补口外观应逐个检查，热收缩套（带）表面应平整，无皱折、无气泡、

无烧焦炭化等现象。

②漏点检查： 每一个补口均应用电火花检漏仪进行检查， 检漏电压为 15kV， 若有针孔，应重新补口并检漏，直至合格。

③剥离强度：补口后热收缩套（带）的粘结力按下述方法进行检验，管体温度 25℃±

5℃时的剥离强度应不小于 50N/cm。每 100 个补口至少抽测 1 个口，如不合格，应加倍抽测；若加倍抽测全不合格，则该段管线的补口应全部返修。

4、隧道施工的HSE管理

1、管理安全组织及安全教育

1）隧道作业机组除设置一名专职安全员外，每个作业面另设置一名专职警戒通讯人员。

2）安全人员应配备通讯工具（对讲机）、急救箱和便携式氧气瓶等救助器材。

3）隧道施工前对机组长和安全人员进行培训，了解隧道内施工的风险和应急对策。

对全体施工人员进行安全培训，至少应包括下列内容：

① 现场条件、工作性质和工作范围。

② 各种规程、警告和应急办法。

③ 各种安全器材的用途，功能以及使用方法。

④ 人身保护用品的使用与保管。

2、安全措施

① 施工人员进入现场要按规定穿戴劳动保护用品。

② 设置必要的警示标志，照明系统良好，各作业面配置2台应急灯以备用。

③ 各岗位人员必须遵守有关安全操作规程，严禁违章指挥和违章作业。

④ 定时检查隧道内的氧气浓度，当氧气浓度过低时应增设通风机。

3、用电安全措施

① 现场所有的供电线路设施应由专业电工负责安装敷设。

② 照明线路应在隧道侧壁上架空敷设，动力电缆应采取靠侧壁埋地敷设。

③ 各种配电箱、插座不得直接放在地上，并喷涂红色危险标志。

④ 各种电动工具使用之前均应由电工进行检查，并装设漏电保护装置。

⑤ 全员培训触电急救措施。

4、防火安全措施

① 施工作业平台配备防火沙、消防锹、消防桶、灭火器等防火器材，每个作业面配备两只手提式干粉灭器。

② 隧道内禁止吸烟。

③ 氧气瓶、乙炔瓶以及液化气瓶与作业面的间距要符合安全规定。

④ 对于易燃物品加强管理，不能随意丢弃和堆放