水网地区长输管道施工作业带超宽成因及处理
——以西二线广州–南宁支干线管道施工项目为例
2018-03-19董国忠刘新生潘亚银王爱东
董国忠,刘新生,张 博,潘亚银,王爱东
1中国石油管道局工程有限公司第四分公司,河北 廊坊
2中油管道机械制造责任有限公司,河北 廊坊
1.引言
西二线广州–南宁支干线东起广州分输压气站,西至南宁末站,线路总长约617.8 km,管径D1016 mm,设计压力10 MPa,其中广东境内280.7 km,广西境内337.1 km,沿线共设置5座站场,线路阀室23座。该管线处于典型的江南水网地区,设计给出的一般线路段作业带宽度为26 m,但在施工过程中施工作业带超宽占全线里程的75%,超宽面积约7700亩。为此,笔者对水网地区作业带超宽成因进行了分析,并对其处理方式进行了研究,为后续江南水网地区作业带宽度设计及施工提供了借鉴。
2.水网地区作业带超宽原因分析
管道施工一般地段作业带宽度是依据GB 50369—2014《油气长输管道工程施工及验收规范》中的第六章作业带清理计算而来[1]。由于受造价限制,作业带宽度需要在施工工效和工程造价上进行平衡,因此,广南线路一般线路段作业带宽度为26 m。
在南方5~10月份,多地降雨较频繁,雨量充沛,水稻田作业带泥泞,施工现场的水稻田及山间沼泽的地表下多为淤泥或烂泥,地基承载力极差,设备布管来回碾压,后续焊机进场时作业带泥泞不堪,施工单位钢板投入巨大。水稻田地和山间谷地的表层为砾质黏土,厚度约20~50 cm,下层多为中密的砂土、流沙或淤泥,土质承载力差,大型设备需敷设钢板勉强行走。管沟成型困难,边挖边塌,由于钩机自重原因,导致淤泥往管沟内淤积,需加大管沟宽度以保证管道下沟。砂土、流沙质土的休止角大,堆放面积大,管沟开沟边坡比基本都在1:1甚至小于1:1,导致管沟上端开口比设计大很多。
由于上述地段不具备沟下焊和大型设备作业的条件,且无法有效组织长距离施工(避免留头较多),多数地段均采用沉管下沟施工方案,即利用挖掘机在管道两侧并贴近管道底部开挖,使得管道徐徐沉入沟底并达到设计埋深的施工方法。在水稻田地段进行施工时,先用单斗吊管在作业带内布管,由于设备多次在作业带碾压,又因土质承载力差,后续焊机需钢板行走;管道焊接防腐完毕后,沉管下沟时,部分地段需4台单斗同时作业才能将淤泥倒运至两侧,施工进度比较缓慢。
3.作业带超宽处理方式
为保证管道沉管后在淤泥、流沙中不漂管,多数地段采用了稳管措施,即施工沉管下沟前,先将平衡压袋装土绑扎完毕,及时安装在管道上,采用边沉管边稳管的方式,有效防止漂管现象。由于山间谷地的地表多为淤泥、沼泽,尤其在雨季,施工措施多,且效果不佳,进度缓慢,因此在有条件的地段,施工单位更倾向于将线位改至山坡敷设。
根据西二线广州–南宁支干线特殊地段作业带超占地情况,结合西二线上海支干线、西一线江苏水网地段类似施工经验,线路室进行了认真研究。针对水稻田和山间谷地地下水位高、土壤承载力差、管沟成型困难等特点,施工单位普遍采用沉管方式进行施工,且作业带钢管运输、设备行走需采取大量措施,导致作业带宽超过一般线路段的作业带宽(管径1016 mm的作业带宽为26 m,管径1219 mm的作业带宽为28 m)。为此,西二线广州–南宁支干线设计人员在初步设计阶段考虑了上述实际情况和工程经验,加大了特殊地段的施工作业带宽度:
1) 地下水位低于1 m (从自然地面向下计算)的,作业带宽度36~45 m。
2) 地下水位高于1 m (从自然地面向下计算)的,作业带宽度50~55 m。
3) 其他小管道作业带宽度酌情减少。