天然气长输管道山地陡坡段施工技术研究

李刚 张学彬 刘国柱(.中海石油管道输气有限公司，海南海口570000；.湖南百利工程科技股份有限公司成都分公司，四川成都6004）

1 天然气长输管道山地陡坡段施工特点

当前国内已经建设完成的天然气长输管道工程包含中亚天气管道、西气东输管道等。由于天然气阐述管道工程施工建设的整体工程量非常大，其总体施工线路非常长，一般需要在此基础上途径多个省份，特别是在一些山地陡坡段施工，更是面临巨大的施工难度。主要由于山地陡坡段施工地质情况较为特殊，其坡度相对较大，在实际施工当中很容易由于沿坡低段土质疏松、陡峭等，容易由此引发坍塌、滑坡等较为严重的地质类灾害、因此，多数天然气长输管道施工现场的环境条件都非常恶劣，管道本身的防腐层很容易被扎穿和磨破，且存在显著的安全类隐患[1]。比如实际施工当中，因陡坡段位置陡峭，因此一些爬行设备运输通行非常困难，在实际作业施工上较为狭窄，设备本身能够回旋、挪移的空间余地非常小，存在大量的不确定性因素。特别是在阴雨天气下的施工难度更大，在此环境下进行焊接设备就位及管沟开挖等施工操作均非常困难。

2 天然气长输管道山地陡坡段施工技术流程

2.1 施工现场勘查

由于天然气长输管道山地陡坡段施工非常复杂，与一般地面施工存在明显的差异，面临较大的施工难度。因此在实际施工前，需组织相应的技术人员进行现场勘查工作，具体要求应当反复的考察、总结和论证施工现场实际情况，从而以此来确定具体施工方案，设计具有针对性的施工技术方法。不过，在施工方法的确定上，需充分考虑山地陡坡的坡度及地势地形来进行，主要目的是为了规避因前期施工存在问题，避免其导致后期施工设备难以有效实施停留作业。

2.2 搭建施工临时便道

在实际施工当中，首选需要考虑相关施工人员本身施工安全问题，要确保在施工当中人员、设备的安全性，尽可能的降低和控制事故发生率。这就需要在实际施工当中实现做好测量放线、桩点标记、标高等工作，由此标出明确的中线与作业线。在最终完成放线施工操作后，需在此基础上修建相应的临时施工便道，以此对山地小路实施拓宽与稳固处理，并且需要设置好低缓坡段，这样才能符合基本施工需求，有效规避在施工中产生塌方及滑坡情况。不过，需注意开挖土方时，应尽可能避免破坏原有地貌，整个过程需加强支护过程处理，避免滑落，不可大范围的开辟施工作业面积[2]。

2.3 开挖管沟，布管施工

通常在山地陡坡段施工当中，难以直接采用吊管机进行布管施工，或者采用其他大型机械设备施工等。这就需要进行管沟开挖施工操作，通过在管沟内不管施工并实施焊接处理操作。在进行管沟开挖时，要求必须充分结合相应的工程设计方案来进行。实际的布管施工需结合相应的地质情况、施工工艺要求及坡度情况来确定好布管施工的准确顺序，这样才能切实保障施工质量水平。同时，在进行布管施工前，要求应当合适好图纸信息，布管操作后强化固定、防脱落操作。在布管当中面临较大坡度时，可采用溜管法和滚轮法来实施具体作业。

2.4 组对焊接施工

组队焊接施工属于天然气长输管道山地陡坡段施工的关键一环，其直接影响到整体的施工质量水平。具体要求在实际焊接施工前，需提前清理管道当中存在的锈蚀及污物，保障焊接表明的光滑度。所采取的的焊接方法要求选择和结合实际布管情况来执行。因为，一旦组对焊接施工存在问题，则后续很有可能引发严重的安全事故，在致使油气泄露的同时，必将由此引发更为严重的后果。为此，就要求相应的焊接施工人员，必须在此基础上增强施工质量管理，可选择在实际的施工现场设置专门的质量监管人员，以此来保障组队焊接施工的质量水平。

2.5 管沟回填施工

管沟回填施工要求在进行回填操作前，需做好针对管道安全工作的质量检验工作，在最终检验合格后实施回填处理。在此操作环节中，当山地本身坡度较小时，可采用人工回填及翻斗车回填的方式来作业。而一旦面临较大坡度时，则可选取草袋装土回填施工的方式来进行作业，在具体回填当中，可首先采用分层夯实施工的方式，然后在此基础上填入生土后再进行熟土回填操作。

3 工程实例分析

3.1 工程概况

海南省环岛管网文昌-琼海-三亚输气管道工程中南山站段（第五标段）线路工程山区、丘陵段线路长约28.11km，山体不高、但相对陡峭，有断崖和大于60°的陡峭山体7处，本地区丘陵地貌地形起伏较大。而山区沟壑纵横，地形起伏大，陡坡地段多，很多地段远离交通干道，施工依托极差，并且雨水较多，给施工带来极大困难。在此类地区进行长输管道的施工建设，不能按照平原丘陵地段机械化流水线施工方法组织，同时由于山区管道有着特有的施工工艺，存在很大困难，造成施工降效严重。

3.2 施工技术应用

（1）施工现场勘测测量。测量放线因山区地形复杂，桩位难找，测量放线配备民用GPS 卫星定位仪，在测量放线前将计划测量地段的坐标数据输入GPS，以便进行桩位寻找，从而加快测量速度。在岩石地段放线时无法打桩时，可用红色自喷漆每20m左右用红色油漆在突出、醒目空旷的岩石表面做标记。对于转角桩：在其周围醒目的位置进行栓桩，以便校核原桩位。栓桩位置要距管道中心线5m以上，避免爆破管沟时遭到破坏。

（2）施工便道搭建。横坡上的施工便道，管道沿横坡敷设时，由于横坡容易造成滚管以及施工设备损坏，道路的修筑要保证设备及施工作业人员的安全，道路一般不宜出现8°以上的横坡，必要时可在填方坡脚处修建挡土墙护坡。在纵坡上的施工便道，采用挖高填低的施工方法，必要时在较低一侧修筑挡土墙。

（3）开挖管沟，布管施工。根据土质不同确定管沟的上口宽度，上口宽度和管沟深度的变化直接影响安全施工及生土和熟土的堆放，在施工现场应视具体情况确定施工作业带布置，一般情况下，按图2布置。在管道沿山角或在山腰横向敷设时，因施工作业带宽度较小，可将开挖管沟时的土方堆放在山体外侧以保证施工设备的行进，此时施工作业带外侧需用袋装土磊砌挡土墙以保护环境和防止水土流失，挡土墙可用钢桩加强其稳定性。土方地质的管沟采用挖掘机直接开挖，石方地质管沟采用机械凿岩方式或松动爆破方式，以机械为主、人工配合清沟。布管主要有机械直接布管、拖船布管、索道布管、轻轨布管、先组焊后直接吊装就位等方法。本标段拟采用机械直接布管、先组焊后直接吊装就位等方式，参见图1。

图1 布管施工作业带布置

（4）组对焊接施工。沟下焊组装过程中，应尽量保证管子的稳定性，防止管道左右晃动，容易造成管道焊接中出现缺陷。采用外对口器组对，根焊必须焊完50%以上才能撤出外对口器。在施工下料过程中应注意提前考虑将直管与弯头、弯管的螺旋缝错开，避免在山区管道组装过程中经常遇到螺旋缝无法错开达不到100mm的情况发生。机组组装到水平转角位置时，先预制水平弯头与一直管的焊口，并对所需加管段进行下料，下料的长度应考虑到管段两端母材与组对段螺旋缝（直缝）错开长度，整个施工过程需注意避免管道悬空的情况出现。水平转角处施工示意如图2：

图2 弯管水平转角处施工

（5）管沟回填施工。管道回填前将阴极保护测试线焊好并引出，待管沟回填时配合安装测试桩。管道穿越地下电缆、管道、构筑物处的保护处理，在管沟回填前按设计要求施工，并配合管沟回填施工。回填前，如管沟内有积水，应将水排净再回填。石方、砾石段管沟开挖验收合格后，进行细土垫层回填，回填厚度300mm并压实。管沟回填土自然沉降密实后，一般地段自然沉降宜30 天后，沼泽地段及地下水位高的地段自然沉降宜7天后，应用雷达巡管仪或地面音频检漏仪对管道防腐层进行地面检漏，符合设计规定为合格。

4 结语

天然气长输管道山地陡坡段施工难点主要源于地形、地势特殊所致，因此必须结合其实际特性来采取针对性的举措。海南省环岛管网文昌-琼海-三亚输气管道工程中南山站段（第五标段）线路工程山区、丘陵段施工属于典型的山地陡坡段施工，其规划设计的施工方案流程，通过实践应用取得了良好效果，给往后相关地形管道施工提供了重要借鉴与参考价值。