单井管线建设土方工程施工技术探析

2023-01-19韩明明

当代化工研究 2022年1期

＊韩明明

（中海油能源发展装备技术有限公司天津 300452）

1.概述

单井管线建设土方工程一般远离城市、施工跨距长、条件艰苦且周围无便利条件，米桑油田单井管线建设又有它的独特性，这里民风彪悍治安状况差、地形复杂施工难度大，地雷及UXO（未爆炸物）遍布荒野危险系数高，地下设施陈旧情况错综复杂，这几个因素决定了米桑油田单井管线土方工程施工极具代表性，共性加上独特性使它的分析研究价值极高，值得我们去深入探析。

如果把单井管线涉及到的土方工程定义为分部工程，那么这个分部工程包括路由清理、管沟开挖、管沟回填三个主要分项工程。文章主要围绕三个分项工程施工技术展开探析，相应增加了施工准备环节的描述和对安全施工技术要点的分析。

2.施工技术

(1)施工准备

根据米桑油田单井管线建设土方工程施工的特点，文章的施工准备从机械设备要求及其他物资准备两个方面进行探析。

野外土方工程需要使用通勤及大型工程车辆，从本地几家有实力的工程车辆租赁商处进行车辆的租赁，保证设备性能良好的同时，还能避免不必要的冲突。对于通勤车辆要求有防弹要求，本地雇佣的司机要求持证上岗，施工机械定期检查。对于施工配备RTK、全站仪或经纬仪等设备要求精度满足施工要求，具备校验证书且证书在有效期内。

野外作业还应充分准备所必须的防护用品、图纸、生活用品以及配备必要的现场标志物（如警示带、钢筋桩、木桩、石灰等）。

(2)路由清理

米桑油田位于两伊战争的主战场，野外地表地下有大量的地雷及UXO，路由清理作业前需要按照程序要求申请排雷人员监护，排雷人员不到场不得私自进入现场。排雷人员按照排雷证书找出排雷标识桩并重新进行标识，排雷标识桩需要坚固且明显，遇到无法找到排雷标识桩的情况，使用RTK、全站仪等设备依据排雷报告给出的坐标位置重新进行定位并由排雷人员进行标识。

路由清理的宽度由堆土区、开挖区、工作区及施工便道区组成，不宜过宽在平原区宜为10-16m，山地区宜为8-14m且不得超过排雷边界，需要沿路严格设置路由边界标示桩、警戒线。施工便道始终沿路由修筑，控制在路由界限内，每1km处需要设置专门的会车及转弯区，会车及转弯区边界由排雷人员探测并标识。任何情况下不允许在没有排雷人员监护探测的情况下超出排雷边界取土垫路。施工便道应尽量平坦，有必要时铺设碎石保证路面硬度及摩擦力，以使道路满足车辆的通行。

路由清理在平原和低矮山地区域主要采用推土机，在起伏比较大的区域则采用挖掘机清理路由，清理路由主要是按照勘察设计规划的路线清理路由内所有影响施工的障碍物，在山地进行路由清理时如遇有较大冲沟或季节性河流，宜采用放坡回填的方式展开；在雨季或者沼泽进行路由清理时则需要修筑围堰引流，保证路由区域干燥。路由清理中有可能会破坏线路控制桩、穿越桩等标示桩，路由清理完成后要立即恢复。

(3)管沟开挖

管沟开挖要严格按照批复的图纸、程序文件、施工规范进行施工，开挖前应及时进行移桩，移桩后需要对开挖段所有控制桩及管沟灰线进行核对和验收，确认无误后才能进行管沟开挖。开挖必须按作业许可证的内容在规定的时间规定的的地点使用规定的工具按照规定的流程进行挖掘，不得超越管沟灰线挖掘、不得擅自变更挖掘深度、不得扩大作业范围、不得转移作业地点、更不得随意使用未经许可的工具挖掘。

多人同时挖掘管沟时应当保持2m以上安全距离，防止工具伤人。挖掘作业涉及断路时，必须按照要求办理作业安全许可证并进行公告，现场做好硬隔离防护和警示，同时修筑临时便道。

管沟应当严格按照设计文件及规范要求开挖，尺寸允许偏差应当符合要求。经过山地冲沟时，管沟应加大挖深。弯头、死口等沟内焊接位置需要加宽管沟两侧各1m。挖出来的土方应当堆放在施工便道的相反侧，距沟边沿1m以上，高度不得超过1.5m。管沟开挖好后严禁在管沟边缘1.5m内通行施工车辆。

雨季挖掘管沟时，应挖降水池，用于降低地下水位，排出积水。沟槽不能长时间与水接触。冬季室外温度小于0℃时，尽量连续开挖，如果天气太差，在底部铺上一层草垫和保温材料，防止土壤结冰。

(4)管沟回填

管道下沟后回填前，质控人员应确认无损检测、内外防腐检验、管沟规格、压力试验、光纤测试等检验工作已完成并符合要求，下沟后应尽快进行回填。

回填时注意保护管线防腐蚀层，在岩土区回填前应在管道底部填150mm软土或者细沙，管道不应悬空。管线周围采用软土或者细沙回填至管顶300mm高度，软土或者细沙的最大粒直径不应超过20mm，管顶300mm以上使用原状土回填，原状土最大粒直径不应超过250mm。管顶正上方500mm按照设计要求连续铺设警示带，然后继续回填，以避免第三方施工对管道的破坏，警示带采用高强度、耐老化的聚乙烯材料制作而成，宽度宜为1.2倍的管径。道路交叉口路段和河床、溪流、灌溉或排水渠等低洼区域的回填过程中需要按照设计要求实施夯实，回填体不能有建筑垃圾、石块、冻土、腐蚀物、有机物等杂物。

管沟回填应两侧对称回填，管沟回填土高度应当按照设计文件要求实施，如果设计文件没有做出规定，回填土应高出自然地面300mm以上，高出地面以上回填土的形状应为“梯形”，“梯形”中心线应当同管沟中心线保持一致。管沟回填工作结束后，应及时恢复周围原地形地貌。

(5)安全施工技术要点

①安全领导小组

单井管线建设总承包单位在开工前应当成立安全生产领导小组，安全生产领导小组由项目经理、主管安全的副经理、分包项目经理、技术负责人、专职安全生产管理人员组成，制定并落实各岗位安全生产责任制。

②安全管理制度

单井管线建设土方工程施工任何作业开展前须进行岗前培训、展开安全教育培训、实施现场应急演练、进行技术交底、申领作业许可证、组织工作安全分析（JSA）、召开施工班前会等，这里的安全教育培训包括岗前培训、野外施工安全教育培训、防止地雷及UXO安全教育培训，动土作业培训、施工机械安全操作培训等；演练包括：应急撤离演练、冬雨季施工应急预案、野外生物伤害急救演练、H2S等泄漏中毒演练、可燃气泄露应急演练、管道挖漏应急预案演练、触雷应急预案演练等。

③安全管理措施

所有进入土方工程施工作业现场的管理及施工人员，均应正确穿戴个人劳动防护装备，包括安全帽、护目镜、防尘口罩、长袖劳保工作服、高筒劳保靴等。考虑伊拉克米桑油田野外施工环境的特殊性，土方工程施工现场应充分设置各类安全标识及器械：警示标识、警告标识、警戒线、警示灯等，至少每3km设置专职安全管理人员一名，防止人员、机械越界；同时安全管理人员应不定期对现场进行各类预防性检查，对于现场检查中发现的隐患应立即进行整改并做好记录；雨季来临前及施工前，由主管安全的项目副经理组织专职安全生产管理人员、分包商项目经理、专业电工对现场的电焊机、发电机、配电箱、开关、手持电动工具等进行安全检查，并做好记录；对于土方工程施工机械、工程车辆和通勤车辆均应当定期检查，需要保证其完整性和安全防范措施，不应超载使用；野外施工现场应按照各应急预案要求配备相应的饮用水、应急救援物资、应急救援器械、应急车辆等。

④雷区作业要点

野外雷区土方作业需要同甲方进行路由排雷证书的书面移交，总包方下属设计及施工部门的任何勘察行为、测量放线、建设行为均不得超出排雷边界，如设计部门认为有必要更改路由，需征得业主同意，对于新的路由需要重新申请排雷证书，排雷证书未交接之前，严禁任何人员、机具进入作业。排雷证书移交后，设计及施工部门需要进入现场的，必须有排雷人员的陪同。施工期间禁止工人和机械设备进入未扫雷地区，同时严禁将任何物品扔到作业区域外。

油田地处两伊主战场，在土方作业施工期间，任何人严禁靠近、接触现场所发现的任何不明物体（不限于地雷、UXO等），发现后立即远离并做好现场隔离警戒，第一时间上报安全监督，危险解除后方可进入继续作业。

⑤地下设施保护要点

单井管线建设涉及的地下设施相关信息确认分三步：

第一步：通过查阅资料、走访咨询等方式确认地下设施的分布。主要包括查阅相关已完工项目的地下设施档案资料、业主提供的相关地下设施等相关信息；走访周边民众获取相关地下设施的信息；从近期在附近施工的单位获取相关地下设施的信息。

第二步：实地探测、初步标识。根据第一步初步获取的地下设施/电缆/管道等相关信息，在图纸及现场做好相关标识。根据可能存在的障碍物的类型使用专业探测设备进一步探测确认障碍物的位置、方向和深度等信息，探测完成后进行初步标识。探测人员需要进行专业培训后方可上岗操作，探测设备需要定期进行校准。

第三步：探坑挖掘、详细标识。探坑的挖掘主要采用人工挖掘的方式，在地下设施比较明确的情况下可以采用机械等方式除去表层硬质土层，其他情况下均不可使用机械挖掘。人工挖掘探坑需要探测人员配合进行探测，在挖掘临近地下设施1m左右时，应轻轻挖掘，禁止使用锋利的铁锹、铁镐等工具。技术人员通过探测结果、探坑内地下设施的分布编制探测报告，探测报告要体现详细的地下设施的信息，包括类型、详细坐标、大小、方向、深度等，方便设计人员编制开挖方案，开挖方案要严格执行审批批准流程并严格对现场作业人员进行交底，使现场作业人员清楚已有地下设施（如RTP管、碳钢管、电缆等设施）的具体走向和埋设的深度，同时需要对已有地下设施的路由沿线详细设置标识（注明具体的地下设施的类型、参数及埋设深度），施工过程需要严格按照开挖方案进行挖掘。

管沟的开挖一般采用机械挖掘和人工挖掘相结合的方法进行，以下三种情况必须采用人工挖掘：探明有地下设施，在地下设施两侧3m范围内实施人工挖掘；靠近计量站、中转站、脱气站、终端厂等地下设施复杂区域，全部实施人工挖掘；遇到地下设施无法探测但图纸中标识的情况，从不明确位置开始人工挖掘，其他位置则实施机械挖掘。

无论机械挖掘还是人工挖掘均需要设置监护人，重要的穿越位置开挖需要在业主代表的监督下开挖。在国外施工，施工单位一定要安排经验丰富、技术水平高、理解和执行力强的中国籍员工去监护挖掘作业，尤其对于地下设施复杂区域，挖掘前要严格执行反复多次教育、培训上岗、现场交底制度，严禁安排新员工或者本地员工单独去指挥、监护挖掘作业。

因作业需要，挖掘机等车辆需要从地下设施等设施敷土上方通过的时候，应先挖探沟，探明地下设施具体埋设位置和埋设深度。如果埋设较浅的，需要在过车的部位增加1m以上敷土（覆土呈梯形，梯形长宽大于挖掘机等的履带长度2m以上，设置15°缓坡）或者敷设钢板，机械车辆不允许在覆土及穿越物顶部转弯。

挖掘时若遇到地下设施如混凝土或管线/电缆以及不能辨认的物品时必须停止作业，妥善加以保护，报告现场技术人员处理，采取措施后方可继续挖掘作业。

⑥有毒有害气体泄露防范要点

米桑油田由于历史原因地下设施陈旧老化，特别是上世纪建成的原油管线，在地下多有渗漏点，渗漏出的原油会挥发出来烃类气体、硫化氢等一系列有毒有害气体。尤其是硫化氢气体，本身是无色气体，密度比空气大，挥发出来后悬浮在空气底层，是单井管线建设土方工程施工现场最常见的有危害性巨大的气体。

在地下油气设施复杂时需要实施人工挖掘，为防止地下油气设施隐形泄露、渗漏从而导致人员中毒，人工挖掘作业前及作业过程中必须使用在校验有效期内的专业气体检测仪对有毒有害气体进行不间断检测，并保持通风良好，施工人员不准在管沟内休息。当气体检测仪发出警报时，无论是可燃气浓度超标报警还是硫化氢气体超标报警，现场施工人员应迅速撤离泄漏污染区转移至上风口，并立即切断电源，使用警戒线等进行隔离标识，严格限制人员进出并上报安全监督启动应急预案。现场可以通过关停设施以切断泄漏源，并通过强制通风、喷雾状水稀释溶解、捕集器碱性溶液吸收等措施降低有毒有害气体浓度至安全指标以下，确认解除应急状态后方可从上风口进入现场继续作业，作业过程中要增加检测设备进行不间断检测，同时期间使用的用电设备、设施要经过仔细检查确保符合防爆要求、无破损漏电。如果发生人员中毒等事件，应立即采取安全措施确保中毒人员脱离中毒现场，采取静卧、保暖、吸氧等措施后送医疗机构救治；如眼部受到污染需立即用生理盐水或者清水彻底清洗眼结膜囊后送医疗机构救治。