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天然气长输管道穿越大型河流大开挖施工技术研究

热度0票  浏览1次 时间:2018年2月26日 09:21


摘要:近年来,国内管道的河流穿越技术得到了快速发展,而合理选择穿越方式是长输管道敷设前期设计中的核心技术问题,也是工程前期设计的主要关注点。本文通过对长输管道穿越大型河流大开挖施工技术进行研究及其对周边环境产生的影响,结合结合具体工程实例,使长输管道穿越大型河流采用大开挖施工的安全及可靠性能够引起大家广泛的关注。

关键词:长输管道;天然气;大开挖;大型河流


0 引言

    近年来,随着全球长输管道建设步伐的加快,施工规模及建设水平均有显著提高。我国的长输管道在穿跨越河流的技术上也有很大的提高。由于自然条件的制约,湖泊及大型河流等天然障碍在长输管道建设中是无法避免的。

    目前,国内天然气长输管道穿越河流的主要技术为跨越及穿越两种方式。

    对于大型河流,开挖敷设即为大开挖穿越施工,施工工艺简单,成本较低。其实质是施工机械在待穿越的河道里开挖一定深度的管沟,然后将管道敷设回填在管沟内,同时采取合理稳管措施的一种管道穿越方式。

1 工程背景

    某天然气长输管道工程位于陕西境内某河流穿越段。该穿越所属区域地貌属侵蚀剥蚀中山,山顶高程在10001200m,切割深度大于300m,地形起伏较大,沟谷形态多为“U” 形谷,山坡重力崩塌及剥蚀侵蚀作用较普遍,穿越区微地貌属河谷,两岸边滩发育,左岸发育高阶地,海拔高程一般在690720m之间,阶地面高出河床约3040m左右。

2 施工工序

2.1 施工流程

本次穿越采用分段围堰导流大开挖穿越方式进行施工。从东岸实施一次半幅围堰,围堰围至河面中心,完成堰体内管道安装、管段试压、稳管回填、河床恢复后,拆除围堰,再从西岸实施二次半幅围堰,完成二次半幅围堰堰体内管道施工、整体试压、稳管回填、河床恢复,拆除围堰。施工期间密切注意天气预报,注意防水防洪。管道穿越采取管沟分层降阶放坡开挖,管道在堰体内沟边分别组装,整体下沟。如下图所示。

       大型河流穿越施工流程图

2.2 围堰施工

    根据现场勘察情况,确定围堰高度平均为3.7m。在管沟中心线上游70m,下游60m为堰边进行围堰。为满足放坡和堆方需求,围堰开口宽度确定为140m,收口宽度也为140m。

围堰方式:采取挖掘机填筑,上下游同时进行,围堰两侧用砂袋堆起,围堰外侧(接触河水面)采用双层防渗彩条布阻隔。

2.3 堰间排水、清淤

    围堰完成后,使用24台潜水泵放入围堰内,将堰间水排入下游河道内。堰间积水排干后,先用人工在河道内沿堰体边缘开挖排水沟(深度低于硬塑土层0.5m),将渗水引入集水坑中用污水泵抽排,用挖掘机进行清理淤泥,并向两侧进行倒运,以便为管沟开挖清出场地。

2.4 管沟开挖

    采用四级台阶开挖,第一层、第二层、第三层台阶采取翻斗车倒运砂石,尽量倒运至作业带边缘,作业带宽度300m,开挖土方倒运至100m处。

2.5管道试压

此穿越段试压用水拟选择该河流上游的河水,用潜水泵把水注入管线,为防止泥沙和杂物进入管道,在潜水泵入口处安装水过滤器,水过滤器的网眼布低于40目,配备0kPa1500kPa的压差表,测量通过滤网的压差。

试压用水量: Vt=π(D-2t)2L/4

Vt -----上水量,单位为立方米(m3

D -----钢管外径,单位为米(m

t -----钢管壁厚,单位为米(m

L -----试压段长度,单位为米(m

2.6混凝土浇筑稳管

本穿越河床上覆卵石,下伏基岩,为保证管道安全,防止洪水冲刷、河道疏浚、采砂、航道和人为破坏,设计考虑主河床段管道采用现浇C30混凝土稳管,为保证管子绝缘层不会受损,现浇之前管子用5mm厚橡胶板包裹。混凝土采用商混浇筑。

           稳管剖面图

2.7 围堰拆除

围堰拆除时,由河道中间向岸边拆除围堰,采取上下游同时拆除的方式,围堰拆除采用挖掘机。

3 质量保证措施

在组对焊口时,管材要平稳缓慢平移。在连接预制管时,要适当增加起重设备,各起吊设备要保持同步、平稳以免对坡口造成伤害;焊口预热时要随时监控加热的温度,控制火焰喷射位置,防止损伤防腐层;冬雨季施工时,焊口完成一道工序后,要采取保温被、防雨布包裹等缓冷措施,防止温度骤降对焊口质量造成影响;对短期内不能完成连头的预留管段管口要及时使用3mm厚钢板满焊封堵,避免沙尘、淤泥、石块等物质进入。

结语

天然气长输管道穿越大型河流的施工,是目前长输管道施工中比较常见的一项穿越工程,也是一项系统工程。除了受水文地质条件,穿越长度及穿越位置的制约,还受到水利部门及季节因素的影响。根据现场施工条件、技术因素以及对周边环境的影响选择最优的穿越方式。本文结合具体工程实例,详细阐明了大开挖施工工程中主要施工工序及技术特点。结合现场良好的施工组织管理,该段穿越得以顺利实施同时也取得良好的施工效果。对今后长输管道穿越大型河流提供了一定的参考价值。

           [参考文献]

[1]刘春华,裴小非.长输管道的河流穿越设计和施工. 石油规划设计2010 21(4):32-35

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[3]程忠衡. 我国管道穿越河流现状与展望. 油气储运,1985,4(1):59-61

[4] 李宝华,李保健等.长输管道河流穿越方法及其环境影响.管道技术与设备.20144):32-34

[5]王志瑛.油气管道大开挖河流穿越施工风险评价技术研究[D] 西南石油大学 2014

[6]姜 超,潘传瑶.长输管道在大中型河流穿越施工中的技术研究.能源技术与管理.2015 404:193-195

 



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