河谷段大口径管道下沟技术

孙盛达

长庆油田建设工程处第七施工项目部，陕西榆林 719000

0 引言

目前，管道下沟作为长输管道施工中的重要工序，其施工技术已基本成熟。传统管道下沟施工技术主要以沉管下沟、吊管下沟为主。

而对于各种复杂地势地形及各种有害的自然环境，传统施工方法虽可完成施工，但却存在成本高、代价大、风险高等缺陷。因此，在不违反安全、质量、效益的大前提下，如何因地制宜，灵活变通，制定出更加简便高效的施工方案是急需解决的问题。

本文以陕京三线输气管道工程为依据，通过对其河谷段环境地形进行分析研究，充分利用施工环境因素，大胆尝试新的管道下沟方法，并成功高效的解决了该类地形的管道下沟施工。

1 现场施工环境特点

1）管沟地质为石方，且石质坚固，一般采用人工爆破或破碎锤开挖方式。

2）穿越跨度长（一般在100m以上），且水流量较大。

2 传统施工方法及存在的缺陷

对于此类地形，传统施工方法一般为管沟成型后，围堰导流，然后降排水，最后组织吊管机吊管下沟。

存在问题：

1）地质为坚固石方，根据硬质岩管沟要求边坡比为1:0[1]，下沟过程中，起吊管段晃动易碰伤管材及防腐层；

2）穿越跨度大，且为大口径管道，预制管段较长，起重量大，下沟过程中存在侧翻危险；

3）下沟所需大型设备多，且河谷段地形复杂，不利于大量设备站位起吊；

4）水流量大，起吊下沟前排水困难，需增加大量排水设施。

3 改进后施工方法及其优点

3.1 施工方法原理

1）河谷段石方管沟稳定性高，成型后不易坍塌，且沟底淤泥沉淀少，不会影响下沟后管道埋深；

2）河谷内具备一定水流量，可充满石方管沟；

3）采用漂管法，充分利用管沟内河水的浮力和缓冲阻力来保证管道下沟质量与安全。

3.2 具体施工措施

1）管沟处理措施

（1）石方段管沟开挖成型后，验收深度、宽度等指标，达到要求后，对管沟沟壁及沟底进行清理，不得有突出或欲坠的石块[1]，避免损伤母材；

（2）每间隔20m管沟两侧沟壁固定一个废旧轮胎，以防预制管段冲击管沟碰损；

（3）最后，管沟内引入河水并灌满，引管沟壁齐平。

充满水的管沟

2）预制管段处理措施

（1）预制过程中，管道下方均垫有土袋子，且靠近沟边预制（保证安全距离的前提下，尽量靠近沟边）；

（2）检漏、试压完成后，下沟前采用电火花检漏仪对管段防腐层进行检查[1]，对破损或针孔处就行修补，然后将预制管道进行8mm厚胶皮全位置包裹（该工序为稳管护管措施必备工序），保护防腐层；

（3）管道两段焊接堵板，避免进水。

3.3 管道下沟前准备及下沟方法

1）根据预制段长度，每间隔20m布置一台300挖掘机，一般3至4台；

2）将马鞍式压重块布列在管道后方，以备后续沉管使用；

3）挖掘机站位于预制管段管沟对侧，采用吊带连接管段，从一端开始牵拉，使管道缓慢滑入充满水的管沟中。前端管道下沟后，顺序后移，利用管道惯性和重力，可轻松将整个预制段拉入水中。

经现场多次实践，管沟内水浮力可以完全克服管道下沟时重力和冲力，不会出现撞伤管材等情况。

3.4 安装附属管道保护措施、排水沉管

1）按设计要求安装马鞍式压重块；

2）采用抽水泵将管沟水排出，管道随水位下降缓落至沟底，下沟完成。

4 该施工方法与传统施工方法比较

1）受力及设备需求方面

传统方法：采用吊管机起吊下沟方式，主要克服管道重力，100m以上大口径预制管段需要吊管机4台以上。

改进后方法：采用挖掘机牵拉管道下沟方式，主要克服管道与土袋子的摩擦力，不论多长预制管段，仅需3至4台300挖掘机。

2）管道下沟质量方面

传统方法：因预制段过长，起吊过程中晃动难免出现管材碰伤磨损。

改进后方法：水的浮力和缓冲阻力可充分保护下沟过程中管段冲击碰伤，基本不存在母材及防腐层损伤事故。

3）施工安全方面

传统方法：因管段过长，起重量大，且河谷段地形复杂，下沟过程中存在设备侧翻的安全隐患。

改进后方法：牵拉管道主要克服管道摩擦力，且是从一端开始逐步完成，受力小。管道下沟后，吊带自动弯曲，避免设备受管道惯性冲力影响。挖掘机机动性较强，特殊情况下，较吊管机更为安全。

通过比较可以看出，针对于河谷段地形，改进后施工方法无论在安全质量还是功效成本方面均优秀于传统施工方法，而且充分利用了自然条件，变不利为有利，大大降低了施工难度。

5 结论

该施工方法的有效性及适用性证明：对于现场施工，我们不要盲目局限于传统施工方法，而要细心分析现场实际情况，因地制宜，细化改进传统施工方法，这样才能做出更贴切现场实际的施工方案，才能真正达到提速、提效、保质、保量的施工目的。

[1]GB50369-2006 油气长输管道工程施工及验收规范.