天然气长输管道施工技术

摘 要：随着我国天然气和石油工业的不断发展,对天然气管道施工的要求越来越高.长输管道因其距离长、管径大、压力高,对施工中的技术提出了更高的要求.文章结合笔者的工作实践,阐述了天然气长输管道的概念,总结了天然气长输管道施工的特点,从中结合工程实践,针对天然气长输管道施工技术要点进行了分析,提出了天然气长输管道施工中的注意事项,以供大家参考.

关 键 词：长输天然气管道；施工技术；质量控制

引言

随着我国天然气和石油工业的不断发展,对天然气管道施工的要求越来越高.天然气长输管道工程由于具有线路长、地区跨度大,自然地形、地质、地貌差异性大,单项工程多,安装工艺独特,管道安全性要求高,管径大,压力高等特点,使得天然气长输管道的施工要求就更高.

1天然气长输管道的概念

长输管道工程是指那些长距离、大口径、高压力输油和输气管道建设工程.这里的输油一般指原油、成品油,输气一般指天然气、煤气.这种输油和输气管道建设一般包括线路、站场、自控、通信、仪表及相应附属工程等.

2天然气长输管道施工的特点

（1）长输管道工程与一般工程项目相比较,其不仅投资大、建设周期长,其质量要求也相对较高.长输管道经常在露天施工,其施工线路相对较长、点多面广、社会依托性相对较差,常会受自然环境及人文地理环境的影响,而使长输管道管理建设不能顺利进行.具体来说,长输管道工程在实际施工过程中,其场地和工作人员比较分散,势必会加大施工组织难度.受施工场地的影响,工作人员常会居住在帐篷中,其生活设施也不够完善.施工区域内人员比较复杂、流动性大,使得相关工作人员的健康及医疗得不到保证.加之施工作业面大部分比较狭窄,交通不便,加剧了施工安全隐患；

（2）长输管道施工过程中,常会用到很多机械设备,但是因施工地点地形复杂,使得设备运行过程中,常会有一定安全隐患存在；

（3）在施工过程中常会穿越河流、河谷及峡谷穿越,虽然施工过程中,根据不停的地质地貌用穿越、爬越、隧道及劈方等方式铺设相应管线,但是其施工难度仍然很大,有些施工地段需要进行相应爆破作业,这就加剧了安全隐患；

（4）管道在施工过程中,要剔除相应植物、对地表进行开挖及穿跨越河道、隧道挖掘及施工变道的挖高垫低、管道和设备及相应辅助材料的运输和临时堆放等,这些工作对周围的环境影响是比较大的.在这种情况下,就应该对天然气管道建设进行相应管理与控制,使天然气管道能顺利运行.

3天然气长输管道施工实例分析

某天然气支线工程,全长180km,设计压力为9.2MPa,主要经过4条河.施工过程中只有一条河有水,其他河流基本无水.对于无水的河流过河施工直接采用大开挖方式敷设管线.穿越部分为API5L螺旋焊缝钢管,规格为914x16mm,钢级X70.

3.1施工方案的确定

根据河流现状及工期的要求,可供选择的施工方案有顶管、围堰和架空三种.

通过对三种方案的造价、工期比较,决定采用围堰施工,即穿越有水河管段经围堰后采用大开挖方式敷设管线.无论从工期、投资和施工难度等方面都较其他方案优越.过河穿越在10月份施工,恰逢枯水季节,水量较小且河床稳定.

3.2施工程序

本工程施工程序如下：施工准备→测量放线→清理作业带→围堰制作→堰内排水→组对焊接→无损探伤→补口补伤→沟管回填→设警示带→试压→围堰拆除→水工保护→复地貌.

3.3施工技术分析

3.3.1施工准备

施工的顺利进行与前期的准备工作是分不开的.前期的准备工作包括工机具与人力的组织,同时要充分考虑排水、降水所需的水泵,根据堰内排水量选取10LPT-35A型潜水泵（Q等于450m3/h,H等于30m,G等于73%）2台,4MF-13C型污水泵（Q等于154m3/h,H等于12m,G等于70%,△h等于2.2m）1台；管沟开挖超深处的支撑用料提前准备.

3.3.2测量放线

依据设计图纸放出管道敷设中心线及施工作业带的边界线.准确测量河床的标高,并做好详细记录,以便控制管线穿越埋深.

3.3.3清理作业带、围堰、排水

将围堰范围内的杂物清除,然后采用400g/m2的土工袋装土围堰.本工程围堰施工分四个阶段进行：

（1）第一阶段：从一侧用装好土的编织袋码或成梯形进占,围堰两侧超过水面2m,同时在围堰下游一侧打桩进行加固,以防过水断面变小使流速增大冲走编织袋,围堰完成后漏水严重.

（2）第二阶段：在编织袋围堰的上游铺设土工膜,用于水平、垂直防渗,此时围堰下部的土工膜由于水压力的作用与河床接触不紧密,围堰仍有漏水.

（3）第三阶段：采用推土机进占,将土弃在编织袋围堰两侧,上游弃土使得土工膜与编织袋围堰及河床紧密连接,下游弃土起加固围堰稳定性的作用,此时围堰漏水量很小.

（4）第四阶段：将基坑开挖过程中部分弃土堆在围堰后面,这样既可以增加围堰稳定性,又缩短了基坑弃土运距.修筑完毕后,用潜水泵将围堰内积水抽干,重新测量放出管

线的位置及管沟的边界线.由于地下水位较高,在作业带内开明沟降水,保持作业带内无明积水.

3.3.4管沟开挖

管沟主要采用机械开挖,局部挖掘机无法进入的地段使用人工开挖.

管沟开挖宽度：因采用沟下组对焊接,管沟开挖宽度适量加宽,在作业坑内要保证有安全距离.管沟放坡：在河床处放坡的比例为1：1.2.管沟深度：保证管线的外防腐层在冲刷线以下1.0m,河床处开挖深度在3.0m左右.在管线进入河床处局部开挖深度超过5m处,采用阶梯式开挖,加筑500mm宽的平台,用装土草袋护坡,防止滑坡.在管沟深度超过5.0m的河堤处,加支撑保护沟壁.管沟开挖时,地下水位较高采用挖集水坑降水,保证沟下组焊作业坑无积水,便于组对、焊接等工序施工作业.管沟开挖应与组对、焊接等工序相互配合,减少因管沟塌方增加的工作量.

3.3.5布管、组对、焊接、检测、防腐补口

（1）在河田地内布管采用汽车吊边布管边组对、焊接,在河床内的管线布管能利用汽车吊尽量用汽车吊,汽车吊够不到的地方使用人工布管.

（2）人工布管使用卷扬机与滚轮小车布管,管沟底面用竹跳板垫实,防止小车陷进泥地.

（3）组对焊接从河床向两端顺序组焊,减少连死头的工作量.在河床与河田地的垂直转弯处坡度较大时,应设临时固定墩,防止河田地上的管线下滑.

（4）间隙、错边量等技术要求,以保证焊接质量.

（5）在每天工作结束后,必须在管线焊接部位的开口端加装自制管端封堵器,防止石块、砂土、污水进入管道.

（6）本工程管线母材为螺旋焊缝钢管X70钢,管道焊接严格按照焊接工艺规程施焊,确保焊接合格率.管道焊接完毕经检测合格,方可进行防腐补口.

（7）沟下施工管道防腐补口考虑地下水的影响,施工时一定要将管口上的污水、污泥清理干净,保证防腐补口质量.

（8）合理安排管道组对、焊接、检测、返口、防腐补口、下沟等.

3.3.6管沟回填、拆堰、地貌恢复及水工保护

按图纸要求在河床内的管道安装配重块,配重块安装严格按图纸、规范要求进行.经检查认可后再进行管沟回填.回填时要注意：

（1）尽可能使用机械回填,局部使用人工回填.

（2）先回填细土再回填原状土,填至管顶300mm后方可进行原状土.

（3）在管道所有的弯头、弯管两侧、护坡下管沟的原状土必须分层夯实,每0.2m一层,保证回填土的密实度不低于95%.护坡下地下水较多,不利于分层夯实,在护坡底下采用拌灰土用草袋装土将地基夯实.

（4）管沟回填与护坡工程同步进行,统筹安排,减少二次土方开挖量.

管线安装各项指标检查无误后,在管线上方的河床面平铺一层厚300mm,宽5m的卵石,防止围堰拆除时对河床的冲刷.

3.3.7管道试压

管道连通、回填完毕后即可进行穿越管道试压,试压在地貌恢复与水工保护之前进行.

（1）试压前采用清管球进行清管,清管次数不少于两次.

（2）将管道内灌满清洁水,用试压泵打压.本工程设计压力9.2MPa,按要求将压力打到强度试压值10.8MPa,稳压4h,压降小于设计、规范要求,强度试压合格.强度试压合格后降至严密性试压值9.2MPa,稳压24h后,压降小于设计、规范要求,试压合格.

4施工过程技术管理和质量控制

4.1质量控制.对现场施工工艺施工质量的控制,包括对隐蔽工程及时报验并填写隐蔽工程记录,在建设单位、监理、设计三方代表确认下才可隐蔽；在施工过程中,要求第一时间做好各工序的检验试验工作,检验试验合格后,方可进行下道工序；强化工序的交接上一道工序不合格下道工序有权拒绝接收,交接时由双方填写工序交接记录；严格执行工艺纪律,对擅自修改施工工艺违反工艺纪律的施工有权制止,并对违反施工工艺纪律的施工单位和人员,实行一票否决制,取消其施工资格.

4.2监督实施.在工程施工中根据焊接工艺指导书进行监督实施,若焊工不执行工艺时,取消其资格,由备用焊工顶替.对于线路的焊接机组,我们采用流水施工方式进行施工,确保焊接质量.每道焊口开焊前用温湿计测量环境湿度,用风速仪测量风速,当测量值超出焊接作业指导书的规定时,停止施焊.另外,我们用远红外测温仪测定层间温度,确保层间温度符合工艺的要求.每完成一道焊缝,在规定位置标识焊工代号,或机组代号并绘制单线图.

4.3材料控制.对施工现场的材料控制,主要控制内容为进场材料的规格型号、材质、生产批号、数量、阀门试压标识、材料原始标识及材料标识移植情况都必须符合要求；对自购材料进入施工现场前由技术、质检和材料三方人员共同对材料进行验收,对每批材料按检验标准进行抽检复查,并经监理批准后方准使用；对甲方提供的设备和材料会合设计、监理和业主共同进行验收并做好记录；在现场划分区域进行保管并正确标识,杜绝不合格品在工程中使用；对于焊接材料实行专库专人管理,并按公司焊接材料控制程序的有关规定执行,并填写温湿度记录、焊材存放、标识、烘焙、发放及回收等记录.

4.4质量记录.从管道安装、材质表面质量、防腐质量、隐蔽工程质量、通球试压及质量评定方面等作为重点进行控制并填写相关的质量记录；在质检手段方面,严格按工艺组织进行施工,对施工现场实行“三检制”、“三工序”的管理,按相关作业指导书和程序文件实施,对隐蔽工程及时报监理验收,合格后方可进行下道工序施工.

4.5跟踪检查.在检验设备方面,经常对现场计量、测量设备进行跟踪检查,保证检验设备检定合格并在有效期内,为质量检验、通球试压等提供真实有效的基础数据,保证各工序的正常有效运行.

4.6开展群众性的质量管理活动.为了提高工程质量,在施工过程中应大力开展群众性的质量管理活动,成立焊接QC小组、补口QC小组等质量管理小组,充分发挥QC小组成员的作用,解决施工中存在的影响焊接质量的因素.

4.7资料管理.为了确保技术资料齐全、准确、自始至终使施工与资料同步,认真做好技术文件的编制、下发、登记、执行、归档保管；现场技术资料及时签证,事不过夜,签证后妥善保存,工程变更资料及时向施工人员交底；边施工、边收集整理技术资料,做到施工资料与工程进展同步,工程进行到哪一步,资料就编制到那一步；技术资料和质量资料及其它资料由专人负责,互相沟通,使资料完整统一,提高可操作性和追塑性.

4.8根据工程的特点和施工条件,对重点施工部位和关键过程编制切实可行的专项施工方案.

5结束语

总之,天然气不仅仅是一种清洁能源,其也是一种特殊产品.随着西气东输工程的开展,在一定程度上实现了优势互补,也促进了区域发展.然而,对于天燃气管道建设来说,其是比较困难的.在天然气管道建设中,常会穿越一些地势地形比较复杂的河流、峡谷,这无疑会给天然气管道建设带来一定困难,严重的时候会影响人们生命财产安全.在这种情况下,天然气长输管道施工部门就应该采取相应措施,以解决施工建设中出现问题,确保天然气长输管道施工质量和进度.