浅谈山区管道施工方法的优选.doc

浅谈山区管道施工方法的优选
（中国石油天然气管道第三工程公司，河南中牟 451450）

摘要：随着我国石油天然气管道事业的不断发展，长距离、大口径的输油（气）管道工程也越来越多，管道通过的区域也从单纯的平原地段发展为地形复杂的山区地段，给机械化流水作业带来很大的困难。提高山区管道的施工速度、创造效益的关键是选择正确的施工方法，本文根据在山区管道施工的经验，总结出山区管道施工方法的优选原则，供施工人员参考。
关键词：管道工程 山区施工 优选
1 工程说明
在近几年施工的陕京管道工程、涩宁兰管道工程、兰成渝管道工程等大型长输管道工程中，管道通过的地形越来越复杂，山高坡陡，沟壑纵横，给施工带来很大的困难，无法发挥我们机械化流水作业的优势，而开展山地施工时，由于缺乏山地施工技术和施工经验，往往在山区施工时存在速度缓慢，质量差的缺点，是制约管道按期完工的主要因素。
合理的选择施工方法是山区管道施工速度快慢的主要原因；合理的施工方法具有省力、省时、经济、保质、保量的优点，反之，就会徒劳付出，延误工程。根据在施工现场的山地施工经验，对于各种地形选择相应的施工方法，总结出一定的规律，供技术人员作为参考。
2 山区施工的主要施工方法介绍
2.1 人工运管，管架组对
对于小口径管道可采用人工抬管，将单根钢管运送到管沟内，用管架（三脚架，四角架）、倒链等组对的方法。
2.2设备运管，沟内组对
对于大口径管道则利用设备（吊管机）将单根钢管运送到管沟内，用设备（吊管机）或（三脚架，四角架）组对的方法。
2.3机械牵引布管，人工沟内组对
在山顶安装固定的牵引装置（卷扬机），在管沟内（外）设置滚轮，滑车，轨道等辅助设施，将单根管运送到位，用管架在沟内进行组对的施工方法。
2.4溜（拖）管法施工
在山顶或山底，设置一个组装场地，设备在场地定点对口，焊接，然后逐步发送到位的施工方法。从山顶逐根向下施工的方法就是溜管法，从山底逐根向上施工的方法就是拖管法。
2.5 整体预制吊管法
利用场外的组装场地进行整体预制，然后用大型吊装设备（悬索，吊车，桅杆等）将预制好的管道一次吊装到位的施工方法。
2.6 悬缆空中布管，人工沟内组对
利用悬缆装置将单根钢管运送到管沟内，采用悬缆起落装置或管架（三脚架、四角架）组对的方法。
3 施工方法的选择
3.1边坡整齐、且两侧均能到设备的山地（冲沟）施工
如果山体（冲沟）的斜坡段比较整齐，管道敷设比较简单，且山顶有场地，宜采用“整体吊装法”和“溜管法”进行施工。
3.1.1管沟开挖
首先对斜坡的管沟进行开挖，石方采用爆破的方法施工，在施工的过程中，对施工人员进行安全教育和安全保护。
在斜坡上面的平地上设置钢管地锚（Ф108mm），地锚打入地下部分大于1.5m，确保安全，在地锚位置拉下两根Ф20mm的钢丝绳，每根钢丝绳上每隔1m设置一个钢环，在斜坡施工人员必须身上携带安全带，安全带用两个带分别与两根钢丝绳连锁。
地锚
钢丝绳
钢环
地锚设置示意图

3.1.2管道组焊
若采用溜管法时，单根钢管用吊车（吊管机）吊入沟内，用四脚架、外对口器进行组装，管道组焊采用在沟内定点施工的方法。
若斜坡管道敷设的长度较小，斜坡管道可以在平地上进行整体组焊。
3.1.3管道下沟
A．整体吊装法
在沟底管道施工完成后，进行斜坡管道的下沟。
如果斜坡管道敷设的长度较小，用吊车或吊管机（加长吊杆）直接将预制好的管段吊放到沟内，与沟底管道进行连头。

吊管机
管道
整体吊装示意图

B．溜管法
如果斜坡管道敷设的长度较大，用柔性物（草袋、毛毡）将管道包裹，外表面用竹片保护，铁丝捆扎牢固，管端焊制封头、吊耳，用钢丝绳挂在吊耳上，上面用设备（卷扬机）牵引，然后用吊车或吊管机（加长吊杆）直接将第一节钢管吊放到沟内，牵引设备向山体（冲沟）方向移动，缓缓向下溜管，一直到达第一根管道预定位置停止。
管道
毛毡
竹片
铁丝
封头、吊耳
钢管保护示意图

“溜管法”施工示意图
吊管机
牵引车
第一段管道
连头位置
第二段管道
钢丝绳
第一根管道的尾端到达斜坡顶点时，停止溜管，用设备吊装第二根钢管，在斜坡顶部进行连头作业。

第一、二根钢管组焊后，使焊道进行冷却，然后，在吊管机的配合下，牵引设备向山坡（冲沟）方向移动，使管道缓缓向下移动，达到预定的位置。
如果斜坡管道较长，还需要焊接管道，可重复以上方法直至达到要求长度。然后焊接坡顶管道，坡顶管道宜大于100m距离，确保斜坡管道在牵引钢丝绳取消后的稳定性。
3.2 边坡整齐、只有低点能到设备的山地施工
如果山体（冲沟）的斜坡段比较整齐，管道敷设比较简单，宜采用“整体吊装法”和“拖管法”进行施工。由于上面已介绍过“整体吊装法”，这里只介绍“拖管法”施工方法。
3.2.1管沟开挖
首先对斜坡的管沟进行开挖，石方采用爆破的方法施工，在施工过程中，对施工人员进行安全教育和安全保护。
在斜坡上面的平地上设置钢管地锚（Ф108mm），地锚打入地下部分大于1.5m，确保安全，在地锚位置拉下两根Ф20mm的钢丝绳，每根钢丝绳上每隔1m设置一个钢环，在斜坡施工人员必须身上携带安全带，安全带用两个带分别与两根钢丝绳连锁。
3.2.2 管道组焊
坡底管道采用沟内组焊的施工方法，单根钢管用吊车（吊管机）吊入沟底，用四脚架、外对口器进行组装。
山底一侧的斜坡管道施工，采用在斜坡底部逐根焊接，顶部卷扬机向上牵引的方法（即“拖管法”）进行施工。
3.2.3 管道下沟及沟内组焊
A．拖管法管道施工
采用卷扬机做牵引动力，将管道从斜坡底部拉到斜坡顶部。
a. 在待施工的斜坡顶部打三处地锚，地锚可采用钢管地锚或基础地锚，在地锚上设置卷扬机，其中一台卷扬机作为主管道的牵引源，另两台卷扬机作为单根管道运输的动力源。如果沟底能够满足大型吊装设备到位，可用设备吊装单根钢管进行组对，即可取消低部的悬缆装置和顶部的两台卷扬机。

组对管
管垛
卷扬机1
卷扬机2
卷扬机3
砼地锚
管地锚1
管地锚2
砼地锚
砼地锚
龙门架
悬缆
拉索
管段1
向上“拖管法”施工示意图

8
9
5
4
3
1
2
10
6
7
11
1.发电机 2.卷扬机 3.牵引钢丝绳 4.已焊管道 5.待焊管道
6.吊装设备 7.管堆 8.滑轮 9.封头 10.卷扬机基础 11.滑轮组
有吊装设备时，卷扬机上拖管道示意图

悬缆
起落滑轮牵引索
起落滑轮组
悬缆起重滑轮结构示意图
行走滑轮牵引索
行走滑轮组

b. 在组对点上方10m位置的管沟两侧设置基础，作为悬缆人字型立杆的基础，在冲沟低部距斜坡底角15m位置设置一个基础，作为立杆的基础，两处立杆顶部用钢丝绳做悬缆。
立杆采用槽钢扣焊或钢管制作，悬缆采用钢丝绳，立杆设置四根拉索，拉索钢丝绳与地面的夹角宜为30°。
c. 管道组对在斜坡底角以上12m位置，设置一个操作平台，在第一根钢管前端焊接封头、牵引环，用钢丝绳与卷扬机相连，卷扬机拖动管道向上移动，钢管的后端达到操作平台时停止移动。
用两台卷扬机配合从管堆吊装单根钢管到斜坡底部位置，准备进行管道组对，一个卷扬机控制行走滑轮，另一个卷扬机控制起落滑轮上下移动，调整管道的位置，满足管道组对的需要。
3.3 山地（冲沟）斜坡地形复杂的施工
对于斜坡管道敷设中，有水平转角、纵向角等特殊情况，无法采用“溜管法”、“整体吊装法”、“拖管法”等方法进行施工，可采用“人工运管”、“悬缆法”进行管道施工。
3.3.1人工运管法
人工运管的方式有人工抬管法、管架倒管法，轨道运管法，根据施工现场的实际情况进行选择。
A．人工抬管法：
对于山体坡度较缓，山坡有一定的宽度，能够满足抬管人员的行走，可采用人工抬管法将单根钢管运送到位。
抬管时，为了保证抬管人员的稳定和安全，应在抬管的道路上修筑桩基、脚蹬或台阶。具体修筑方法详见下列示意图所示。
桩基
山坡
桩基修筑示意图
山坡
坑槽
坑槽修筑示意图
山坡
台阶
台阶修筑示意图

B．管架倒运法
就是利用已成型的管沟，用四脚架或三脚架通过倒链在管沟内将单根钢管运送到位。
对要倒运的钢管表面进行保护，保护层用毛毡或草袋等柔性物，用尼龙打包带捆扎结实。
C．轨道运管法
就是在凹凸不平的山体上，用桩基调整高差，形成一个平缓的平面，上面设置轨道，然后，用管托或滚轮装置卡紧钢管在轨道上拖运到位。
一般情况下，桩基选用钢管桩、角铁桩、槽钢桩、圆木桩等，轨道选用角铁轨道、槽钢轨道等。

桩基
轨道
管卡
钢管
山体
桩基、轨道设置示意图

3.3.2悬缆运管法
“悬缆法”施工就是利用悬缆作承重索，利用卷扬机牵引滑轮组在悬缆上移动，到达某一个点，将管道落到管沟内，逐根进行组焊。
基础
山谷
立杆
滑轮组
钢管
卷扬机
悬缆施工示意图

4 实施效果
紫荆关是陕京线的困难段，是全工程的最难点，业主为庆贺香港回归献一份厚礼，将10月1日竣工提前到6月30日竣工，同时，由于管沟开挖滞后，严重影响工期，给施工造成很大压力。通过在紫荆关的山地管道施工，我们合理选用施工方法，一个施工处仅用40天时间完成了5Km山地施工任务，当时被视为山地管道施工奇迹。
5 总结
通过多年在山地施工的结果表明，山地施工方法的正确选择是提高山地施工的关键，合理的方法能够降低劳动强度、减少工程成本、加快施工进度、提高工程质量，是广大技术人员指导施工的基础，将会在今后的管道施工中继续发扬光大。
0万U豆体验卡
卡号：50D890668267e3349e33
密码：686d03401eefba96faba
奖品名称：500万U豆体验卡
卡号：50De7a00c543af387fc0
密码：b26488ce65abc1787202
奖品名称：500万U豆体验卡
卡号：50Dbac638

85c802fd52e
密码：3d1c344384327b85efff
奖品名称：500万U豆体验卡
卡号：50Dd97f0765bdf6998a3
密码：48db1c14e42a2b321fac
奖品名称：500万U豆体50D61

215eb41ae3cc919
密码：25bffae5346e7b7d2548

奖品名称：100万U豆体验卡
卡号：10D1cab621456ab278ab
密码：709f65f32865af2559c2
奖品名称：100万U豆体验卡
卡号：10D8f1d6a4b953f3474e
密码：6e2e4017cce30dc7e055
奖品名称：100万U豆体验卡
卡号：10Dd1fc6d6dd529b6892
密码：a5dbdd8338f91d2c0701

奖品名称：100万U豆体验卡
卡号：10D08377b71d4374262b
密码：1d7a7c21ebd99b798a54