双管同沟敷设管道施工工法.doc

双管同沟敷设管道施工工法

18
2020年4月19日
文档仅供参考

双管同沟敷设管道施工工法

中国石油天然气管道局第三工程分公司
二○○六年八月十六日

双管同沟敷设管道施工工法
编写人：陈连山 钱明亮 齐晋章 李建军
李龙波 张建军 孙克刚 吴志强
前言：
成品油、原油双管同沟并行敷设，在中国管道建设史上尚属首创，双管同沟敷设存在一定的施工难度。施工中，如果双管同时进行沟上组焊，等同于传统的单管沟上组焊，焊接速度快，但在管道下沟时，管线挪动次数多；如果双管同时进行沟下组焊，管道直接就位，可一并完成弯头、弯管的连接，减少连头，但焊接速度慢。这两种施工技术各有利弊。该工法主要是针对不同地形对双管焊接和大小管下沟方法的选择。
1．工法特点
1.1 实用性强，施工工艺简单；
1.2 正常的施工设备，等同于单管施工；
1.3 提高施工进度，减少不必要的工序；
1.4 合理的根据地质条件，采取不同且有效的施工方法，提高设备利用率。
2．适用范围
该工法适用于大口径的双管同沟敷设工程。
3．工艺原理
实践证明，在相对平坦的地段应采用沟上、沟下组焊相结合的施工方法，在地下水位较高、沟内有积水的地段应采用沟上组焊、分别开挖管沟的施工方法，在峡谷、陡坡等地段采用沟下组焊的施工方法较为合理。合理的安排施工顺序以及合理的布管是提高施工进度的关键。
4．施工工艺流程及操作要点：
本工法根据不同地形条件进行说明：
4.1 平坦地段双管同沟敷设
平坦地段因为地形开阔，又能够投入大型设备，正常的沟上组焊下沟或沟上沟下相结合施工均可，区别在于设备的投入和人员的投入，施工中合理的布管是减少设备使用次数和数量的关键。
4.1.1平坦地段双管同沟敷设施工流程
a.沟上组焊施工流程
施工准备（含技术交底）
施工便道修筑
作业带开拓
防腐管运输
布 管
双管焊接
无损探伤
补口、补伤
冷弯管预制
组 装
测量放线
双管分别下沟
管沟开挖
回 填
连 头
附属工程施工
通球试压、清扫
竣 工
地貌恢复

b.沟上沟下组焊施工流程
沟上管线布管
施工准备（含技术交底）
施工便道修筑
作业带开拓
防腐管运输
沟下布管
沟下管线预制

沟下管线保护
沟上管线预制
冷弯管预制
测量放线
沟上管线下沟
回 填
连 头
附属工程施工
通球试压、清扫
竣 工
地貌恢复
管沟开挖

4.1.2管沟开挖
管线施工前应先进行管沟的开挖，管沟开挖应根据采取的施工方法确定管沟沟底宽度，深度5m以内双线管沟宽度应按式B=Dm1+Dm2+1.2+K确定；
B―沟底宽度m
Dm1、2―成品油、原油钢管外径m
K―管沟加宽裕量m
1.2为双线管道的净间距m（单线敷设该值取消）
沟底加宽裕量K值（m） （表-1）
条件因素
沟上焊接
沟下手工电弧焊接
沟下半自动焊接处管沟
沟下焊接弯头、弯管及碰口处管口
土质管沟
弯头、冷弯管处管沟
土质管沟
岩石爆破管沟
沟中有水
沟中无水
沟中有水
沟中无水
K值
沟深3m以内
0.7
0.5
0.9
1.5
1.0
0.8
0.9
1.6
2.0
沟深3-5m
0.9
0.7
1.1
1.5
1.2
1.0
1.1
1.6
2.0
*深度超过5m的管沟边坡的处理沟底宽度根据工程地质情况酌情处理。
4.1.3布管
管沟开挖完成后，按照施工要求进行检验，合格后根据不同施工方法进行布管。
a. 平坦地段沟上组焊布管
采用沟上组焊然后下沟的施工方法，设备需求较大，便于大流水施工。为减少下沟次数，布管按照靠近管沟沟边的管线为大口径管线，远离沟边的为小口径管线，两管之间设置设备通道，管线布置的原则：减少大口径管线下沟距离。如图所示：

施工作业带宽度
7m
1m
作业带边线
管中心线
作业带边线
1m
设备通道

b. 平坦地段沟上沟下组焊布管
采用沟上沟下组焊方法，设备需求不多，便于小机组作业。施工时先进行沟下大口径管线焊接，沟下布管时可布放到管沟中心部分，便于沟下焊接，垫管墩采用编织袋装土，施工结束后便于清除。管线布置的原则：沟下布放大口径管线。
施工作业带宽度
1m
作业带边线
管中心线
作业带边线
1m

4.1.4管线焊接防腐
沟上组焊采取大流水的施工方法，两根管线焊接距离错开2km以上。焊接完成后沟上进行防腐作业。
沟上沟下组焊采取先进行沟下大口径管线的布管焊接、防腐，然后进行沟上管线焊接、防腐，焊接距离错开3km以上。
4.1.5管线下沟
a. 平坦地段沟上组焊管线下沟
根据布管及预制管线位置，先进行靠近管沟大口径管线的下沟就位，然后进行另一条管线的下沟。远离管沟的管线需进行一次倒管，倒管时利用原有已下沟管线的管墩。

b. 平坦地段沟上沟下组焊管线下沟
大口径管线沟下焊接防腐完毕后，利用吊管机调整管线位置使其就位，撤出垫管编织袋。两管下沟时间间隔较长时，对已就位管线先进行局部回填、压载。沟上管线施工完毕后，直接采用吊管机下沟就位。

4.1.6管沟回填
管线下沟就位后，经过测量达到设计要求的深度和间距后，进行回填。
4.2 地下水位较高、沟内有积水的地段双管单沟敷设
双管同沟敷设适用于管沟宜成型、且管沟稳定的地区。地下水位较高、沟内有积水的地段管沟不易成型，管沟暴露时间过长就会造成塌方。采取单沟分别敷设减少管沟暴露时间，开挖与下沟同时进行，保证管线埋深。
4.2.1双管单沟敷设施工流程
施工准备（含技术交底）
施工便道修筑
作业带开拓
防腐管运输
沟上管线预制
单沟开挖

单管下沟回填
第二条管沟开挖
冷弯管预制
测量放线
第二条管线下沟回填
连 头
附属工程施工
通球试压、清扫
竣 工
地貌恢复
管线布管

4.2.2布管
采取双管单沟敷设先进行管线的预制，布管时两管错开，保留设备通道。也可采取分开预制的方法，待一条管线下沟后，再进行下一条管线的预制，以减少管线的二次调管。
施工作业带宽度
6m
作业带边线
管中心线
作业带边线
1m
设备通道
同时预制布管示意图

施工作业带宽度
作业带边线
两管中心线
作业带边线
1m
分别预制布管示意图

4.2.3管线焊接防腐
采取沟上预制，焊接和防腐同正常段施工。
4.2.4管沟开挖、下沟和回填
地下水位较高、沟内有积水的地段管沟开挖、下沟和回填同水网地区施工。管沟开挖尺寸按照单管管沟开挖要求执行，管沟开挖过程中严格按所放出的管沟中心线进行控制。
在进行第二条管沟开挖前，必须在第一条管道下沟回填后进行，并保证回填后的管沟内土质已经机械压实。同时，在回填管沟地表面中线上准确划出已经敷设管道的中心线。
4.3 山区地段双管同沟敷设
山区施工因地形限制，大型设备不能大量投入，且地势起伏不利于长距离管线下沟。根据该特点山区采取沟下焊接的方法，减少管线下沟工序。
4.3.1 山区地段双管同沟敷设施工流程
沟下管线预制

施工准备（含技术交底）
施工便道修筑
作业带开拓
管沟爆破开挖
沟下布单管
沟下单管预制
沟下单管调整就位
沟下单管保护
冷弯管预制
测量放线
沟下第二条管线布管

回 填
附属工程施工
通球试压、清扫
竣 工
防腐管运输
冷弯管预制
沟下管线调整就位
连 头
地貌恢复

4.3.2管沟开挖
山区施工先进行管沟的爆破开挖，开挖要求按式B=Dm1+Dm2+1.2+K确定；沟底加宽裕量K值选取见表-1。开挖后按要求铺垫200mm细土垫层。
4.3.3第一条管线布管
施工作业带宽度
1m
作业带边线
管中心线
作业带边线
沟下组焊布管需单管进行，建议先选取较小的管子施工，施工完毕后可剩余较大空间完成另一条管线施工。管线布置的原则：以尽可能大的空间进行管线施工。

4.3.4第一条管线预制
沟下布管后，进行焊接，因山区部分地方管沟开挖较深，适当对焊接设备进行改造，可提高施工效率。
4.3.5管线就位和保护
管线预制完成后，用吊管机调整管线就位，调整的管线尽量靠近沟壁，为下根管线预制节省出尽可能大的空间。为保证不损坏防腐层，在沟边码放一层装土编织袋。就位后的管线为保证不被石块砸伤防腐层，减少热胀冷缩的影响，对已就位管线用细土进行局部回填、压载。
4.3.6第二条管线布管
将第二条管线布放到管沟里，吊管时注意对已就位管线的保护。
施工作业带宽度
1m
作业带边线
管中心线
作业带边线

4.3.7第二条管线预制
同第一条管线一样，施工使用外对口器进行组对焊接。
4.3.8第二条管线就位
防腐完成的管线经过检漏合格后进行撤管墩调整就位。
4.3.9管沟回填
管线下沟就位后，经过测量达到设计要求的深度和间距后，进行回填。
5.主要设备机具
序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
焊车
GS-III
台
8

2
胶轮焊车
（林肯）
台
2

3
电焊机
DC400
台
16

4
一体机
（林肯）
台
1

5
吊管机
572G
台
2

6
吊管机
SB60
台
4

7
挖掘机
325B
台
4

8
空压机
W0.6/2.4
台
2

9
空压机
P375
台
1

10
汽车吊
16T
辆
1

11
内对口器
Ф813/559
台
2
各一台
12
环型加热器
Ф813/559
台
2
各一台
13
焊条烘干箱
15Kg
台
1

14
喷砂除绣设备

套
1

15
运管车
25T
辆
2

16
平板车
30T
辆
1

17
油罐车
6T
辆
1

18
东风车
8T
辆
1

19
指挥车

辆
2

20
送丝机
LN-23P
台
12

21
半自动切割机

台
2

注：以上设备以西部管道工程一个813、559综合施工机组为例。
6.质量控制
双管同沟敷设主要应控制好两管之间间距和管子埋深，下沟后或就位后及时进行检查调整。山区段施工应避免管线被掉下的碎石砸伤防腐层和管体，长时间暴露在外面的管线应该用编织袋装土覆盖进行保护。
执行中华人民共和国石油天然气行业标准《输油输气管道线路工程施工及验收规范》（SY 0401—98）中的有关规定。主要指标如下：
6.1 管道组焊、探伤、补口补伤符合设计要求和SY 040l—98 规范规定。
6.2 两管之间间距符合设计要求。
6.3 管道埋深符合设计要求。
7.安全措施
7.1 沟上和沟下作业的机组应有一定的安全距离，施工作业时必须检查管子的支撑、沟壁情况，是否有松动和塌方的可能，必要时采取加支撑等措施，以保安全。
7.2 下沟工作前，应先对吊管机进行安全检查。吊具使用尼龙吊带。使用前，对吊具进行吊装安全检查。
7.3下沟及回填作业中，应注意各机械的相互配合，无关人员禁止进入工作区。
7.4 清沟及其它沟下作业不得与管道下沟同段同时进行，管道下沟前，由安全员对下沟段进行安全检查，检查防止管道滚沟的措施是否可靠，确认沟内或管道与管沟间无人、牲畜、物品或工具，通行路口处设醒目标志和安排专人巡防把守后，方可进行下沟作业。
7.5 根据管径不同，下沟作业应使用3~6台吊管机同时作业，严禁单机作业，以免发生滚管事故。
7.5下沟必须专人指挥，以免发生混乱，出现事故。
7.6大风、雨雾天气应停止下沟作业。
7.7 施工人员必须按规定穿戴劳保用品。山区沟下作业应有专人监控沟上松动的石块。
7.8下沟结束后方可进行沟下数据的采集。
8. 环保措施
8.1双管沟上作业时，应控制好作业带的宽度，必要时用灰线划分好各个区域。
8.2人员上岗前必须进行施工环保知识培训，制定施工环保规章制度，环保考试不合格人员禁止上岗。
8.3施工人员不许乱扔报废的各种施工材料，不乱扔一切脏物和杂物。
8.4施工现场要设置环保标志，标志内容符合有关管理机构的要求。
8.5每天施工完一段区域，在收工前都要认真清理附近焊接及防腐作业时的遗弃物，做到施工完场地清。
9.效益分析
双管同沟敷设有利于减少工程对土地的占用，减少工程对环境的影响，节约工程投资。单管敷设施工作业带需２５米，而该工程双管同沟敷设施工的作业带也不过２９米。另外，双管同沟敷设也有利于工程投产后的运行、维护及管理。施工中根据地形地质选择合适的施工方法能够提高工程施工进度和质量，施工中也可根据人员和设备的配备灵活运用各施工方法。
9.1经济效益分析
双管同沟敷设不但节省征地费用，同时也节省施工费用，以10km管线为例，同沟敷设只需要开挖一条管沟，进行一条管沟的测量与放线，虽然土方量相差不多，但工序上和资源配备上明显有偏差，经济分析见下表：
（以管道直径Φ813、Φ559双管施工10km为例比较，计算经济效益）
费用项目
技术
人工费
机械使用费
其它费用
合计
传统施工技术
所有参与施工人员（包括普工）所需费用25.4万元。
参与施工的单斗、吊管机、焊车等（包括租赁）所需费用326.1万元。
所需费用39万元。
390.5万元
本工法施工技术
所有参与施工人员（包括普工）所需费用21.2万元。
参与施工的单斗、吊管机、焊车等（包括租赁）所需费用271.7万元。
所需费用36万元。
328.9万元
比较
节省费用4.2万元。
节省费用54.4万元。
节省费用3万元。
61.6万元
全线227km共计节约成本：227/10×61.6=1398.32万元
10.应用实例
我公司 底~ 承担西部原油成品油管道工程六、七标段227km的双管同沟敷设施工任务，该工程管径８１３毫米原油管道和管径５５９毫米成品油管道同沟敷设，两条管线净间距为１.２米。六、七标段所经过的大部分地段为戈壁荒漠地带，其中山区91km，草滩农田地段18.6km，而且经过68km的国家级安西极旱荒漠自然保护区，该段地下水丰富，地面植被丰富，是施工中重点保护的地段。施工中对于戈壁荒漠平坦地段，我们采用沟上、沟下组焊相结合的施工方法，对于盐沼、湿地，地下水位较高的地段采用双管沟上组装焊接，分别开挖管沟的施工方法，对于山地、地形起伏较大地段，采用双管沟下组装焊接。根据不同地形不同地质条件我们采取不同施工方法，大大提高了施工进度， 9月13日提前17天率先实现由业主、EPC总部提出的“930”成品油管道主体完工的目标，接着 4月28日完成原油管线的主体焊接，第一家向EPC项目部报了捷。

编写人：陈连山 钱明亮 齐晋章 李建军
李龙波 张建军 孙克刚 吴志强

中国石油天然气管道局第三工程分公司
二○○六年八月十六日