２０１１年９月 第２５卷第３期 中国石油大学胜利学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈｅｎｇｌｉ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｓｅｐ．２０１１ Ｖｏｌ｜２５ Ｎｏ．３ 输油气管道水网地带施工方法分析 康 宝 （辽河石油勘探局油建一公司，辽宁盘锦１２４０１０） ［摘 要］ 结合西气东输管道、甬沪宁进口原道工程建设的实际情况，对在稻田敷设和穿越河流、鱼塘 的输油气管道的施工方法进行介绍，针对施工通道的修筑、管沟开挖、管道下沟和管沟回填及施工中ＨＳＥ管理等 长输管道工程水网地带施工的主要难点，分析了各种施工方法的特点，对长输管道建设具有重要的借鉴意义。 ［关键词］ 水网；施工方法；焊接；ＨＳＥ；规范；管道 ［中图分类号］ＴＵ７；ＴＥ９７３ ［文献标识码］Ａ ［文章编号３１６７３—５９３５（２０１１）０３—００１８—０４ 西气东输管线和甬沪宁进口原道工程在江 焊机的发电机作为动力。 苏省所经区域属于典型的江南水网，处在长江中下 游，构成了平原水乡的网状水系结构。水量大，地质 条件差，地基承载力小，这些特点极大地增加了管线 （３）运布管。运布管采用拖管爬犁、推土机牵 引，拖管爬犁宽度为２．５ ｍ；当地耐力较小不允许大 型设备多次重复行走时，采用轻型钢轨运输的方式 施工的难度口ｊ。使用常规的管沟开挖、管道下沟和 进行运管布管。 （４）管沟开挖。由于水网段地下水丰富，管沟开 管沟回填方法，很难按照设计要求敷设管道，故施工 通道的修筑和管沟开挖、管道下沟和管沟回填是长 输管道工程水网地带施工的主要难点。因此本文针 对水殊性对水田地段和鱼塘河流等的施工方法 进行介绍。 ’ 挖应与管线下沟紧密结合，管沟放坡在１：０．５左 右，普通地段管沟直接开挖下管，对于淤泥质土地段 在管沟开挖时打钢板桩护坡，即在管沟两侧打钢板 桩，采用波浪拉森型，钢板桩长度为６ ｍ。钢板桩采 用单桩打入法打人。管沟成型后，立即采用防护板 对作业坑沟壁进行保护，防止管沟壁塌方。已开挖 １水网地段施工方法 １．１水田地段施工 的管沟内应视其渗水量大小采用水泵抽水，管沟底 部每问隔１Ｏ０ ｍ设集水坑一个，一般区段采用２＃ 潜水泵抽水，个别渗水量较大的区段，根据水量适当 增加水泵数量。 （５）回填。管沟回填应紧随管线下沟进行，用单 斗挖掘机回填。管线下沟后，必须先回填土进行稳 管。为防止回填过程中漂管，回填前，用单斗挖掘机 每间隔２０ ｍ稳管回填５ ｍ。 采用在作业带两侧叠小型水坝、排水、修施工作 业带的施工方法。施工工艺流程如下：测量放线一修 筑挡水坝一扫线一运布管一组对焊接一防腐补口一管沟开 挖一管道下沟一管道回填一挡水坝拆除一地貌恢复。 （１）修筑挡水坝。在施工作业带两侧修筑挡水 坝，阻挡灌溉的地表明水，挡水坝的高度为０．５ ｍ， 用人工在作业带的两侧开挖０．５ ｍ深的排水沟，并 每间隔２０～３０ ｍ开挖一条纵沟将两条排水沟连 （６）水稻田地区管道敷设。宜选在冬、春季节地 下水位较低的时候进行施工。该类地区水渠河流较 通，形成一个排除地表水的网络。排水沟的返土堆 放到作业带两侧形成挡水坝。 多，并且地表承载力低，设备行走困难，影响施工，为 了减少设备搬迁次数，不宜使用大型施工机具，必要 时可使用沼泽施工专业设备。不宜采用机械化流水 （２）排水。作业带两侧的挡水坝修建完后，用潜 水泵抽水，将水排放到水田边的水沟内，水泵用二弧 ［收稿日期］２０１ｌ＿０７一Ｏ２ ［作者简介］康 宝（１９８０－－），男，辽宁盘锦人，辽河石油勘探局油建一公司助理工程师，主要从事管道施工管理研究。 １８ 康宝：输油气管道水网地带施工方法分析 作业，而应化整为零，采用小机组、分段包工的施工 形式。挖沟与下沟必须同步进行。由于地层含水量 处于饱和状态，大开挖穿越时必须压载，否则会使管 段上浮，造成埋深不够。 （７）注意事项。水田地段管道施工的关键技术 是排水清淤、作 业带加固和管沟开挖。施工前，在作 业带两侧先挖排水沟，并在排水沟外侧修筑拦水坝， 清除作业带内的淤泥。施工作业带加固采用土工布 合成材料，管沟开挖采用钢板桩支护，以防塌方。 Ｉ．２擦边经过：水（鱼）塘施工 （１）修筑作 业带。在管沟中心线以外３ ｍ修筑 一条截水坝，水：呗宽ｌ ｍ，坡比为１：０．５，高度根据 水深确定。间隔０．３ Ｉｎ打入２排木桩（Ｏ．１５ ｍ×６ ｍ），木桩水面部分用横桩相连，钢丝捆扎。在木桩 外侧用草袋装土砌筑，草袋间隙用土填充，所用土外 运，截水坝另一侧利用原有的水塘堤岸作为另一截 坝，围堰形成后将水坝内的水用水泵抽干。 （２）管沟开挖。管线补口完成后用单斗开挖管沟， 水塘内的管沟深度一般为２ ｍ，渗水用水泵排除。 （３）管沟回填。管线下沟后立即回填，将围堰内 部用土填平作为管顶覆土，水坝不拆除，在水坝外侧 用草袋装土砌筑一层。 Ｉ．３鱼塘穿越 对于一般鱼塘（宽度５０ ＩＴＩ以内），采用排水清 塘法施工。鱼塘内管沟开挖时打钢板桩。施土作业 带加固采用土工布合成材料；对于窄而长的鱼塘，采 用水下成沟方法施工。 （１）施工作业带修筑。由于鱼池底部淤泥较多， 各种设备、车辆无法通过，因而需修一条１０ ｍ宽的 施工作业带。对于塘底承载力好的区段，用推土机 配合单斗挖掘机将鱼池底部淤泥清除干净，然后在 作业带两侧采用草袋装土铺垫，中间填土，高度根据 淤泥层厚度确定，一般为０．５～ｌ ｍ。两侧坡比为 １：０．２。对于土质承载能力弱的鱼塘，采用４）１５０ ｍｍ×６ ｍ的木桩每中心间隔０．４ ｍ打一根立桩， 上层铺垫一层木排，木排用木桩十字交叉捆绑，间隔 ０．４ ｍ，用钢丝将木桩与木排连接牢固，木排上铺设 ３００ ｍｍ厚浮土，两侧用草袋装土砌筑，浮土上铺设 钢管排。 （２）管沟开挖。管道穿越单塘，管沟开挖采用 湿地挖掘机进行。沟深达到设计要求，为防止管沟 塌方，坡比为１：０。５，底宽为１．４ ｍ，同时在管沟两 侧打钢板桩对沟！壁进行支护。 （３）焊接、检测、防腐。管沟开挖成型后，使用吊 管机进行单根管下沟，在沟下进行管口组对焊接、无 损检测、防腐补口等作业。 （４）管沟回填。回填前，将管沟内积水排除干 净，采用单斗挖掘机压重块并用千实土回填。 对于宽度为５０ ｍ以上的鱼塘穿越步骤如下： （１）围堰、抽水。围堰工作通过租用浮船完成， 首先在水坝两侧用草袋装土砌筑，然后中间填土，草 袋间隙用土填充，围堰的高度为水深０．５ ｍ，围堰用 土外运，并用挖掘机站在浮船上装填。围堰修筑完 成后将作业带内的鱼塘间的堤坝拆除，在一侧挖集 水坑用水泵抽水，将鱼塘内的水直接排放到旁边的 水沟中。 （２）其他工序技术措施同５０ ｒｎ以内鱼塘穿越。 Ｉ．４漂管法穿越连续鱼塘 在管线两侧修筑围堰，在穿越点一侧场地预制 管线牵引过塘后进行排水，管线就位沉管下沟。工 艺流程如下：测量放线一施工便道修筑一围堰一场地平 整一运布管一管线焊接一无损检测一防腐补口一牵引头焊 接一牵引发送一排水一管沟开挖一管沟回填一地貌恢 复 。一 。 （１）施工便道修筑。对原有的乡间小路进行加 宽加固后，施工设备进入施工现场。便道采用碎石 铺垫，宽度为６ ＩＴＩ，厚度０．３～０．５ ｍ。 （２）围堰。对于水较浅的水塘可以采用无土围 堰技术，较深的水塘采用土木结构修建，方法是首先 在水塘内竖打木桩，木桩之间横向绑扎连接，各桩之 间间距为０．５ ｍ，木桩尺寸为西１５Ｏ ｍｍ×６ ０００ ｍｍ。为保证围堰的强度，整个堰体全部密打木桩， 然后用草袋装土铺垫修筑，草袋之间用土填充，围堰 的高度为２．５ ｍ，上宽２ ｍ，下宽为４．５ ｍ。围堰修 筑完成后，将作业带内鱼塘间的堤坝拆除。 （３）场地平整。在连续水塘一侧修建管线预制 场地，场地要求地形平坦，施工设备、机具、管材等可 以进入。对于软土地基地段，管线预制场地铺垫钻 杆排以增加地耐力，供设备行走使用。同时在预制 场地附近修建一个３０ ｍ×５０ ｍ的堆管场，并在堆 管的一侧铺垫道木排，供吊车卸管使用。 （４）运布管。软土地基地段，使用机械布管会遇 到很大困难，对此，可以采用架设轻型轨道进行布管 作业。两轻轨之间采用钢板连接，轨道底部每隔 ５００ ｍｍ铺设１根道木，轨道底部铺设一层土工布。 管线布管时，使用吊车将钢管放在小车上，然后用人 ］９ 第２５卷 中国石油大学胜利学院学报 ２Ｏ１１年 第３期 力推动小车布管，每次运ｌ根管。 （５）管段牵引。由于预制场地有限，为防止牵引 力过大，主管线焊接、牵引应分段进行。根据实际情 况，一般每次焊接６～７根管并经无损检测、防腐补 口合格后进行牵引，然后连接下一管段。管段回拖 前，在最前端焊接一个椭圆封头及牵引额头，牵引使 用带绞盘的Ｄ６０进行，连接处使用２０Ｔ卡环。并且 在回拖时，连续水塘内水量应充足。在回拖管段下 部铺垫一层土工布以保护防腐层不受损坏。 （６）管线下沟。待全部管线牵引完成后，将水塘 内水全部排除，管线自然就位。使用挖掘机，采用沉 管法进行管沟开挖，且在沉管前，应在预定位置安装 压重块。沉管法下沟是将挖掘机成对摆放在管道两 侧，在距管道中心ｉ．５ ｍ平行于管道进行管沟开 挖。开挖深度至少大于设计挖深０．６ ｍ，以避免管 道底部土方塌陷而影响管道的埋深。每台挖掘机管 沟开挖宽度为从管道中心向外侧３ ｍ，随着开挖不 断向前推进，管道靠自重和弹性自然下落至沟底。 对于沟底不平或管道悬空部位采用人工进行清理， 然后用推土机辅以挖掘机进行管沟回填。 （７）地貌恢复。回填完成后将水塘堤坝恢复，拆除 围堰，将场地内的废弃物清理干净。另外，采用无土围 堰技术解决部分河流穿越也是一种较好的施工技术。 ２小型河流施工 ２．Ｉ施工方法 一般小型河流穿越采用大开挖方法，河流大开 挖穿越主要采用围堰导流法。对于不通航、流量小、 水浅、岸坡低、水面与大地的高差小于２ ｍ的河流 可采用围堰不导流排水大开挖方法进行。 ２．２围堰导流法 ２．２．１施工工序及准备 施工运行工序流程为：施工准备一测量放线一 导流筑坝一管沟开挖一穿越段预制、检验、补口一管 段下沟一试压通球一稳管一管沟回填一地貌恢复一护 岸砌筑～三桩埋设。 施工前详细阅读设计文件，了解现场道路、地形 地貌及河水流量以及流量随季节的变化情况。 修筑与直线段管道施工便道相通的施工便道和 施工场地，施工便道宽６ ｍ，铺设厚０．４ ｍ碎石、砂、 土，碾压密实，每处施工便道０．５ ｋｍ。每处穿越点 修筑～处４０ ｒｎ×４０ ｍ管道预制、堆管堆料、停放施 工设备的场地。 ２０ ‘按照图纸对穿越段进行放线，确定出管道中心 线，并打桩划线。 ２．２．２ 导流筑坝 （１）以管道中心线为基准，在各处穿越点上游 ２０～３０ ｍ开始，用单斗挖掘机开挖导流沟，直至穿 越点下游２Ｏ～３０ ｍ结束。导流沟的横断面积Ｓ 确定为 Ｓ≥Ｑ／ ． 式中，Ｑ为河水流量，ｒｎ。／ｓ；Ｖ为允许平均流速，ｍ／ Ｓ，取２～３ ｍ／ｓ。 （２）导流沟底部应比河床底部低０．５ ｍ，并有 ５ ～１Ｏ 的坡度，与原河道方向的夹角为 ３Ｏ。～４５。。 （３）当导流沟开通水流正常后，在管道中心线两 侧各ｌ０～１５ ｍ处用人工拦河筑坝。坝的几何尺 寸：上游坝上宽为２～３ ｍ，坡度Ｉ：０．７５，以高出 水面１．５ ｍ为宜。其用料为塑料编织袋内装黏沙 土单层垒砌加固，上游坝主河道迎水面部位内衬双 层塑料布。下游坝上宽１．５～２ ｍ，坡度ｌ：０．５，高 出水面Ｉ ｍ。坝的长度同穿越长度。 ２．２．３ 管沟开挖及降水 （１）当筑坝完成后，先用潜水泵抽净两坝间的河 水并控制地下水的水位。用人工清除淤泥，用单斗 挖掘机开挖管沟。管沟深度超过５ ｍ时采用阶梯 式分层开挖。 （２）沟底管沟尺寸。沟底宽为２ ＩＴＩ；管沟边坡： 沟深＜２．５ ｍ时为１：０．５，沟深≥２．５ ｍ时为 １：０．７５。河底管沟应平直，中心线偏移不应超过 １００ ｍｍ。 在管沟开挖过程中，采用明沟降水。挖沟时在管 沟旁适当位置开挖３～５处积水坑。积水坑（长×宽） 为２ ｍＸ２ ＩＴＩ，明沟完成后形成与管沟相通、深度大于沟 深０．８～１．０ ｍ的积水坑。管线连头处也采用分别挖 积水坑方法排水。抽水采用电动潜水泵。 ２．２．４ 吊管下沟 （１）管沟采用机械开挖，管道预制在河床内进行 时采用吊管机抬管下沟。 （２）当管沟成型满足设计要求后，则立即组织吊 管机，将穿越管段吊管就位。 （３）主河床段管道长度较短，下沟吊管机数量应 根据现场情况确定。 （４）采用沟下作业时，利用吊管机单管下沟。 康２．２．５ 牵引就位 宝：输油气管道水网地带施工方法分析 和自卸卡车将泥浆池内经沉淀的泥浆回填到管沟 淤泥质河床管道施工不适合在河床内预制，也 中。管沟回填前抽干管沟内的积水。 ２．２．７河渠穿越段通球、扫线、试压 不适合在沟下组焊，可以采用在河岸一侧的施工作 业预制场地预制，然后牵引就位，具体做法为： （１）先在岸上管道预制场一侧开挖管沟，并与池 （１）穿越段管线回填完成后不进行单独通球试 压。试压和干燥同线路一起进行。 塘内管沟连通。将预制好的管段两端用临时快装盲 板封堵，然后用・吊管机整体下沟。 （２）在沟中安装稳管重晶石块。合格后，向管沟内 （２）通球试压要求和方法按规定进行，试压采用 经过沉淀过滤处理合格的河水作为介质。 ２．２．８恢复地貌 灌水。计算管道的负浮力，用浮筒增加管段浮力。 （３）对岸用拖拉机通过与管端连接的钢丝绳采 取正向底拖法牵引管段就位。拖拉机的数量和钢丝 绳的规格应通过计算确定。 管线在水中的质量 Ｍ一１．２Ｆ／ｆ． 式中，Ｆ为水平推力；ｆ为管道与河底摩擦系数，取 ０．３５。 单位长度管道水平推力为 式中， 为单位长度管道水平推力，ｋｇ／ｍ；Ｃ 为阻 力系数，取０．８；Ｄ 为管道投影宽度，ｍ；Ｒ为水的 容重，ｋｇ／ｍ。； 为水的流速，ｍ／ｓ； 管道投影宽度为１．０２ ｍ，水的密度为１ ０００ ｋｇ／ｍ。。计算的；水平推力 为５８．９９ ｋｇ／ｍ，水平 管道长度为８０ ｎ ，这样计算得到管线在水中的质量 为１６．１８２ ｔ。 管道最大牵引力Ｎ为 Ｎ一９．８（Ｍｆａ＋Ｍ ）． 式中，ａ为启动系数；Ｍ１为钢丝绳质量， 。 牵引设备选用Ｄ６０型泥沼推土机进行。 管道到达指定位置后，抽干管沟内的水。检查 管线埋深、防腐层和稳管结构。 ２．２．６ 稳管结构安装和管沟回填 对于采用吊管直接下沟的穿越管段，在管道吊 管下沟完成后，须进行管道穿越段管道竣工测量，管 道埋深、防腐层符合设计要求后即可进行稳管施工。 根据设计要求采用重晶石配重块。配重块安装采用 １台１６ ｔ吊车配合，先在管顶按设计要求铺设一层 ８ ｍｍ橡胶板，再按设计要求逐个排列配重块。施 工时应轻放，不得损坏管道防腐层。 河床内作业时，穿越段管线回填应利用挖掘机 （１）清除河道内的多余土石方、施工便道、施工 余料、泥浆池及其他一切杂物，保证河道畅通。土石 方外运地点与当地部门协商确定。 （２）拆除挡水坝，先拆下游坝、后拆上游坝，拆除 时从坝中心开始向两边进行。 （３）用推土机回填导流沟，并及时恢复河两岸地貌。 （４）按设计要求进行护岸施工。 河床段穿越管线完成后，进行导流沟段管线施 工。该段管线采用沟上组对、吊管机下沟。 ２．２．９安全环保措施 （１）施工时由专人负责巡视河流流量变化和拦 水坝的情况。 （２）施工现场准备一定数量的木桩、袋装土等应 急物资。 （３）尽量利用枯水期施工。施工时，与气象、水文 部门保持联系，雨季施工要采取防洪措施。 （４）施工期间应保护施工现场周围的生态环境， 工程完成后应立即拆除临时设施。水工保护和地貌 恢复按设计进行。 ３ 结束语 对在江南水网地区稻田管道敷设和穿越河流、 鱼塘、输油气管道的施工方法进行了分析，这些施工 方法在工程建设中逐渐得到广泛应用，是在长输管 道建设中值得推广的施工技术。随着这些方法的推 广应用，相应的规范会逐渐得到完善。 ［参考文献］ ［１］邢治国，刘大宇．西气东输管道工程水网地带施工技术［Ｊ］．石 油规划设计，２００６，１７（ｚ）：３７－３９． ［２］范晓明，雷毅，刘景洪．输油气管道的漂管沉降施工技术［Ｊ３． 油气储运，２００５，２４（５）；４５—４７． ［３］ 赵展锋．漂管沉降施工技术在穿越河流管道工程中的应用 ［Ｊ３．水利水电技术，２００４，２５（７）；６０． ［责任编辑］辛艳萍 ２１
