内容提要：根据山区的特征，结合我公司近几年山区段管道施工经验，介绍了山区段大口径管道施工所采用的方法、工艺，对施工伴行路及施工便道的修筑、管沟开挖、管道运管、布管、组对和焊接、临时施工水工保护、管沟回填、管道试压等工作进行了总结。
关键词长输管道山区施工
第一部分：山区段管道施工的特征
在山区地段敷设管道，由于沿线地形起伏较大、表面岩石不规则出露、遍布陡坡长坡、河谷纵横，施工作业面狭小、道路崎岖等特点，给管道安装带来巨大的困难。与平原地区管道施工具有显著不同的特点，主要体现在以下几个方面：
1）沿线地形起伏大，线路转向频繁，弯头、弯管用量大。
2）台地、冲沟众多，施工作业带呈不连续状态。
3）道路崎岖，施工伴行路及施工便道修筑困难。
4）石方段管沟开挖和修路需要采用爆破作业
5）汛期易形成大的洪水，谷地和岸坡宜产生大的冲刷和侵蚀，甚至产生泥石流，增大了管道施工的不安全因素。
山区缩影山区缩影第二部分、施工部署
对于山区段施工影响因素多，难点突出，信息沟通不便。给施工组织造成了一定的难度。根据这种情况注定它应该是智取，而不是强攻。力求做到事半功倍。施工组织就显得非常重要。结合我公司西气东输工程施工经验，山区段管道施工部署采取以下方案。
1建立灵活高效的组织机构
在山区段，如果采取常规的“项目部－机组－施工人员”的管理模式，势必使项目部管理幅度过大，造成管理粗放、反应不灵、效率低下的问题。为了适应这种复杂情况，结合我们在西气东输的作法，山区段宜采取“项目部－项目分部－机组－施工人员”的管理模式。这样，虽然多了一个管理环节，但缩小了管理半径。由于项目分部经理同时兼任机组长，具有独立作战职能。并直接行使对非焊接机组人员及设备的指挥调度权。项目部不仅可以从原来管辖的诸如钢管拉运、管沟开挖、防腐补口等具体事务中解脱出来，还促使各分部成为相对独立的施工主体。项目部以各分部为中心，实施对工程计划落实的组织、协调和监督。由此，可以有力地保证各种指令一竿子到底，各种信息传递迅速到位。
组织机构图2根据山区气候特点,合理安排施工计划
山区自然条件复杂、气候多变、有利的施工周期又很短，特别是进入雨季后，车辆无法进山，严重影响施工进度，因此，应针对山区气候特点，避开难点。尽量利用有利季节进行高陡坡、沟壑、河谷阶地等地段的施工，避开汛期进行河流穿越，采用重叠、交叉立体施工等方法，以空间换时间。避免洪水侵扰。
山区地形掠影3根据地形特点决定施工方案，控制施工中的综合进度
山区地段地貌地形起伏变化大、管道弯头弯管多，大型起重机械难以沟前施工。为此，管道施工应实施沟下焊的施工方案。由于沟下焊施工不再需要管道下沟，焊接完成后便可实施管沟回填。这样，尽管土方工作量大了些，看似加大了成本，但因减少了工序，其综合施工进度将超过传统的沟上焊施工进度。而且，沟下焊接作业实现了顺序施工，减少了碰死口，降低了对口难度，确保了焊接质量；避免了沟上起重，大大降低安全风险。再就是管道的测量放线，管沟开挖、焊接、检测、补口和补伤，回填以及地貌恢复应与水工保护紧密结合，特别是在雨季施工，当管沟开挖后切忌长期晾沟，管道焊接完成后，应及时进行检测、补口和补伤。回填及地貌恢复，以防管沟被雨水冲毁，同时还要及时封堵管端，防止雨水或其它动物进入管内，根据现场实际情况控制施工进度，尽可能地减少二次进场作业。
第三部分：山区段管道施工方案
1施工伴行路及施工便道的修筑
在山区段进行管道敷设施工作业，由于地形起伏较大，地貌类型多样，沿线交通不便，可依托的直接到达施工作业带的道路窄而少，因此伴行路及施工便道的修筑对管道的施工有重要的意义。
1.1施工伴行路
在交通不便的山区，业主应首先考虑修建管道伴行路，不仅是方便管道安装作业，而且也为管道投产后的运营和维护提供方便条件。
1.1.1伴行公路修建的原则
（1）由专业的设计院对伴行路进行统一的规划和设计，并在管道安装工程开工前完成修筑。
（2）伴行路的路况要能够满足运管车辆以及重型设备的行驶要求。伴行路平坦且具有足够的承压强度，路面宽4.0m，路肩宽0.5m，转弯半径25m左右，同时间隔2km设置一个错车位。伴行路的坡度不大于10°（主要考虑行驶轮式设备）。
（3）伴行路的走向既要结合管线的走向又要结合现场实际地形，尽可能与管道线位平行敷设，且间距不宜过长，不大于m，同时还应尽量减少道路与线位的交叉。
（4）在山区段施工伴行路的修筑要与作业带清理工序结合起来一起实施。
1.2施工便道的修筑
施工便道主要指连接干线公路、伴行路与施工作业带之间的运管通道。施工便道应根据现场实际情况确定，主要考虑管材及设备进场方便为原则，修建时尽量利用原有村、镇道路，予以拓宽，以减少修筑工程量。山区修
筑施工便道的几种形式及做法：
1.2.1施工便道沿山坡横向修建
实际做法：采用削方铺路、设置土袋挡土墙、分层压实，便道修筑完毕在施工中需经常平整、洒水、压实保护。
1.2.2施工便道沿山坡纵向修筑
实际做法：直接采用推土机或单斗挖掘机进行路面的平整，清凸填凹，然后分层压实。
1.2.3施工便道沿狭窄的山脊上修筑
实际做法：使用灰土夯填山脊两侧，外侧使用编织袋装土进行围护，将山脊拓宽。使用过程中随时注意对填方地段进行维护，出现垮塌及时修复
山脊上修筑施工便道
1.2.4施工便道在陡坡地带的修筑
使用挖掘机直接沿线位修筑“S”形施工便道，在便道与管线交叉处修筑设备停放平台。
2管沟开挖
山区段管沟开挖难度大，如果管沟开挖不能很好地符合后继的管道安装要求，就会给后继工作带来施工难度，降低施工效率。质量控制的关键是管沟开挖的宽度和管沟开挖的深度。
根据山区段的地质和坡度情况，采用不同的管沟开挖方式。挖掘机能够进入的地方采用机械开挖，挖掘机不能进入的地段可采用人工开挖，石方地段采取松动爆破，挖掘机或人工配合清沟。管沟开挖时的土石方用于修筑施工作业带。
人工配合管沟开挖2.1管沟开挖从上向下进行，对于陡坡开挖前，应提前修筑挡土墙，将开挖土石方放置在挡土墙内，防止土石方滚落。
2.2石方段管沟由于表层土稀少大部分地段施工完后需要复耕，为防止表层土流失开挖的表层土，应装入编织袋，堆放在施工作业带边缘。同时起到挡土墙的作用。
石方段管沟开挖的土石方堆放在作业带一侧，用于平整作业带并减少占地宽度靠近沟边处用装土袋作挡墙防止石头滚落到管沟内。陡坡地段管沟开挖，为防止意外要在作业带附近设置紧急通道并作好标记
设置紧急逃生通道2.3管沟开挖的控制
2.3.1管沟开挖深度控制
管沟开挖深度应按设计提供的纵断面图进行，但在实际操作中要特别注意以下两点：一是不可能随局部地形起伏开挖，由于山区地形起伏的复杂性，设计图纸上往往不能准确的显示实际地貌特征，但设计会针对某一区段的地质情况，给出一个最低埋深，如果管沟随着地形来开挖，将会给管道安装带来巨大困难，要么增加弯头弯管和短节的数量来适应管沟的变化。正确的做法是根据设计的纵向变坡点位置，保证开挖深度能使每两个变坡点之间的坡度一致。这样才能为管道安装创造条件。当管线沿等高线敷设时，要按垂直管沟方向最低侧的深度作为管沟埋深。
2.3.2管沟开挖的弯头弯管的控制
山区段地貌起伏大而且支离破碎，应用弯管不但数量多，而且角度变化频繁。其角度和位置的确定是影响管道埋深和施工进度的关健，管道开挖过程中应采取以下措施：管沟开挖前严格按施工图纸进行测量放线，对捌弯点做出标记，严格控制管沟开挖质量。管沟开挖成型后，根据实际地形再次进行沟下定位测量放线，对直管、弯管、弯头等管件做到精确定位，并标注在沟壁上，为弯管制作提供准确的数据。避免因弯管角度不合适而造成焊接机组停工。
2.4在管道施工中可能碰到一些小的滑坡体，遇到这种情况采取措施清除。或采取其他固定措施。管沟开挖时，要适当加大放坡比例，保证管道安装过程施工安全。经过小滑坡体的局部地段要深挖，使管道埋设于滑坡体之下，以保证今后管道建成后的安全运行。由于山区施工地形复杂，在管沟开挖过程中也可能因开挖岩层板而使上部岩体失去平衡，造成新的滑坡，此时必须将滑坡体全部清除。
小的山体滑坡2.5由于山区段管道采用沟下焊接施工方法。施工时要用编织袋装土把管子垫起来-mm。弯头冷弯管又多，再加上管道沿斜坡敷设。管道组焊完后其支承的土袋很难撤走，建议设计单位在设计管沟挖深时考虑增加mm的开挖余量。
3管道运管、布管、组对和焊接
山区段管道施工由于山区所具有的地貌单元复杂、破碎、地形起伏较大以及交通不便等特点，因此管道施工基本上采用了全线沟下焊接的施工作业方式，管道的运布管作业与管道的组对焊接在施工组织时应一起综合进行考虑。
3.1运管和布管
3.1.1运管
由于山区段伴行路、施工便道、作业带多为依山开拓和修筑，纵向坡度大，受施工现场地形地貌的影响大，所以管线很难一次到位，因此施工时要在靠近公路的附近修建多个临时堆管场，使用管子拖车，通过干线公路，直接将管道拉运至临时堆管厂，然后再依托修建的伴行公路或施工便道使用炮车或单机运管至作业带。局部陡坡地段（运输设备不能到达的地段）采用吊管机运管或用挖掘机牵引吊管机运管。
3.1.2布管
山区地段由于运管车无法直接到达施工作业带，因此需要根据不同的地形状况以及作业带的坡度，采用不同的方式进行布管作业。在陡坡地带，布管作业还要与组对焊接工序一起综合考虑。
吊管机布管（1）当作业带坡度＜15°时，使用吊管机沿施工作业带直接进行布管；
（2）当作业带坡度15°—25°之间时，仍然可以使用吊管机沿施工作业带进行布管，但要使用重型推土机或单斗挖掘机在前方拖住吊管机，同向行驶布管；
（3）当作业带坡度在20°—35°之间时，可以使用山地坦克运布管车（四川油建在西气东输16标使用）。
（4）在陡坡地段，则需要采用机械进行沟下布管作业：
①采用卷扬机等机械
牵引沟内运管小车进行沟下布管。为便于小车的升降顺畅，可以采取在沟内铺设轨道的方法，提高小车的运行速度。
卷扬机布管②当陡坡长度很长，则考虑使用索道进行布管。
在坡顶、坡脚架设“人”字桅杆，各安装一台卷扬机，安装主索、滑动小车，钢丝绳、滑轮组、卷扬机、牵引布管；一台卷扬机拉动滑动小车，移动管子到布管位置，另一台卷扬机牵引提升管道就位。
索道布管3.2管道的组对和焊接
3.2.1首先施工完坡低下管线及坡低的弯头和冷弯管，有固定支墩的要等固定支墩施工完后才能施工斜坡管道，无固定支墩的要先进行坡低弯头冷弯管的稳管，防止施工斜坡管道时管道下滑，施工顺序自下而上进行。
3.2.2当管道线路经过的地段较为连续且坡度在25°以下的地形时，采取如下的组对焊接形式：
（1）对坡度小于20°的陡坡段直接采用吊管机进行沟下组对焊接。管道组对使用外对口器。
（2）当坡度在20°—25°时，使用推土机拉住吊管机进行沟下组对焊接，组对焊接顺序如上。
3.2.3当线位经过冲沟、高陡边坡等特殊地形时，由于设备无法沿作业带行走和顺序布管，管道的组对焊接与运布管工序结合起来，分以下三种情况进行管道组对焊接：
（1）使用卷扬机进行沟下布管，同时进行管道的组对焊接，管道的组对采用“四步搭”加10t导链并配合千斤顶进行，采取自下而上组对焊接顺序。组对前在管沟两侧根据焊口的位置挖出锯齿状坑，以方便搭设施工作业平台。
（2）对长度相对较短的高陡边坡，采用在坡顶或坡底预制二联管或三联管的方式，使用吊车和吊管机配合将管道直接布设到管沟内。
管道在石方段安装时，特别是沟下焊接时，要安排专人观测山坡变化情况一旦出现松动及滑坡倾向，都要立即停止施工，采取处理措施，消除安全隐患后再恢复施工，
3.2.4在土质比较稳定、地下水位低的山区土方地段或黄土塬山区，采用斜井施工方法。
斜井施工法就是在黄土塬地区的高陡边坡处，为避免破坏黄土塬原始地貌，有利水土保持，而采用人工按照设计的线位进行挖洞，即斜井成型，在施工过程中，使用全站仪实时监测斜井成型质量，严格控制斜井的水平角和纵向角。待斜井完成后，首先在斜井上方平坦处进行“二接一”的管道焊接，然后进行检测补口作业，最后使用卷扬机及吊管机配合在斜井上方洞口进行管道现场组对焊接施工，边焊接补口边将管道逐根放入斜井中，直至斜井内管道完成敷设。
4山区地段临时施工水工保护
施工阶段水工保护工作对于山区段管道安全施工至关重要。它涉及的地域广，穿过地貌单元多，四季变化大，每一种地貌单元都有其独特和复杂的地形地貌特征，而且在施工过程中存在各种不同的灾害性天气，以暴雨、洪水对管道建设及运行影响最大，强降雨形成的洪水来势猛，历时短，常易引起，山坡滑坡，崩塌等灾害。
洪水灾害如我单位施工西气东输第XX标段。由于对山区洪水的认识不到位，安全预案不够细致在2年7月4日发生的大洪水中，虽然信息渠道畅通、指挥准确果断，没有造成人身伤害，但还是造成了一定的经济损失。
总结多年来山区段管道施工的经验与教训，使我们深刻的认识到山区段施工临时水工保护的重要性，采取有效的临时水工保护措施，对于保持水土，保障管道安全运行，施工安全，具有重要意义。根据不同的地形地貌采取不同的水工保护方法：
4.1稳管措施
管道沟下组焊或下沟后，如不能及时回填，则用装土袋压管，以防下雨时沟内积水造成管道漂浮或细土流失。
4.2护坡措施
在陡坡、陡坎上开沟施工时，由于稳定的原土被扰动，管沟回填松散土受水冲刷极易流失，因此在汇水的冲沟两岸及坡度较大的陡坡处，回填后及砌筑护坡以防形成汇水。
4.3堵排结合措施
一方面在管道上游汇水处设置截水坎，改变管道附近水流的汇水方向，另一方面在管道附近设置排水通道，这样可以切断上游水源和把来水引走，使管道附近水流消失或减弱。
截水坎4.4防冲措施
在管道与水沟、水渠交叉的地方修过水护面，防止水流对管沟的冲刷。
4.5确保埋深
无论管道沿任何地区敷设，管道的埋深是确保管道安全的关键和根本，所以在管道施工时，管道的埋深作为重点控制。
5管沟回填
5.1土方地段的管沟回填
土方陡坡段管沟遇水冲刷极易造成滑坡、滑塌和管底掏空，对管道会造成很大的破坏，因此管沟内土方回填的质量非常关键。根据我公司西气东输和陕京二线的施工经验，管沟回填采取下列施工方法：
机械回填管沟5.1.1回填前按照设计要求做水工保护－灰土挡土坎或浆砌石截水墙，
先将管线底部垫置的土袋撤掉，使管线降至管沟底部，将沟内的临时支撑物、建筑垃圾清理干净。进行电火花检漏，确认合格后，
采用细土分层回填、夯实，回填采用机械，人工配合整平，用机械夯分层夯实，每层回填土厚度不大于mm。
5.1.2灰土挡土坎或浆砌石截水墙和管道两侧根部机械夯无法夯实的部位采用人工进行夯实，在夯填过程中，注意保护管道的防腐层不受破坏，检测管沟土方回填密实度采用贯入仪检测。夯实到管顶mm，进行大回填，大回填采用原状土进行回填，机械压实。为保证分层回填的质量，每个回填段之间预留阶梯状接差。
挡土坎5.2石方段管沟回填
由于山区段多为石方管沟，回填要与沟内水工保护结合来同时进行，先进行挡土墙、挡土坎、阻水墙的施工，其后进行沟内回填，对于含土量少的石方地段，应使用编织袋装土回填细土，防止回填土被水冲刷。
沟内截水墙对于石方段或土层较薄处，细土尽量采取就近采筛的办法获得；作业带在一定距离范围内表层土厚度相差较大时，在保障回填细土和耕表土的情况下，各段之间可采取细土平衡的办法解决；如若仍满足不了要求，采取外运细土回填，以保障施工质量。
编织袋装土回填管沟回填主要采用挖掘机，特殊地段配合人工回填。
5.2.1细土选取
石方段管道施工需要大量的外运细土进行管沟回填，施工时如取土点选择不好，及取土形式正确，将会在取土区形成新的自然灾害产生点，所以细土回填的取土点的选择及取土方式十分重要。根据忠武管道、广东LNG管道、珠海LNG管道等项目施工经验，施工时需注意以下几个方面。
（1）取土点的选择，应选取在当地政府部门指定的取土点上，取土点应尽量避开山前洪水泄洪口及当地政府规划需要占用的土地。
（2）取土施工时，除非当地政府部门允许或需要进行取土后形成大型的取土坑，施工时方可进行集中点的取土工作，否则，取土施工应采取多点位剥离表层土的方式进行，以防止集中取土后，在取土点形成大型的深沟或深坑，使作业区成为新的自然灾害产生点。
外运细土管沟回填5.2.2弃土处理
石方段施工过程中，由于原有丘体的波状起伏及高低不平的原始地貌，及作业后受土石方松散比的影响，将使施工作业后产生大量的废弃物，这些多余的土石方如不妥善处理，将会产生阻塞泄洪道，造成人为抬高洪水峰头或使洪水重新寻找泄水口等自然灾害。根据我公司以往的施工经验，对废弃土石方的处理需注意以下几个方面：
（1）对于沿沟谷施工时多余的土石方，应尽量选择在地势较高处，分散堆放，不允许在谷内就地集中堆放，以防止阻塞泄洪口。
（2）对于沿山坡处施工时多余的土石方，小粒径的应摊散，大粒径的应移至地势较低处堆放，以防止形成新的碎石滑坡体。
（3）对废弃的砂、石、土不得随意倾倒，运至地方政府指定弃渣场。
6管道试压
近年来，长输管道所选用的管径、壁厚及钢种级别以及设计压力越来越大，因此从试压工序的安全性考虑，管道试压基本采用水压试验的方式。由于水所具有的高差静压力的特性，在确定管道试验压力时，不仅要考虑到管道内压力作用，而且还要考虑水的高差静压力的作用。同时在管道上水和排水的过程中，如不采取必要的措施，还容易在管道内混入空气而形成水气混合物，给管道的试压和排水工作带来非常不利的影响。因此山区段的管道试压应重点考虑如何进行合理的试压分段和采取怎样的措施进行扫排水作业。
6.1试压分段的原则
由于山区段所具有地形起伏较大、落差大、高陡边坡多等特点，当采用水为试压介质时，要根据管段纵断面图，仔细计算管道最低点的静水压力，然后核算管道低点试压时所承受的环向应力，使其值最大不得大于0.95倍的钢材最低屈服强度。这样可以最大限度地减少管道试压分段，使线路上未经过试压检验的焊口越少，管道的安全风险也就越小。同时建议在管道设计阶段就要充分考虑试压分段的要求，对在线位低点的管道壁厚进行适当的加大（主要是考虑水静压力的影响），而不是单纯按照地区等级选取。进行试压分段时还应考虑取水点的位置以及试压点的地形情况，看是否方便试压设备机具的进场。
6.2管道注水
因山区段地形起伏较大，管道注水时一般采取加注水清管器的方法，以防止管内存在空气。同时在注水过程中，清管器运行不可避免的会遇到较陡的山坡，当在下山坡段时，清管器受自身重力和水的推力的作用将会很快的下滑，易使管段中形成气穴，从而影响注水量的计量准确。因此，为保证管道注水时将管内空气排净，避免形成气穴，注水过程中应特别注意以下事项：
6.2.1注水泵的排量选择上要足够大，以保证注水过程中水不断流。同时注水过程要连续进行，无特殊情况避免中途停止注水。
6.2.2在地形起伏较大的试压段，作好注水背压工作。注水背压就是采用关闭注水末端的排气阀或利用空气压缩机向管段内充气的办法，在清管器运行方向的反向上施加一个作用力，以避免清管器在下山坡段的快速下滑。背压的大小取决于注水段高差的大小，其背压值应保持大于注水段的高差静压值。
6.3管道试压过程
6.3.1试压前应仔细计算各点的试验数据，不得出现偏差。特别应注意的是在试压段中存在着多处壁厚变化点，应着重对壁厚变化点的高程进行仔细核算。
6.3.2选择合理排量的升压泵，以控制升压过程应缓慢，升压速率不宜过大。
6.3.3在升压泵排出的管道上安装单向截止阀，以避免高压水通过升压泵外泄。
6.4管道排水
6.4.1管道排水作业时，不得采用直接将水自然排放的方法，这样很容易使空气进入到管段内，在管段内形成水气混合的现象，这将给排水工作带来很多的困难。
6.4.2使用排水清管器，采用压缩空气推动清管器将水排掉。在排水时，在排水端安装流量计，这样就可以通过观察水的排量，大概估算出清管器到达的位置，为排水背压提供实施依据。
6.4.3采取控制排水阀门的开度大小，控制排水端压力，使排水端的压力始终要大于试验段内的静水压值，从而避免排水过程中空气进入到管内。
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