陡坡管道工程

1、目录1.概论22陡坡管道施工技术32.1测量放线32.2便道修筑32.3开拓作业带32.4防腐管运输及装卸42.5管沟开挖42.6布管52.7管道安装52.8管道组对焊接62.9 一次细土回填72.10管沟回填83陡坡纵向弯头的受力变形分析84我国管道（包括陡坡管道）建设发展现状及前景展望.104.1我国管道建设发展现状104.2我国管道建设前景展望105总结126参考文献13陡坡地区管道工程1.概论油气管道运输，具有输送能力大、能源消耗少、成本低、可连续均衡运输、 不受气候季节影响、永久性占有土地少和运输安全性高等特点，是公路、铁路、 水路、航空运输方式无法替代的第五大运输方式。管道运输业是个庞大的工业体 系，在石油天然气工业乃至世界经济中发挥越来越大的作用。综合概括起来管道工程的特点主要有：综合性强。管道工程是应用多种现 代科学技术的综合性工程，既包括大量的一般性建筑和安装工程，也包括一些具 有专业性的工程建筑、专业设备和施工技术。一条管道消耗钢材几十万吨以至上 百万吨，投资有时需要几十亿美元，工程规模十分庞大，被世界各国视为大型的、 综合的工业建设项目。复杂性高。大型的油、气管道

2、往往长数千公里，沿途可 能要翻越高山峻岭,穿越大河巨川，或是穿越沼泽地带和沙漠地区。尤其是70年代 以来，管道工程逐步伸入北极地区和高原的永冻土地带，并向深海发展，工程条 件尤其复杂。另外，管道工程与所经地区的城乡建设、水利规划、能源供应、综 合运输、生态平衡等问题密切相关，而且，在数千公里的施工线上组织施工，需要 解决大量的临时性问题，如物资供应、交通车辆、筑路、供水供电、通信、建设 管道预制厂等，这些都使管道工程更加复杂技术性强。管道工程是技术性较强 的现代工程。管道本身和所用的设备，要保证能在较高的压力下，安全、连续地 输送易燃易爆的油和气。另外，各种油、气的性质不同，要使管道能满足不同的 输送工艺要求。例如天然气和原油的输送管道要进行脱硫或脱水等预处理，输送 易凝高粘原油的管道要进行加热或热处理等。管道敷施的环境千差万别，还要有 针对性的处置措施，例如永冻土地区的隔热，沙漠地区的固沙，大型河流的穿越 或跨越，深海水下的稳管等。这些技术问题都是十分复杂，需要多专业、多学科 来综合解决。现代化的管道工程广泛应用电子技术，具有很高的自动化水平，在 管理上，实行集中控制和高效、可靠的管

3、理，其技术性更强。严格性高。管道 工程质量必须严格达到设计和规范的要求。数千公里长的管道系统，在工况经常 变化的条件下，要长期、高效、安全地连续运行，就要求管道随时处于最佳运行 状态。长输油气管道沿途穿越戈壁、沙漠、沼泽、高山、冲沟、峡谷、河流等多种 复杂地形，管线不可避免地要通过陡坡。山区陡坡（坡度大于15）地段由于纵横 坡度大、地面高差大、土层和岩层间差异也较大，管沟开挖后容易把山坡体原始 的稳定状态破坏，引起土石滑坡、塌方、泥石流等地质灾害；或改变原来水流状 态，使雨水沿管沟冲刷，造成回填覆土失稳而沿管沟滑动。由于土体的滑动，可 能危及管线的安全运行，因而成为管道施工过程中的关键控制难点之一。山区长 输管道陡坡地段的施工，主要在布管、窜管、穗管方面存在较大难度，如果管线 不可避免地要通过滑坡区，必须对陡坡段管线采取相应的工程措施，参考国内外 陡坡地区铺管经验，结合陡坡地带自身的地理、地质、环境等特点，采取特殊措 施才能保证工程安全高效施工。2陡坡管道施工技术2.1测量放线1）对线路定测资料，线路平面和断面图进行详细审核和校对。放线的基准点为 设计单位设置的线路控制桩和线路临时性、

4、永久性水准基标。2）根据控制桩测定管道中心线，并在控制桩之间按照图纸要求设置纵向变坡桩、 变壁后桩、变防腐图层桩、穿越标志桩、百米桩和曲线加密桩。各种桩用油漆注 明类别、编号、里程等要素，标注应易于辨认，便于寻找。3）各桩均应注明里程、地面标高、管底挖层以及挖深。4）对于图纸及定测资料已标明的阀室、地下构筑物应进行调查、勘探，并在线 路与障碍物交叉范围两端设置标志，并在标志上注明筑物类型、埋深和尺寸。5）采用白石灰或其他鲜明、耐久材料按路线控制桩和曲线加密桩放出线路中线 和施工占地边界线。6）如果地表为岩石，正常的放线工作无法进行，通常情况下，用测量仪器定位， 每20m用油漆（红色）在岩石表面做标记，标记位置尽量选择在凸起、醒目、空旷 的岩石表面上。对于转角桩，在其周围醒目的位置进行栓桩，以便校合原桩位。2.2便道修筑1）施工便道的选择，应首选原先小路，对其进行拓宽、推填、垫平、碾压、加 固。其次选择新建，新建施工便道尽量沿台地缓坡设置。2）对于施工便道与公路衔接处，采取用土袋、枕木铺垫的方式，对于有路边排水 沟的要埋设过水涵管.施工便道经过埋设较浅的地下管道、电缆、沟渠等地下 物或设

5、施时，应采取必要的加固保护措施.3）在有横向坡度的陡坡上修筑施工便道和作业带时，要符合以下规定：当横向坡角为10-20度时，人工直接在斜坡上挖土修筑。当横向坡角为2030度时，人工铲土修筑。当横向坡角大于30度时，可修筑盘山便道上山，用推土机盘山推平、压实， 便道坡度要能保证车辆运营上山及设备等倒运。管道沿山敷设较长距离时，便道 应保证通过半挂拖车运营到作业带。在地表松软或易滑坡的地段应打桩加固或修 筑挡土墙。4）施工便道在施工完成后，按要求进行拆除，恢复原貌。2.3开拓作业带1）施工作业带设备行走的一侧应修在与施工便道连接的一侧。施工作业带有时 可与施工便道的修筑统筹考虑。2）施工带应水平方向平整、夯实、以防出现横向倾覆。3）施工作业带的坡度最好小于20度,当大于20度时，应通过” Z”字行路来降低 坡度.4）在横坡修作业带时，填土一侧应夯实、平整。当为石质山坡时或横坡大于30 度时应通过设挡墙或打桩的方法，加固作业带。5）当纵向坡度大于30度时，应采取人工修筑施工作业带，可做放坡处理或先进 行管沟开挖。并每隔50米修筑一个8m*4m的焊接设备停放台。6）当道路较窄且路边山坡较陡时考

6、虑劈山并放坡，土方工作较大时要找到合适的 堆土位置，不能破坏当地自然环境。7）对施工作业带内及附近有可能危及施工作业安全的滑坡、崩塌、岩堆等应彻底 清除或采取有效的保护措施。8）一般地段（平原、河谷、浅丘，纵坡10，横坡8）施工作业带宽为28m。 山区一般地段（10纵坡30，8横坡15）施工作业带宽度为1220m。山 区陡坡地段（纵坡30，横坡15）施工作业带宽度为12m。9）施工作业完成后清理作业带，应注意对环境的保护，减少或防止水土流失， 尽量恢复原来地貌。2.4防腐管运输及装卸按运输方式的不同可分为：管车运输、槽车运输、履带背管车运输、爬犁运 输、吊管车运输、索道运输等。雨季施工运输，应注意山坡塌方和滑坡，采取安 全措施，过河注意防洪防汛。2.5管沟开挖1）陡坡管沟开挖分纵坡管沟开挖、横坡管沟开挖和复合管沟开挖，尽量采用挖 掘机开挖，当挖掘机无法到达时可以采用人工开挖，石方段采用爆破与人工开挖 相结合的方法。2）陡坡管沟开挖前，要打加密钢桩以防开挖时山坡塌方。3）一般地段将管沟回填高出地面300mm，斜坡段管沟回填须分层夯实。4）管沟沟底宽度应符合下列要求：（1）在沟边组装管道：

7、管径500mm，沟底宽度为D+0.4米；管径 500mm，沟底宽度为D+0.3米。（2）在管内组装管道：不论管径大小，沟底宽度均为D+0.8米。5）管沟边坡度可根据土壤的性质来选择，当管沟不超过5米时，在不加支撑的 情况下，一般可按表1查用。土壤种类沟边坡度沟边无载荷沟边有静载沟边有动载砂土、砾石1： 0.751： 101： 1.25亚砂土1： 0.51： 0.671： 1.0亚粘土1： 0.331： 0.51： 0.75含砾石、卵石土1： 0.51： 0.671： 0.75泥炭石、白垩土1： 0.251： 0.331： 0.67粘土1： 0.251： 0.331： 0.67干黄土1： 0.11： 0.251： 0.33表1各种土壤的允许坡度6）沟边的挖掘深度在管道输送介质无特殊要求的情况下，可参照表2规定选择:类别荒山耕地水田沟渠居住区穿公路公路沟岩石区埋深0.40.60.81.01.20.80.50.4表2管线埋设深度表（米）2.6布管1）布管时应按设计图纸要求的管径、壁厚、防腐层类型及级配等顺序进行，使 布管准确有序。布管要按规范要求进行。2）布管时，管道呈锯齿形摆放，在钢管两端

8、底部设置稳固的管墩支撑，以保护 防腐层，且不允许有土块或杂物进入管内。3）吊管机布管时选用尼龙带，并在管子两端系绳，由两人牵引，以免在运布过程中， 损伤防腐层。4）当坡度较大且深度较小时，不需在陡坡上布管。5）当陡坡长度较大且坡度较陡时，吊管机等设备无法到达时，采用卷扬机布管。6）采用沟下焊接地段，管子在沟上布置并采取措施保护防腐层，随着焊接逐根 沟下组对。7）布管时，应采取有效的管子稳管方法。2.7管道安装根据坡度的大小，管子可运到坡顶还是坡脚、施工便道和施工作业带的距离 和修通的难易程度、坡上表面土的种类和状态、施工装备情况等，管道安张可以 米取以下几种方法：1）当坡度小于15度时，可进行小区域的焊接流水作业，使用吊管机布管、组对， 履带式二弧焊机焊接。施工设备用道木找平。2）当坡度大于15度小于22度时，沿施工作业带每间隔50m，修筑一施工作业 平台，停放焊接设备。利用吊管机布管、组对。3）当坡度大于22度小于30度时，管道从下向上预制安装（滚轮式）4）当坡度大于30度时，管道从下向上单管安装（轨道式）；从上向下预制安装 管道（可采用滚轮式、竹皮子式、轨道式）；索道运管进行安装；

9、长坡分段的管 道安装。5）管道安装允许偏差见表3所示：项目允许偏差（毫米）坐标及标高室外架空15地沟15埋地25室外架空10地沟15水平管弯曲DW1001/1000最大20D 1001.5/1000立管垂直度2/1000最大15成排管段在同一半面上5间距+5交叉管外壁或保温层间距+10表3管道安装允许偏差2.8管道组对焊接1）坡口清理（1）需在施工现场进行坡口加工的管子，对于大口径大壁厚管道而言，应采用坡口 机加工坡口，管道连接口，可采用机械切割和气割（2）管道组对前应将管内杂物清除干净，并注意对内涂层的保护（当有内涂层 时）。（3）使用电动钢丝刷或砂轮机将坡口两侧25mm范围内的起鳞、磨损、铁锈、 渣垢、油脂、油漆和其他影响焊接质量的有害物质清除干净，使焊接表面均匀、 光滑并呈现出金属光泽。2）管道组对针对不同的坡度 地质条件 管道安装方法 可选择不同种类的管道组装方法. 内对口器组装法：内对口器组对时，应使用吊管机起吊管子，吊管机数量不宜少 于两台，应使用间隙样板控制对口间隙，应在焊接完成后拆卸或移动对口器，移 动对口器时，管子应保持平稳。（2）链式外对口器组装法：采用链式外对口器组装时，应尽量使用吊管机起吊 管子，否则可采用四木塔倒链或龙门架起吊，应在焊接完成50%以上时方 可拆卸对口器，

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