王涛
（中石化中原建设工程有限公司河南濮阳457000）
摘要:结合国内外长输管道施工实际,论述了管沟山区地段开挖技术和开挖安全保证措施,提出了地形地势允许条件下,优先采用通过管沟开挖实现管道的弹性敷设和开挖方案的制定与开挖作业的风险评价相结合的观点。
关键词:长输管道;管沟开挖;技术
前言
随着我国石油、天然气管道事业飞速发展,逐步形成了陆上长输管网。长输管道输送距离长,沿途地形地势复杂,多处穿越河流、山谷、冲沟,局部为水网沼泽或山区陡坡地段,影响管道施工的综合进度;地质情况多变,粉质黏土、砂质黏土、淤泥质土、碎石类土、盐渍土和岩石等交错分布,土壤的物理力学性能是影响管沟开挖的主要因素。管道埋深是影响管道安全平稳运行和使用寿命的3大因素(防腐、焊接、埋深)之一。因而管沟开挖成为管道施工的关键工序之一。文章结合作者在某山区的油气管道管沟开挖施工，具体探讨了相关的施工方法和技术措施。
1山区管线管沟开挖工程特点、难点分析及对策
1.1山区管线管沟开挖工程特点和难点
1）山高坡陡：由于山坡起伏坡度大，在平原线路段施工的移动电站、吊管机等设备爬坡能力满足不了施工需要。
2）地形起伏大：短距离地形起伏次数多，基本上是十多米就需要连接一个冷弯管或热煨弯头，无法在地面连续进行预制。
3）动输困难：因施工区域位于山区，地偏、路远，道窄、高差大，运输布管既困难又危险。
4）管沟石方开挖和回填：山地地质为石方，可能需要石方爆破成沟，开沟难度大，危险性高，作业工期长，管沟施工时扰动大，潜在的危因素很大。
1.2高坡布管焊接措施
1)采用钢管轨道:根据实际的地型条件,采用强度满足要求的钢管的作为钢管轨道,端头采用中心螺栓连接,有利用于搬运和搭接,并保证上端面接口平齐。
2)利用卷扬机牵引小车随根进行搬运，具体见工序施工说明。
3)组对方向从下到上，利用挖掘机和三脚架进行组对焊接。
4)采用功率较大的挖掘机，动力大，爬坡和起吊能力强。
1.3克服地形起伏的措施
1)沟下组对焊接：地形起伏大，热煨弯管或冷弯管的用量大，在管沟开挖成形后再进行组对焊接。
2)做好沟内和沟外的排内：雨季时，做好沟内外的排水，以减少沟内土方的淤积和管沟壁的坍塌。
1.4山地运输措施
1)多修临时便道：将管沟开挖的石方和土方作为敷设临时便道的基础，以克服起伏地形的管道、设备、配件等运输。
2)采用大型的拖拉机和挖掘机，并辅以大型的平板拖车等自制机械，以保证山体区域的运输。
3)局部采用钢管轨道：在局部陡坡区域，施工机械设备无法搬运时，采用钢管轨道。
1.5岩石管沟开挖和回填措施：
1)采用机械开挖和爆破相结合的办法，部分可以采用履带式岩石放；
2)管沟回填采用填砂和挡土墙相结合。
2管沟开挖施工准备
1)成立项目经理部，配备项目管理人员，选调施工机组组成强有力的施工队伍。明确施工任务划分，进行施工人员、设备调配。
2)对施工人员进行思想教育，要求每个管理者和施工人员必须树立良好的管道工人形象，从生活作风、社会道德，尊重少数民族地区的风俗习惯，能够体现出当代建设者的精神外貌。
3）对全体施工人员进行HSE教育，针对本工程施工和地理条件、地理环境的特殊条件，教育职工树立“安全第一”的思想意识和环保意识。
4)施工设备检修、保养。根据设备配置计划，分批进行检修、保养，并根据设备状况确定自检、自修或进厂维修，以检修完毕。
3施工顺序
管沟开挖的质量对管线的埋深质量影响较大，埋深达不到设计要求，将影响以后的安全运行。管沟开挖要依图进行，如遇见和图纸不符情况应及时上报监理，得到监理指令后方可进行开挖。
1）首先对图纸所定管位进行探测，探测分仪器探测和挖坑探测，探明管位下方有无其他管线、光缆等障碍物。探测结果汇总后制定出穿越障碍物得方案方可进入下步程序。
2）放线：管位为中线，放出管沟放坡的边线，在保证管沟深度的前提下，以保证不塌方为宜。
3）所用设备及材料：推土机、单斗别挖掘机、轮斗挖沟机、空气压缩机、抽水泵、风钻、炸药及爆破器材，钻杆、铁镐、铁锹、撬杠、顶木等。
4管沟开挖
1)管沟开挖先采用履带挖掘机开挖，然后采用风镐和爆破方式开挖石方管沟，人工清理管沟。
2)管沟要求：根据规范要求，焊接采取在沟下半自动焊方式，山区段弯头弯管安装多，同时考虑到管沟开挖便于操作控制，沟底宽度取最大系数计算，宽度为3米；沟深比设计深200mm，用于细土回填；管沟地质为土、岩结合，沟边坡比根据管硬质岩的1：0和老硬土的1：0.33,取综合系数1:0.2；开挖的土石方放在管沟一侧，土方堆在靠近管沟侧，距离沟边1米，石方堆在远离管沟侧，便于回填时先回填土方，后回填石方；因为是石方地质，所以管沟开挖的同时开挖出需做水工保护的基槽。管沟沟壁和沟底应平整，不得有突起的石块等尖锐物，直线段管沟应顺直，曲线段应圆滑过渡；管沟允许偏差：沟底标高为+50mm、-100mm；沟底宽度为+100mm、-100mm；变坡点位移小于1000mm。管沟开挖完后及时用全站仪对管沟深度进行测量，不符合设计要求时及时修整，应做好记录。
3)石方段爆破施工按照线路施工组织设计爆破施工方案要求进行。
4)管沟回填细土回填范围为管底下方200mm至管顶上方300mm的管沟空间，然后回填原开挖的土石方；细土回填颗粒最大粒径不超过10mm，细土从外购置，利用开挖的混合土方开挖时，需要对土过筛后回填细土，细土回填尽量采用人工回填，管底要填实，防止管道悬空；石方回填最大粒径不超过250mm，宜混合土方一起回填，回填采用履带挖掘机回填。回填土应平整密实，回填石方应压实。回填土高出地面300-500mm。陡坡段可采取用袋装土分段回填，减少雨水对管沟的冲刷造成水土流失。
5)回填时，在水工保护施工和阴极保护施工需要预留的地方暂不回填，待水工保护和阴极保护施工完毕后，再做回填。施工后山区段剩余的多余石方等人工运到山下施工便道旁，用车拉运到指定地点碓放。
5安全措施及应急预案
1）各种机械设备操作人员必须持证上岗，保证操作熟练；
2）沟下工作人员必须戴安全帽及其他安全装备，沟上配备专职监护人员，防止沟坡塌方伤人；
3）拴固已焊接的管线，每20米一个拴固点，拴固方式可采用吊带（绳）拴固和用推土方式相结合，防止管线滚沟，引发安全事故；
4）现场各工种应密切配合，听从现场安全人员的同意指挥；
5）设制突发性情况预案，如损伤其他管线，光缆，施工人员受伤等（准备抢险人员及机具设备等）；
6）保证指挥人员的通讯通畅，及现场必要的交通工具；
7）防洪措施设力专项防洪预案。
6.HSE保证措施
1）认真贯彻执行国家、施工所在地的有关健康、安全与环境法律、法规，我单位的健康、安全与环境方针、目标以及业主提出的相关要求。
2）为健康、安全与环境管理体系有效运行提供强有力的领导和必要的资源保证。
3）关心员工健康和安全，创造良好的作业环境，树立一流的企业形象。
4）营造良好的健康、安全与环境企业文化，强化员工的健康、安全与环境意识，不断提高员工的健康、安全与环境表现水平。
5）指定项目部各级HSE监督，加强项目健康、安全与环境管理体系运行的监督管理。强化风险管理，运用风险管理技术，减少和避免人员伤害和对环境的破坏。
6）运用科学的管理和先进的技术，实现健康、安全与环境管理体系的持续改进
参考文献
[1]中油集团质安环保部.石油风险评价概论.北京:石油工业出版社,2001
[2]庞伯贤，油气长输管道管沟开挖技术，管道技术与设备，2003
[3]倪洪源,孙树山;天然气长输管道干燥技术[J];石油工程建设;2004