喀斯特地貌下长输管道运布管施工技术探讨
李红江，汪赛克
（中国石油天然气管道局第三工程分公司第二管道工程处）
摘要：贵州和云南东部是世界上最大的喀斯特区之一，地形起伏较大，道路崎岖，沟壑纵横。在此地貌下的管道施工，施工沿途地形复杂,特别是对于运布管工序，存在着很大困难，需采取特殊措施才能保证安全高效施工。CPP305机组在中缅天然气管道工程陡坡地段的施工中，有针对性的采用了溜管布管、漂管布管等方法，有效地解决了陡坡地段，河流段施工的运布管难题，既简单又经济可行，降低了施工难度，缩短了工期。 关键词：长输管道；喀斯特地貌；管道铺设；施工技术
一、工程概况
CPP305机组承担建设的中缅油气管道工程（国内段）第十一标段，位于安顺市丁旗镇，沿线地形主演为连绵不断的山区，线路大部分为石方段，地势山高谷深、坡度大、地形破碎。该地区雨量充沛、部分地段与河流频繁交叉前行。在开工以来我们遇到了诸如坡度大、距离长山梁和跨越河岸等特殊施工段，这些特殊地形给管道布管工序带来难以想象的困难，成为制约管道工程施工过程和工程总体进度的瓶颈，我机组通过一线施工作业实践经验的积累，寻求探索了若干行之有效的施工方法。下面以十一标段中QBF025桩以及QBG020G桩为例，对我机组积累的喀斯特地貌下，长输管道所常见的难点地段施工中布管方案作一介绍。 二、布管方钢管运输与布管要点 2.1管场的设置
山区地段地势起伏不平,不能一次进入施工现场。我机组根据现场情况，在省道附近分别设置了三个二百根数量级的堆管场，可以用于直接拉到作业带的二级堆管场，具体位置和数量根据现场情况确定。成品管要同向分层码垛堆放，堆放高度不要超过3层，且要保证管子不失稳变形、不损坏防腐层，不同防腐等级、壁厚的成品管要分开堆放，堆放在同一层且相邻的成品管要保持有一定的间隙，以方便吊装，堆放时为防止管子滑动保证管垛的稳定，最下层要用楔子楔住[1]。贵州喀斯特地貌以山区、河谷地段为主，管子堆放要根据地形地势选择平坦、地势较高的位置，管垛支撑端部要加高，避免滚管、滑管和山水冲刷。 2.2管子的倒运
根据堆管场到作业带的道路坡度、转弯半径、路面情况特点,贵州段管材二、三次倒运一般选用自制的炮车，即在两个车轮间安装固定钢管的托架, 将钢管大致中心位置固定在托
架上,利用拖拉机或其它牵引设备拉管的简易车辆。双轮管梁炮车在目前山区段管道施工中用得最多最广,根据对管材的重量和施工便道的情况,在中缅管线工程中，一般车轮使用850mm 外径( 每个车轮均为双胎),可以减少山地人工炮车装卸管的难度, 增加了操作安全性。 2.3布管要点
布管时管道呈锯齿形摆放。沟上布管时，管与管首尾相接处宜错开一个管径，以方便管内清扫、坡口处理及起吊，管道边缘与管沟边缘还要保持一定的安全距离。沟下布管时，管子首尾相接处要留有间距，吊管机布管吊运时宜单根管吊运。山区石方段地段布管时应在管子两端距管口1．2～1．8m处设置稳固的支撑，可用软土堆或装填软土的编织袋或草袋，支撑的高度以不接触地面硬物为准。严禁使用冻土块、硬土块、碎石土、石块做支撑。为满足管道组对焊接要求，每个管子下面应设置至少1个管墩，管底与地面的距离为0．5～O．7m。管墩可用土筑并压实或用装填软土的编织袋或草袋垒筑。所有管墩应稳固、安全。坡地布管，线路坡度大于5°时，要在下坡管端设置支挡物，防止串管。线路坡度大于1 5°时，待组装时从堆管平台处随取随用。
针对不同的地形，要制定适宜的、可靠的、安全的布管技术方案措施，斜坡、陡坡段布管必须采取措施防止滚管和滑管，且布管要为后续的组对焊接等其它工序提供有利条件。 三、布管方式的选用
3.1山区管线常见布管运输方式
针对山区特点如何进行布管运输是山区管线组织施工的关键，我机组在长期山区施工经验中，总结确认了以下几个方式：地势较平的山梁、沟谷地段和纵向坡度小于15°地段用吊管机布管。吊管机是安装施工时短距离倒运的最好工具, 应用于管材倒运也比较方便。但当坡度较大时,吊管机的使用功能得不到更好的发挥,只能用来短距离倒运钢管; 而挖掘机有较强的自救能力,对防腐管能够做到很好的保护, 采取适当的捆绑和防护措施后, 用挖掘机在坡地拉运管[2]。同时根据实际地形，开辟“之”字形便道减缓坡度，“之”字形便道对布管速度及防腐层的保护有着重要作用，坡地的作业带修筑必须要平整，有起伏的地段应垫土袋子，尽量降低起伏，对起伏很大的石方段，必须清理凸石。 3.2几种特殊地形下的布管方法 3.2.1 漂管法
位于丁旗镇的CPP305-3作业面，在QBF025桩施工时，需跨越河岸运布管作业。该河面约三十米、岸坡较缓、水深但流速较小。经过技术人员测算，河流水深足够让管道所受浮力大
于管道自身质量，分析后决定采用采用浮运法运管并结合其他布管法布管。具体操作如下:将钢管两端用肓板、防水材料封闭后，将管道利用起重设备放置河中，河对岸用挖掘机在钢丝绳及吊管带的牵引下，使管道从水面漂浮过河，到达对岸，同时结合其他适宜布管法装运管道至施工作业点。我机组在此桩段作业后期，需大量使用漂管法运布管时，经研究确定使用捆绑空汽油桶作为辅助漂管的工具，即将钢管放置其上，牢固的捆绑一起，使用挖掘机牵引至河对岸。这样就可以使管材在河水漂流过程中，很好的减少了水流阻力，方便钢管准确的到达对岸预估位置，提高了效率，保证了工程进度。
该方法适用于水流速度较小，运布管量少的地段作业。施工漂管时应注意以下几点：同时使用两台挖掘机，采用“前拖后送”的方式，拖管时挖掘机拖与送尽量同步，听从一名起重工统一号令，保证管线在牵引过程中不受水流的影响。实际操作中，经测试，每小时至少可把六根钢管布置到作业带，这样既节省了在每道焊口处围堰排水的时间和施工费用，也大大缩短了工期。
漂管法适用条件：
（1）长距离纵向漂管施工适用于水深大于管子漂浮深度且河床土质较为硬实区域，满足宽履带挖沟机行走。
（2）漂管线路事先需要扫线，清除障碍，避免漂管过程中搁浅。
（3）指挥漂管作业的起重工，要经过培训上岗；漂管是否顺利，漂管后的管线中心线是否准确在很大程度上取决于起重工现场指挥和协调。
（4）漂管时负责牵引的挖沟机在保证牵引力的情况下，尽量要少，牵引挖沟机要控制行驶速度，管段一但启动，速度要慢，接近终点时，牵引挖沟机停止行驶，管段靠惯性可达到终点。
（5）漂管时，管段两端用临时封头封堵，并缠以密封胶带，防止河水渗入管内。 3.2.2 溜管法
以中缅管道工程第十标段管线在QBG020G桩至QBG021G桩之间管线为例：管道沿纵坡翻越山体时，一侧较陡，坡度大于35°，而另一侧相对较缓，针对这种山体石方段，我机组决定采用溜管法，具体操作如下：将管道从较缓一侧运到坡顶后，从坡顶将管道顺放到较陡一侧的管沟内。采用此方法应将管沟内的硬质物清除干净并垫上细土，同时将钢管用草袋子包裹好，以保护防腐层不受损伤。如果斜坡管道敷设的长度较大，用柔性物（草袋、毛毡）将管道包裹，外表面用竹片保护，铁丝捆扎牢固，管端焊制封头、用吊车或吊管机（加长吊杆）直接将第一节钢管吊放到沟内，牵引设备向山体（冲沟）方向移动，缓缓向下溜管，一直到
达第一根管道预定位置停止。第一根管道的尾端到达斜坡顶点时，停止溜管，用设备吊装第二根钢管，在斜坡顶部进行连头作业。第一、二根钢管组焊后，使焊道进行冷却，然后，在吊管机的配合下，牵引设备向山坡（冲沟）方向移动，使管道缓缓向下移动，达到预定的位置。如果斜坡管道较长，还需要焊接管道，可重复以上方法直至达到要求长度。在预制钢管冲沟时，我机组使用一台挖掘机在坡地中间，用挖掘机斗背，跟进维持钢管稳定在设计的冲沟轨道上，保证了预制钢管准确打入预定位置的土墙之中。[4] 3.2.3 双吊管带运管法
此方法较为简单实用，即在使用挖掘机翻越山坡运布管时，为防止钢管在机械设备上下坡段时管材的摆动、窜动，所采用的方法。顾名思义，即是在运一根钢管时，同时捆绑两根吊管带，管带与管体形成三角形依托，有着很好的稳定牢靠性。特别需要注意的是，双吊管带运管所使用的管带较短，以刚好被挖掘机斗背托起为准，管体依托在挖掘机的斗背，可以更好的降低运管时防腐层损伤。
双吊管带运管法使用特点有以下几点：布管使用的设备及人员少，至少可以节约一名布管人员，这也是双吊管带布管的最大优点；提高了施工速度吊管机布管相比速度快、安全平衡；安全系数高，在石方陡坡地段施工，双吊管带布管运管时，由于管子离地面较低，可以极大地降低运管爬坡时钢管的摆动、窜动，增加了沟底管子滑落的可预见性，可以达到很好的平衡效果。 四、总结：
以上施工方法和措施在中缅天然气管道工程的十一标段山地施工中得到广泛应用，并取得了良好效果，不但加快了工程进度，也有效地保护了管道防腐层，我相信，通过以后工程的进一步实践和应用，喀斯特地形下布管的施工方法必将得到进一步的完善和发展，从而形成一套特殊地形下的管道施工技术方案，对以后其他类似工程具有很好的参考作用。
参考文献
[1] 杨筱衡,张国忠.输油管道设计与管理[M].石油大学出版社.1999
[2] 四川石油管理局.天然气工程手册[M].北京石油工业出版社，1984 ：45-47. [3] 张英奎，张永兴. 大口径管道在水网地区的施工方法[J].油气储运，2003 [4] 陶世桢等.沙漠与山区管道建设[M].石油工业出版社．1992：132～149.