特殊施工方法在水网淤泥地段长输管道施工的应用

2022-09-11

1 工程概况

广东LNG站线项目输气干线工程一期线路工程由一条主干线、三条支干线和两条支线组成, 一期工程管道总长367km, 共设有13座输气站和40座线路阀室, 总投资约70亿元。辽河油田油建一公司所承担的第四标段包括从金山分输站到南沙分输站的干线、从金山分输站到广州/佛山边界上5001号桩 (陈村水道) 的支干线和从南沙分输站到珠江电厂末站的支线。其中化龙镇的4.2km施工土质大部分均为淤泥, 地面附着物为花棚, 在广煤管道工程施工前, 上游已有广东LNG站线工程先施工, 对土质结构搅动后广煤管道工程施工难度更大, 在该施工段两侧2km由于线路经过珠江和连续鱼塘, 需采取定向钻穿越方案, 两条定向钻长度分别为珠江南岸830m和草堂立交1150m。因此中间2km范围内管道需双线同时焊接。

2 特殊施工方法的应用

2.1 钢浮板的应用

在所施工的主干线金山分输站到南沙分输站线路中地表层为粘土, 下部为淤泥质土, 地下水位0.50m~1.50m, 穿越河流和鱼塘处为淤泥质土, 厚度大于3.00m, 支线南沙分输站—珠江电厂末站线路中一般地表层为粘土及耕土, 下部为淤泥质土。多次穿越香蕉林鱼塘等水网。经现场试验该地区土壤地耐力很差, 有的位置人行走都要陷至小腿以上, 吊管机、大型挖掘机等施工设备正常情况下无法进入作业带内完成管道组对、焊接等工作, 而我公司所施工的主干线管道每根重量达到4.5吨, 没有施工设备靠人力无法完成管道组对、焊接的工作量。现场经多次方案优化、咨询, 最后确定采用宽履带大型挖掘机底部垫钢浮板方法完成管道布管、组对、焊接、下沟回填等工作。

2.2 挖泥船及挖泥箱的应用

在支干线金山分输站到广州/佛山边界上5001号桩 (陈村水道) 线路中沿途多次穿越鱼塘、河流, 因淤泥层较深, 吊管机、挖掘机等设备无法进入管道作业带内施工, 经与当地人员沟通、合作, 采用挖泥船或挖泥箱完成管沟开挖工作及管道下沟回填工作。管道焊接、检测、补伤完毕后飘过鱼塘或河流并调整加固, 较小鱼塘将水抽干, 较大鱼塘从中间叠围堰再抽水。观察鱼塘底土质情况, 如土质较好采用上述普通土方段的挖掘机垫钢浮板方式开挖管沟, 如淤泥较深地耐力无法达到挖掘机挖管沟的条件, 则采用挖泥箱、挖泥船沿管道附近按设计要求开挖管沟, 达到设计要求深度后安装配重块、警示带, 再用挖泥箱 (船) 回填管沟。

2.3 卷扬机牵引管道的应用

广煤管道工程化龙镇的4.2km施工因两侧分别有一条定向钻管道穿越, 管道施工时需在中间2km双线焊接。施工时用φ114×4.5焊管在管线作业带内铺设出20×60 (m) 一个网格状框架 (因是双线敷设和洼地原因, 征地宽度为20m) , 然后在框架顶部顺管道轴线方向中间6 m宽度内铺设δ16mm厚度钢板, 两侧铺设δ6mm厚度钢板, 以满足机械设备在平台上组对管道焊口的需要。

牵引时选用10t卷扬机2台各牵引一条管道。其最大牵引长度约500m, 牵引时分南北两施工段进行, 把卷扬机安放在中间一适当位置。底部用δ16mm厚度钢板做卷扬机平台。卷扬机后侧用地锚箱固定, 地锚箱用δ16mm厚度钢板焊接而成, 规格为4×2×2 (m) 。中间用φ114钢管上下做两排支撑, 焊接成型后按照与卷扬机底座支耳对应位置前后开6个200×300 (mm) 方孔, 前后3方孔处横一根φ150mm 2m长的圆钢 (两侧方孔与卷扬机连接, 中间方孔与4轮滑车连接, 见管道牵引工作示意图1。

卷扬机调试好后, 卸下上面自带的钢丝绳 (该绳一般质量较差, 无法满足牵引管道需要) , 将新购的副牵引钢丝绳缠到卷扬机上 (本次选用7/8″钢丝绳500m) 。端头绕两个4轮吊环型滑车形成滑轮组, 靠近卷扬机一侧的滑车用钢丝绳连接到地锚箱上。

用φ711mm钢管制做两个牵引头, 牵引头呈大小头形, 小口一端焊接δ50mm钢板吊耳, 大口一端与主管道焊接。吊耳与牵引头焊接长度至少保证300mm以上, 并用加强筋补强。按平台长度两条管道每次组对、焊接5根管, 组对时在管道底部用编织袋装土垒成管堆。焊口经x光射线探伤检测合格后用热收缩带对管道焊口进行补口。用主牵引绳连接4轮吊环滑车和牵引头, 检查设备及管道四周是否存在安全及质量隐患, 待完全冷却后启动卷扬机牵引管道。

3 实施效果

本工程在施工前期因水网地段施工经验较少, 施工中发生多次设备陷入作业带内现象, 经过一段时间的摸索、咨询, 采用宽履带挖掘机垫浮板作业有效解决了设备无法作业的问题, 提高了工效。对于挖泥船、挖泥箱的使用主要因为广东地区地下土质淤泥较深, 经常年水浸, 河流鱼塘底部土质近似泥浆状态, 即使设备垫钢浮板也无法作业, 因此经向当地施工人员请教采用该种设备是唯一可以完成施工任务的方案。拉森钢板桩的采用也是在广东地区这种特殊土质条件下的一种独特的施工工艺。通过几种方法的采用可以有效保证工程施工质量、提高工效。为我公司今后在水网地段施工奠定较丰富的施工经验。

摘要：广东LNG站线项目输气干线工程和广州市天然气利用工程外围高压管道工程是我公司二00四年、二00五年中标的国家重点工程, 管道沿线多次穿越河流、鱼塘、香蕉林等水网地段, 本文通过对施工中的一些特殊施工方法介绍, 填补我公司在水网地段施工经验的空白, 为今后在类似地质条件下施工提供借鉴。

关键词：特殊施工方法,水网淤泥地段,长输管道施工