一种新型盐沼地段管道安装施工方法

在长输油气管道工程建设施工中, 管线走向常遇到一些特殊施工地段 (沙漠、沼泽、丘陵、山地等) , 在特殊地段施工过程中, 传统施工方法通常不适用。针对新疆盐沼地施工地段的特殊地质情况, 本文详述了排水引流、翻土晾晒施工的方法。

一、盐沼地地质简介

盐沼地属季节性湿地, 是由于采用“灌水洗盐”法进行盐碱地改造过程中, 产生的排水长期滞留而形成的沼泽。盐沼地地表通常生长芦苇等喜盐类植被, 地势平缓, 土质为粉质粘土, 表层含结晶盐粒, 夹粉砂, 局部有地表水出露, 土壤腐蚀性较大。

二、盐沼地段管道施工作业难点

盐沼地地表土壤承载能力较低, 无法承载大型施工设备, 导致施工机械设备无法直接进入施工地段, 管沟开挖困难且不易成型, 无法达到管道安装过程中运管、布管、组对焊接、防腐、下沟等工序的施工要求。

沼泽地作业带整修通常采用“施工段带上筑堤修路方法”或“戈壁土、芦苇铺垫施工便道方法”。此方法大大提高了地面承载力, 并能够满足机械施工要求, 但其铺垫所需戈壁土及芦苇用量较大, 导致施工成本过高。2013年, 新疆克拉苏气田输气管道工程项目针对新疆特殊的沼泽地条件, 在传统方法基础上, 率先采用“排水引流、翻土晾晒施工方法”对盐沼地进行地表土壤处理, 取得了理想的处理效果。

三、排水引流、翻土晾晒施工方法在管道安装过程中的应用

1. 施工流程

施工准备→测量放线→施工便道修筑→作业带治理 (排水引流、翻土晾晒施工方法) →卸、布管→组对焊接→无损检测→补口补伤→沉管下沟→回填→地貌恢复。

2. 施工要点

(1) 施工准备

施工前要详细勘察盐沼地施工地段的地质、地表水位、地表承载能力等情况, 了解当地气象情况, 尽量避开雨季施工。采用挖掘机在施工现场开挖50m的管沟, 核实地质情况, 及时汇报监理、业主。

(2) 测量放线

按照设计桩位和交桩记录采用全站仪对转角桩进行逐个复测, 并放出管道中心线、作业带中心线。针对存在地表水及芦苇地段—无法采用撒白灰放线地段, 可采用增加加密桩或插红旗方法进行放线。

(3) 施工便道修筑

为减少布管设备对作业带碾压, 每隔1000米修筑一条从运输干道通往作业带的通道, 敷设进管。施工便道路面宽6m, 边缘码放装土编织袋, 中间铺垫戈壁土, 与公路衔接处转弯半径不得小于18m。最后, 采用挖掘机对施工便道进行平整、压实。

(4) 作业带治理—排水引流、翻土晾晒施工方法

施工时期选择

适时选择施工时期可大大提升施工速度、降低治理费用。根据盐沼地的季节性规律, 盐沼地施工安排在排水量较少月份 (5月份) , 此时盐沼地地下水位最低, 便于治理。

排水引流工作

首先, 采用挖明渠、埋设涵管等方法, 对流经作业带的河流等水源就近引出施工作业带, 并在作业带边缘修筑挡水坝, 防止水流倒灌作业带内。由于新疆气候干燥、日照时间较长, 地表进行排水引流之后, 晾晒约10天, 地表水便可完全蒸发。

翻土晾晒工作

盐沼地段施工前, 采用挖探坑方法充分了解地下水位情况, 探明地下水位的分布情况, 采取相应的翻土晾晒方案。

(1) 针对地下水位距地表大于1.5米的地段, 采取翻土原地晾晒法:采用挖掘机将作业带内湿土进行深挖翻晒, 待翻土晾晒干硬后, 采用发掘机进行二次翻晒。对于土质含水量较大地段, 可进行多次翻土晾晒, 翻土深度应达到1.5m以上。

(2) 针对地下水位较高 (距地表小于0.5米) 地段, 采取焊接中心线一侧浅挖取土, 另一侧平摊晾晒方法:取土侧宽约7米, 深度以不露出地下水为宜, 通常为0.5米左右, 在焊接中心线另一侧将翻土进行平摊, 最后, 利用晾晒干的翻土铺垫施工便道 (宽6米) 。

挖边沟降水

针对局部土质含水量过大, 甚至达到超饱和状态地段—尤其是原河道流经地, 排水引流、翻土晾晒法处理后无法达到理想效果, 设备行走后会出现弹簧、破裂冒浆现象。可采取“挖边沟降水”措施:作业带边缘挖边沟 (深约2米) , 利用水泵将渗入边沟的水排出。

5. 卸、布管

为减少反复碾压对施工便道造成破坏, 利用“炮车”进行管材的倒运, 卸管时, 车辆沿施工便道进入作业带, 将防腐管卸在作业带内。

6. 组对焊接

管道组对焊接在管线中线上进行, 焊接补口补伤质量要求与一般地段相同。

7. 无损检测

按照设计要求和规范规定进行无损检测。

8. 补口补伤

按照设计要求和规范规定进行补口补伤, 施工方法与一般地段相同。

9. 双面沉管下沟

利用两台单斗挖掘机在管道两侧进行管道挖沟, 沟壁按设计要求进行放坡处理, 防止塌方。开挖时, 为保护管道防腐层, 将挖掘机斗铲在距管道200mm处缓慢入土开挖, 并按设计要求进行挖深。另外, 管沟开挖同时, 采用潜水泵将管沟内明水及时排出。

三、排水引流、翻土晾晒施工方法效果分析

1.与采用传统戈壁土加芦苇铺垫方法相比, 排水引流、翻土晾晒施工方法在盐沼地修建施工便道方面, 技术简单易行, 施工所需的机械设备较少 (通常为1-2台挖掘机) , 且无需铺垫大量戈壁土与芦苇等材料, 大大节省施工成本。

2.排水引流、翻土晾晒施工方法施工过程中, 作业面宽阔, 能充分发挥管道机械化施工的优势, 施工速度快, 且能够保证施工质量和安全, 大大缩短工期。

3.管道安装完毕, 管沟回填后施工便道的砂石能够作为保护管道的有效屏障, 防止冲刷地表, 破坏植被, 保障管道的安全运行。

4.管线建成投产后, 沼泽地段伴随管线所形成的施工便道, 可应用于日后的巡线检查和日常维护。

总结

本文详述了排水引流、翻土晾晒施工方法在盐沼地地段管道安装过程中的应用。此方法在新疆克拉苏气田输气管道工程中得以成功运用, 并取得了巨大的经济效益和社会效益, 攻克了盐沼地地段施工环境下的管道敷设的难题, 为今后盐沼地段管道施工提供了宝贵经验。

参考文献

[1] 张峰, 杨娇.盐沼地区管道施工技术.石油化工建设, 2004.09.