输气管道工程山区地段施工工艺及组织 12页

输气管道工程山区地段施工工艺及组织本工程部分为山区地段，地貌类型主要为丘陵和低山，地势起伏较大，最大相对高差50米左右。山区地貌丘陵地貌山区陡峭地段，施工的难点主要在布管和管道就位工序，另外施工作业带和水工保护也是重点。因此，针对山区陡峭段几种具体情况，管道安装可采取以下几种施工方法：v地形较缓，坡度小于25度，吊管机能够到位的地段，用吊管机直接布管到管沟沟底，进行沟下组焊作业。v山坡陡坡，管道在坡顶或坡脚组焊，分段发送，沟底连头。v长度在40米左右的山体陡坎（崖）地段，可采取组焊完成后，整体吊装就位。6.9.1施工准备\n1、图纸审查：施工单位必须学习、研究图纸，同时审查图纸有无问题和差错，了解设计有无特殊材料要求，有无重大矛盾，图纸及说明是否齐全、清楚、明确，图纸上标注的尺寸、坐标、标高是否相符，充分理解设计意图。2、技安交底：组织设计、施工、监理参加技术质量、安全交底会，熟悉业主的质量、工期、安全、文明施工等各项要求和期望并以此作为项目部的工作要求，并制订相应的切实可行的措施，全面、有效地履行，使施工人员领会设计意图和图纸求，并严格实施到工程中去。3、培训考试：组织好土建、安装等专业机组的人员，进行施工前的培训，完成焊工开工前的考试，其余工种的练兵等。6.9.2材料构件及施工机具的准备为各专业机组配备好施工用的测量、开挖、切割、焊接、防腐等设备，并再次复检确认其处于良好状态，同时为动力设备备足油料，计量实施经送检合格后方可使用。相应工序施工前，确保已有相应的材料构件，以使顺序施工的连贯。山区地段施工必须采用的施工机具如下表。各工序施工机具设备表序号工序名称机具设备名称规格建议数量1测量放线全站仪ET-02/051PGS定位仪ETREX-SUMMIT12扫线、便道修筑挖掘机CAT1推土机T140-113管沟开挖挖掘机CAT2风镐3破碎锤V12004布管挖掘机CAT1吊管机18t15组对焊接逆变弧焊机ZX5-4002半自动焊机林肯DC-4006吊管机25t2挖掘机CAT1对口器20″206补口补伤喷砂罐2空压机2\n7回填挖掘机CAT32016.9.3工艺流程山区地段的管道施工由于受自然条件的影响和限制，与常规路段有所不同，其典型施工工艺流程如下所示。6.9.4操作要点1、交接桩、移桩及测量放线1）、组织专业技术、测量施工人员参加由业主组织的现场交接桩工作，随后对线路进行施工测量。准备GPS定位仪、全站仪等测量仪器、设计施工图、记录表格、木桩和灰料等现场标志物、防晒、防雨用具及满足野外作业的车辆。2）、现场交接桩应逐桩交接，并做好交接桩原始记录，各方单位代表共同签字确认。记录内容：桩号、桩类型、里程、地面标高、管底高程、管沟挖深、角度、曲率半径、方位、走向、参照物草图及GPS坐标值。\n3）、交接桩完毕后即组织测量队伍对线路复测，并编制施工测量成果表，提供热煨弯管和冷弯管的准确度数，为优化线路提供依据。4）、采取护桩措施，尤其对水准点、控制桩要重点进行保护并设标志物，复测中对尖向向下的弯头确定挖深时考虑弯头（管）外矢矩对埋深的影响因素。5）、依据线路平面、断面图、设计控制桩、水准标桩，采用GPS定位，全站仪进行测量放线。并对于丢失的控制桩、水准标桩，可根据交接桩记录和GPS仪等定测手段进行补桩。6）、施工测量需测定出线路中线，每100m设置一个“百米桩”，根据设计图纸设置纵向变坡桩、曲线加密桩、标志桩。当采用弹性敷设和冷弯管处理水平或竖向转角时，在曲线的始点、终点上设桩并在曲线段上设置加密桩，间隔≤10米。曲线的始、中、终点处均注明曲线半径、角度、切线长度和外矢矩。7）、根据设计文件规定，线路转角采取弹性敷设、冷弯管、热煨弯头三种转角敷设方式。一般在地形条件允许的情况下，优先采用弹性敷设（小于3°）；在受到地形条件限制的情况下，转弯角度较小时，可采用冷弯管；当受场地限制，转弯角度又较大时，可采用热煨弯头。若热煨弯头是标准度数，难以刚好满足管道转角要求，可以合理采取热煨弯头加冷弯管的组合敷设方式，保证线路线位准确和管道埋深。A．冷弯弯管的曲率半径Rc≥40DN，φ711管道单根冷弯管的上限使用角度为16°，冷弯管两端直管段长≥2米，由冷弯管加工厂现场弯制。B．热煨弯头的曲率半径为Rh=5DN，两端留1米直管段。C．根据设计文件的要求，在不改变设计纵断面的前提下，根据以下原则选用弯头、冷弯管：\n转角较小（一般为2°～3°）时，优先采用弹性敷设，弹性敷设曲率半径R≥1000DN。在叠加角处，不能采用弹性敷设的方式。受地形限制，弹性敷设无法满足时，采用冷弯管进行处理。平面转角在地形条件许可且经济的情况下，在施工中考虑采用多个冷弯管连接改变线路走向。8）、在沟渠、公路、铁路、地下管道、电缆、光缆穿越段的两端，线路阀室的两端及管子壁厚变化分界处应设置标志桩。地下障碍物标志桩注明穿越名称、埋深和尺寸；管子壁厚变化分界处标志桩注明变化参数、起止里程。9）、线路中线和施工作业带边界线定桩后，采用白石灰或其它鲜明、耐久的材料沿桩放出边界线。放出施工作业带边界线后，进行扫线，然后再放出线路中线。10）、管沟开挖前，将管道中轴线上的桩移至作业带堆土一侧，距边界线约200mm。采用与管道轴线等距离平行移动的方法移桩，转角桩应依转角的角平分线方向移动；移桩困难的地段可采用增加引导桩、参照物标记等方法来测定原位置。2、施工接近道修筑本工程干线部分可利用管线附近的二级公路和乡村级之间的联络公路作为设备、材料的运输通道。但某些地段需要修筑公路与施工作业带的施工接近道，以满足施工材料及机具进场，附近有公路穿越的地段可由公路穿越点直接进入作业带。施工接近道以满足大型机械设备安全行驶为前提，选择现有公路与施工作业带最近的地段进行修筑。应修筑平坦，最大坡度不超过25度，直线段一般为6米宽，曲线段转弯半径应在16-18米，应尽可能避免修筑成曲线道路。\n修筑前，应与有关部门联系，并办理有关占地征用手续。施工接近道与其它公路连接处，采取有效措施对公路和路肩加以保护，对路边有排水沟的应埋设过水涵管，并按公路管理部门的要求设置路标。在工程期间对接近道进行维护和整修以供安全操作，施工作业结束后将其恢复原状甚至更佳的路况。施工便道修筑的产生的多余泥土应堆放在一边，以备地貌恢复时使用。对于松软土质地段修筑施工便道，应视具体情况采用土工布、土工格栅或土工格室，在其上铺盖细土并压实的方法解决，在特殊地段打排桩或铺钢板，以增加地面的承载力。设计确保进场道路及其路边排水沟设置合理以避免由于路基的损坏和排水沟的冲刷而对环境造成的损害。施工便道经过埋设较浅的地下障碍物时，应与使用管理方及时联系，商定保护措施，确保地下设施的安全。3、开辟作业带及修筑施工道路本工程山区地带施工作业带宽度控制在15米左右，由项目对外协调部会同测量施工队对作业带内的地上附作物进行登记造册，办理赔偿手续。作业带清理由施工员负责指挥堆土机、挖掘机进行。施工员首先将中线桩、控制桩等平移至组焊一侧作业带边缘，对机械操作手进行技术交底后方可开始清理作业。管道穿越地下构筑物时，在构筑物3米范围内，由人工进行作业清理。平整作业带内的陡坡、沟、坎等障碍物，以满足施工机械、设备通行；彻底清除作业带两侧的滑坡、塌方、危岩等安全隐患，或采取有效的保护措施。\n山区沟下组焊施工作业带斜坡段平整作业带时，多余土方尽量用推土机推向坡顶，以减少地貌恢复工作量。作业带清理完毕后，按移出的控制桩恢复管道中线桩、控制桩等。沿施工作业带内修筑一条贯通全线的沟边便道，以保证工程机械设备作业。便道选择作业带内地形较平坦、地势较开阔的一侧修筑，另一侧留作堆土用。4、管沟开挖施工作业带扫线完毕后可开始管沟开挖工作，一般土方地段使用挖掘机挖沟；周边环境允许爆破的石方地段可采用爆破成沟；不能放炮的石方地段采用凿岩机开挖，凿岩机都无法到达的地段采用人工开凿。在地形、地质条件不适合机械开挖或使用开挖设备有危险的地方，或使用开挖设备可能会对其他财产或现有地下设施造成损坏的地方，采用人工挖沟。管沟开挖按照设计施工图确定管沟深度及宽度，根据不同的地质条件、挖沟方式和管沟深度确定管沟边坡系数，详见下表。管沟深度小于5米的管沟边坡坡度土壤类别边坡坡度人工挖土机械挖土沟上挖土沟下挖土中密砂土1:11:11:0.75中密碎石土1:0.671:0.751:0.5亚粘土1:0.51:0.751:0.33\n粘土1:0.331:0.671:0.25岩石1:0.1粉砂1:1～1:1.5当管道埋深大于5米时，一般土方地段管沟要采用复式断面，每层深度一般不大于3米，中间台阶宽度为1米。对于石方段采取先用机械开挖表层的土层，再对下层基岩进行小药量松动爆破，机械或人工清理形成管沟的方案；局部裸露花岗岩石段采用小药量爆破，机械或人工清理成沟的方案。当已经开挖的管沟深度明显地大于图纸上规定的深度时，或需要有一个平滑的纵断面曲线时，使用规定的材料把管沟再回填到合适的管沟深度，并夯实到原状土压实度的80％。当地表条件造成管沟沟边易于发生不稳定现象时，需加固沟壁或把沟边放坡到安全的角度等。5、布管a.布管下沟作业前，由技术人员对施工人员进行技术交底，布管人员到现场确认不同壁厚、防腐层类型的管段分界点，做好标示。操作人员对布管设备进行检查，保持设备运转良好，并准备好布管下沟用的吊具、垫管用的沙袋等材料。b.施工员按管子长度等参数，调整布管位置和顺序，以保证管道转角处弯头到位，避免切割管子，浪费管材。施工员复测管沟沟底标高、沟底宽度、弹性敷设的曲率半径，清理管沟。对于石方段，应对石方管沟进行认真的检查，清理沟壁、沟底凸起的石块。下沟时应在靠近管线一侧设保护屏，采用竹芭片或类似的材料垫在管壁上，以保证管子下沟时不直接碰撞到石方沟壁。c.布管前用电火花检漏仪对防腐层进行全面检查。如有损伤修补后再进行布管。\nd.吊管机吊管使用尼龙吊带，使用前，应对吊具进行吊装安全测试。e.管道下沟起吊时，起吊高度以1米为宜。吊管过程中，控制起降速度，作到“轻起轻落”；管子在空中时保持水平，不得斜拉歪吊；管子严禁在地面上拖拉。f.布管时保持首尾衔接，相邻两管口呈锯齿形分开，管子首尾应留100mm左右的距离。管子两端下面垫支墩，支墩为细土筑成的管墩或沙袋、装填软质物的编织袋等，支墩距管端1.2～1.8m，支墩高度0.2－0.3m，使管道不与地面接触。布管过程中，每15～20根核查一次管子的位置、壁厚、防腐结构等，发现问题及时调整。g.管道下沟时，应轻轻放置沟底，应避免管道碰撞沟壁，以避免沟壁塌方和防腐层损伤。地下水位较高的地段，管道先布在管沟边，待组焊前抽尽管沟内积水后再布管下沟。6、坡口清理及管道组对在管道组对和坡口清理前，须对管内进行彻底清理。清理管内采用特制的前端带有泡沫的清扫器进行清扫。对管端的轻度变形，可采用账管器或千斤顶等机械方法矫正。a.坡口按照业主推荐的焊接工艺规程进行清理和加工。坡口加工前要求严格按照规范要求，清除坡口内外壁50mm范围内的一切污物；严格按照规范要求的坡口尺寸进行坡口加工，并且加工完的坡口要求用坡口加工量规进行圆周检查，保证坡口加工精度。b.组对前，再次复核管子壁厚、防腐层规格及坡口加工质量。清口与组对、焊接工序的时间间隔不宜超过2小时，以避免二次清口。c．对口要求严格按照焊接工艺规程执行，特别是严格控制对口间隙，管口处螺旋焊缝或直焊缝错开100mm\n以上，对于在坡口加工过程中出现的钝边过薄处的坡口，在对口时尽量应使其处于3点、9点位置，避免在12点钟、6点钟位置，以避免烧穿。d.根焊道完成50％以上后，方可撤离外对口器，且所完成的根焊应分为多段，并均匀分布。e.在管道组对焊接起始端、每天管道组焊末端及待连头的管口，用管帽临时封堵开口管端，防止人员、水、杂物等进入管内。f.预热:焊接工艺要求预热的，管口采用内环形火焰加热器预热，以保证预热质量，避免外环行火焰加热器的集肤效应。g.管道组对应保证管道下沟后管道同轴线应与管沟中心线重合，其横向偏差应符合规范要求。否则应进行调整，直到符合为止。并保证管道下沟后，不得出现管底悬空现象。h.管道安装完毕，应对管顶标高进行测量；在竖向曲线段还应对曲线的始点、中点和终点进行测量。并按要求填写测量成果表、管道工程隐蔽检查记录。6、焊接本工程推荐采用半自动焊焊接，半自动焊工艺采用“手工根焊+半自动药芯焊丝自保护焊填充、盖面”工艺。在雨、雾天气、大气相对湿度﹥90%、环境温度低于5℃或风速大于8m/s焊接时应采取有效措施，防风、除潮，否则严禁施焊。a.根焊前重新检查预热温度，温度要求高于工艺规程5℃～10℃，采用2名焊工同时对称施焊。为保证根焊焊道有足够的强度，对于纤维素焊条根焊，要求所用Φ4.0mm纤维素焊条每根焊条焊接长度不得多于150mm，避免过薄的根焊道产生焊接裂纹。b.焊道的起弧或收弧处应相互错开30mm以上，严禁在坡口以外的钢管表面起弧。根焊每根焊条焊完后，要求采用δ4～6mm砂轮片打磨接头，避免接头出现内凹或烧穿。\n两名焊工对称进行根焊根焊接头的修磨c.根焊时要求采用短弧焊接，为保证根焊充分焊透，焊接时要求焊工将焊条轻轻压于坡口之上，电弧在管口内部燃烧，以保证获得足够厚度的根焊焊道，并且保证根焊道在X光片上根焊与填盖焊间有界线清晰的影像，以方便无损检测评片员评片，避免根焊缺陷的误判或漏判。d.使用内对口器组对时，要求压缩空气的压力不得小于8kg，并且在根焊过程中将空压机充气管与内对口器充气接口连接，保持充气状态，使在整个根焊焊接过程中，内对口器的涨紧力稳定，避免因为内对口器的涨紧力变化导致根焊开裂。在拆除内对口器前，根焊道必须100％完成。e.使用外对口器根焊时，拆除对口器前，要求根焊道的焊接完成比例不得小于50％的整个焊道，且呈对称分布。f.采用多层多道焊工艺，既可降低对焊工技能的要求，又可提高焊缝韧性并减少焊接缺陷。所有接头，用δ=6mm砂轮片进行修磨，所有焊道表面先用动力钢丝刷清理残存的渣，凸形焊道表面用δ=6mm动力角磨机清除，控制层间间隔时间在5min内，以保证层间温度。在进行后续焊道焊接前，前层焊道要求呈平滑过渡，避免凹凸不平的焊道表面诱使柱孔或密集气孔的出现。\ng.半自动自保护焊焊接质量保证的一个关键是采用小的后拖焊接角度，在平焊位置，采用0°后拖角或采用推焊技术，以获得薄的焊道层厚度，保证平焊位置的机械性能；在立焊位置通常采用零度后拖角度以避免立焊位置产生焊接气孔，在仰焊位置，通常采用推焊技术，以保证消除凸形焊道。h.根据半自动自保护焊的焊接特点，要求保持焊接电弧位于焊接熔池前方，带着焊接熔池下行。i.焊接摆宽的控制和运用：对于半自动自保护焊，摆宽的控制极为重要，过宽的焊接摆宽，将造成焊接气孔，而过窄的焊接摆宽，将会产生凸形焊道，造成清渣困难及后续焊接困难。正确的焊接摆宽应控制在14mm以内，在立焊位置，应尽可能减小摆宽，否则难以保证焊接质量。j.焊接摆宽的运用：为保证填充层焊道的表面质量，在平焊位置和仰焊位置，要求适当增加焊接摆宽以克服凸形焊道表面。k.盖面焊焊接之前，要求填充焊焊道表面平整，不得有过于凹凸不平的焊道表面存在，盖面焊之前，焊道表面凹凸不平凹坑不得超过1.5mm，以避免焊接气孔的出现。在盖面焊之前，在管道立焊位置要求所留的坡口余量不得大于1.0mm，必要时增加一道立填焊，在平焊位置和仰焊位置所留的焊接坡口余量必须在2.0—3.0mm之间，避免焊接余高超高或在立焊位置盖面层焊道表面低于母材。盖面焊道完成后对焊缝表面进行清理，要求清理干净焊缝表面的熔渣、飞溅等，并对过高的焊缝余高进行修磨达到标准要求，但不得伤及母材。