长输管道双管同沟敷设施工工法

长输管道双管同沟敷设施工工法大庆油田建设集团有限责任公司管道工程公司2006年5月25日目录一、前言 (2)二、工法特点 (2)三、适用范围 (2)四、工艺原理 (2)五、工艺流程及操作特点 (3)六、材料与设备 (10)七、质量、安全控制措施 (11)八、环保措施 (13)九、效益分析 (14)十、工程实例 (14)长输管道双管同沟敷设施工工法一、前言西部管道工程为Φ813mm原油管道和Φ559mm成品油管道双管同沟铺设，采用的施工工艺和技术标准与单管铺设有较大的区别，在我国管道建设史上是第一次。

这是对技术管理工作前所未有的施工挑战和学习机遇。

为了适应新环境、新规范的需要，更是为了今后双管同沟敷设施工的技术运用，研究及总结西部管道工程双管同沟敷设施工技术是非常必要的。

双管同沟敷设的目的和意义：减少作业带征地面积；减少对地表原始地貌破坏面积，减少植被造成碾压和破坏，便于维持当地生态环境；避免二次征地，精简征地过程，利于农田、林地等地貌养生恢复；创造了可观的经济效益和社会效益。

二、工法特点1.本工法工艺先进，工序衔接紧，工效高，经济实用，操作方便，易于掌握，对周围环境影响减少到最小。

2.合理选择适宜的双管同沟敷设技术方案，施工速度快，质量有保证。

三、适用范围该工法适用于大管径管道双管同沟敷设的施工，并且满足数字化管道等高技术含量要求的管道施工任务。

满足了生产施工的正常、有效运行，便于组织安排不同的施工方案或组合方案来适应不同的地形需要，从而高效率的完成施工任务。

四、工艺原理经工程技术人员多次研究讨论，认真学习和运用《西部管道焊接工艺规程》及相关的标准规范和设计要求，并通过对西部管道实践情况的深入总结，在施工过程中，逐步形成沟上组焊吊管下沟及沟下组焊一次成型两种施工工艺。

双管敷设沟上组焊就是在管沟上面完成原油、成品油管线焊接，然后再用吊管机下沟，双管敷设沟下组焊就是先将管沟开挖好，然后在管沟内完成原油、成品油管线布管焊接，管道一次就位成型，无需下沟作业程序。

通过实践发现，双管敷设沟上组焊这种施工技术组焊作业方便，等同于传统的沟上组焊，焊接速度快，缺点是吊管下沟时管线挪动次数多，存在一定的安全风险。

双管敷设沟下组焊技术省略了下沟工艺，管道直接就位，可直接完成弯管和弯头连接，减少了连头工作量，但缺点是施工设备搬运频繁、焊接速度慢。

这两种技术各有利弊，在相对平坦的地方采用双管敷设沟上组焊工艺较为合理，在峡谷、河流穿越、冲沟穿越和山地石方等地段采用双管敷设沟下组焊较为合理。

在某些特殊地段，也可以采用沟上沟下交叉混合焊接的方式。

五、工艺流程及操作特点通过技术论证，并通过施工实践总结，主要采取了如下三套方案：1.双管敷设沟上组焊（1）双管敷设沟上平行组焊在进行双管沟上组焊工艺时，双管沟上组焊按顺序流水组织作业，根据不同情况，先行焊接Φ813mm管道或先行焊接Φ559mm管道，但原则为Φ813mm 管道靠近管沟一侧，这是由两种管道的管径和重量确定的：Φ559mm管道在沟下位于管道顺油流方向右侧，同时重量轻、管径小，吊管机趴杆角度可以达到35°-45°，因此可以使用吊管机一次吊装到位；因Φ813mm管道靠近管沟，也可以一次就位。

如果Φ559mm管道靠近管沟，则因Φ813mm管道管径大，吊管机不能趴杆到位，直接导致Φ559mm管道需要沟下二次调整，增加了吊管机起吊次数。

双管敷设沟上平行组焊施工平面布置见图5-1，要求Φ813mm机组与Φ559mm机组施工间距控制在1km以上。

双管沟上平行组焊下沟程序见程序演示图 5-2、图5-3、图5-4。

图5-1：双管沟上平行组焊平面布置图施工作业带宽度27m施工作业带宽度27m施工作业带宽度27m下面就以Φ813×11mm管道下沟过程为例，通过公式计算以及吊管机性能曲线进一步论证此方案的可行性：为了更方便的叙述论证过程，引用Φ813×11mm管道下沟鸟瞰图，如下图5-5：图中实线为起吊位置，图中虚线为下沟就位。

关于具体的尺寸量化如：管沟深度3.0m、管沟坡度1：0.33。

详见A-A向断面图。

因为Φ813mm 管道下沟后一次就位，下沟前后吊管机处于两种状态，其摆幅分别为1.965m 、4.568m 。

根据摆幅尺寸查阅吊管机的起吊性能曲线（见表5-1），得出起吊工作载重分别为34t 、11t 。

经分析起吊工作载重越小对起吊管道长度限制越小，并经过计算ΦA-A 向 断面图706050 40 30 20 10 012 3 4 5 6 7吊杆摆幅（m ）起吊重量（t ）表5-1：起吊性能曲线813mm 管道重量分布为216.18kg/m ，根据以上几项已知条件，得出吊管机起吊管道过程中，最大净间距为L=11×1000/216.18=50.1m 。

通过以上公式计算过程，分别得出Φ813×11mm 、Φ813×12.5mm 和Φ813×14.2mm 管材吊管下沟最大净间距：（2）双管敷设沟上单排同向组焊先进行Φ559mm 管道沟上组焊，Φ559mm 管道下沟后，再进行Φ813mm 管道沟上组焊。

实际上是两条管道先后在同一管墩上进行施工，与传统的沟上组焊没有多大的区别。

两个机组相隔5km 向前推进施工，559机组在先，从5－10km 进行沟上组焊，813机组在后，从0－5km 进行沟上组焊；管道补口合格后，每5km 管段下沟一次。

施工机组平面布置如图5-6。

此方案优点：本施工工艺对作业机组组织施工比较容易，但需要合理组织和调度；满足总体进度的要求，管敦二次利用；φ813mm 管道完成0－5km图5-6：双管沟上单排同向组焊平面布置图管段下沟后，后续559机组及时到位，进行沟下或沟上组焊，避免管沟长时间不能回填。

（3）双管敷设沟上相向组焊标段任务区间内，两个机组从两端向中间施工作业，以9km为一区间，即：813机组从0-4km进行沟上组焊，559机组从9-4km进行沟上组焊；各自组焊完成，无损检测和补口合格后，进行下沟作业；之后两机组继续向前施工组焊施工，直到该区间管段全部完成，再转移新的区间施工。

施工机组平面布置详见图5-7：图5-7：双管沟上相向组焊平面布置图本施工工艺在合理的区间内，φ559mm管道和φ813mm管道组焊，基本在接头处同步完成，下沟后各自继续向前组焊，管墩二次利用，能满足总体进度的要求。

2.沟下组焊（1）双管沟下平行组焊当双管沟下组焊时，先进行Ф559mm管道的组焊，后进行Ф813mm管道的组焊。

施工机组平面布置见图5-8。

图5-8：双管沟下平行组焊平面布置图施工难点为如何保证沟下施工人员安全，如何保证单管双沟就位准确，如何保证Φ559mm管道在热胀冷缩条件下不偏移原位置。

为解决此问题，采取了加宽作业带，增加降坡量，管道靠近管沟中心焊接，防腐完成后用吊管机调整就位、管道就位后用土袋压覆防止管道温差变形等措施。

（2）单管沟下、单管沟上组焊当单管沟下组焊时，沟下进行Ф559mm管道的组焊，沟上进行Ф813mm 管道的组焊。

施工机组平面布置见图5-9。

559机组焊接综合进度优于813机组，能够满足总体进度要求。

施工优点是Ф559mm管道沟下组焊一次成型，Ф813mm管道组焊相当于单管施工，并且下沟一次就位成型。

图5-9：单管沟下、单管沟上组焊平面布置图3.单管单沟其主要措施为，在单管焊接完成后，开挖单沟并下沟回填，然后在之后的施工中再开挖另一半管沟进行后续施工。

其难点为能否保证另一半管沟开挖过程中不损伤已回填管道的防腐层、能否保证两管间距满足设计要求。

为保证施工质量满足以上两点的施工要求，采取了以下措施：一是通过绘制管沟断面图，并实际试验性开挖管沟，确定了在设计要求两管净距1.2m 情况下，进行二次开挖，完全可以不挖通一次开挖管沟；二是项目部运用RTK （实时动态测量系统）精准定位，地表标识的措施进行保证。

六、材料与设备根据工程施工总体要求，合理配置焊接及土石方施工机组。

以下按照单个施工机组配置主要施工设备。

七、质量、安全控制措施1.双管沟上组焊（1）双管沟上组焊适用范围双管沟上组焊方案对作业机组组织施工比较容易，但需要分包商项目部合理组织和调度。

最适合在平坦的戈壁地段、农田地段、沙漠地段施工作业。

（2）沟上组焊控制点①控制施工作业带范围，避免超占土地，尤其对于大角度弹性敷设管道的施工段；②确定沟上双管布管间距，防止管道组焊相互影响；③在施工标段区间内，合理布置施工机组，最大发挥施工机组的施工能力。

（3）沟上组焊预防措施①施工严格控制在作业带范围，包括运管车道、堆管、布管及机组作业区间，对于大角度弹敷段，认真测量放线、布管焊接，避免强行组对；②双管净间距应该大于0.5m，留有足够焊接、防腐施工空间，减少前管影响；另外保证靠管沟一侧管道外壁距管沟边缘的间距在1.0-1.5m范围内，严防塌方或者滚管现象；③由于559机组焊接速度明显优于813机组，因此双管同沟方案一应该与其他方案相结合实施，才能发挥各施工机组的最大能力。

2.沟下组焊（1）沟下组对焊接适用范围在含土量较大的地段，施工时设备移动形成的灰尘，不利于沟下作业和人员健康。

双管沟下组焊工艺技术，适合在含土量极少的戈壁地段、石方爆破和山区地段施工作业。

（2）沟下组焊控制点①管沟局部塌方，影响施工正常进行并威胁人身安全。

②夏秋季突降暴雨易造成漂管、管中进水、对口器被淹等事故。

③每天管沟开挖进度必须超前沟下组焊进度，沟下组焊进度必须超前沟上组焊进度，工序间必须保持合理的距离。

④在含土量较大的戈壁、农田段施工，由于设备移动碾压会造成管沟内尘土大，不利于作业人员的身心健康和施工作业。

（3）沟下组焊预防措施①在土质松软地段（如戈壁土夹碎卵石地段）施工，应提前准备防塌板（如槽钢简易钢板桩、正反丝支撑钢板桩等）；采用30t或40t吊管机进行组焊作业，距离沟边安全距离应≥2m。

②夏秋雨季施工，应时刻注意气候变化。

施工要求：必须将管段起始端管口密封板焊死，提前作好细土回填、分段回填压管、对口管端密封等各项准备工作。

③施工机组应配置足够的挖掘设备，满足工序正常施工的要求。

施工要求：保证设备的出勤率和完好率，现场合理组织、各工序同步推进作业，设备出现故障及时维修或调动补充设备。

④尽量不在含土量较大的戈壁、农田段采用该工艺，必须采用时要采取相应的措施。

施工要求：吊管机和焊接车慢行移动，焊把线悬挂移动，沟下作业人员尽量戴防尘面具。

⑤管段下沟时，吊管机内侧履带距沟内Φ813mm管段中心线约5.3m左右。

3.单管单沟受到施工现场材料供应的限制，根据工艺机组施工能力以及进度要求，调整施工方法，适应生产实际变化，而采取的一种工艺施工。