水网地域长输管道工程的施工技术与管理

水网地域长输管道工程的施工技术与管理□李瑞博张效铭房树春【摘要】本文探讨了江南水网地域，大口径长输天然气管道工程施工技术、工程管理模式、工程管理措施。

【关键词】水网地域；长输管道；施工技术【作者简介】李瑞博，男，中国石油天然气管道局穿越分公司助理工程师张效铭，男，中国石油天然气管道局第四工程公司助理工程师房树春，男，中石化川气东送管道工程项目部浙沪分部工程师一、水网地域的概况和输气管道施工的适宜季节国家十一五重点工程，川气东送管道工程浙沪段，是我国江南水乡，有较多的水系、河网、水塘分布；地貌类型属冲湖积平原，地貌形态为平原、水塘、河网、大型塘、漾等。

有宽80M 以上，水深4M 5M的中型河流；有宽370M左右的漾；定向钻设计水平穿越长度约为：530M 970M、管道设计定位在河床下8M 15M处；还有宽20M 30M，水深1M 2M小型河流及浜、塘；管道沿线地貌有：稻田、菜园、果林、蔗田、桑园、鱼（虾、甲鱼）塘、鸭舍、经济作物、村庄；气候温和，空气湿润，雨热同季，降雨充沛；农作物生长期一般在4月 10月；适宜管道施工的时间是11月 次年3月；沿线总体交通条件较好，有利于施工设备、机具进退场和管材的运输、就位；管道施工沿线是长江三角洲经济发达地区，社会依托条件好；本工程是国家“十一五”重点工程，地方政府支持力度大。

不利因素是全年有效施工作业时间短，自然地貌不利于施工作业面拓展。

二、四川至上海天然气输送方式比较（一）公路运输。

需要配备专用运输车辆，建造天然气低温液化处理厂；运输距离远，变量因素多，安全性差；专用车辆的购置、维护、更新、运输成本、存储、装卸、销售等综合费用高，销售价格用户不宜接受，不能实现规模效益；车辆运输还加大了公路车辆流量；天然气是易燃危险品，大量的公路运输，存在不安全因素，一旦出现事故后果严重；这种输送方式，用户订单用量的连续性无法保证。

（二）铁路运输。

要购置专用的运送天然气车载容器，建造天然气低温液化处理厂，建设专用站台和装卸设施等，综合成本高；销售价格限制了用户数量，市场空间小，很难形成规模效益；从四川到上海，沿线多次转运，给铁路增加了负担；作为易燃危险品，在铁路沿线长途运输，有许多不安全隐患；下游用户需求的数量和连续性也无法保证。

（三）水路运输。

从四川到上海的内河运输，需要专用码头、船舶、装卸设施、建造天然气低温液化处理厂；为了实现规模效益，需要购置大排量天然气运送船舶，大排量船舶对航道的要求高；船舶购置、维护，更新的费用高；我国的长江航道通过大排量船舶能力有限；如用中小排量船舶运送天然气，实现不了规模效益，运输费用高，销售价格下游用户不宜接受，市场份额小，利润空间受限。

（四）管道输送。

天然气管道输送，建设期短、运营期长、占地少，管道输送是在天然气原气态条件下输送，不需要建造天然气低温液化处理厂；管道埋设在地下，管道顶部覆土1M 以上，安全性好，密闭输送无污染，运行自动化程度高，输送成本低，输送数量大、连续性好；销售价格用户容易接受，能实现销售市场的规模效益，川气东送工程采用了管道输送的方式，是目前天然气陆地上大量输送的最佳输送方式。

通过天然气输送方式的比较，管道输送优于其他方式输送。

从国家能源发展战略来看，2020年前是我国天然气输送管道的快速发展期。

天然气的开采地与用户之存在一定的距离，建设不同地域的长输天然气管道工程是国家发展建设的需要。

这就给了管道建设者为国贡献的机遇，在长输天然气管道建设的平台上，为我国能源工业的发展，去探索、去尝试、去实践、去奉献。

三、水网地域的输气管道工程施工（一）大中型河流、塘、漾的穿越施工。

长距离天然气输送管道敷设，必然要穿越大中型河流，在水系、河网有较多分布的江南地区，穿越施工采用国际上通用的定向钻施工工艺。

在设计的管道穿越大中型河流、塘、漾穿越地点，将穿越设备置放在穿越大中型河流、塘、漾的一侧，（既穿越管道的入土点侧）；对岸是穿越管段的预制场地（既穿越管道的出土点侧）。

这种施工工艺的优点是：入、出土点精确，施工期不影响通航河道通航，穿越管道设计在河床下约8 15M左右、安全性好，施工期短，保持穿越点地表原貌，不影响河流今后的日常维护和通航。

（二）等级公路（或铁路）穿越施工。

顶管穿越法（土压平衡法、泥水平衡法）：在穿越的公（铁）路的两侧，视管道设计深度各做一个工作（接收）竖井，顶管设备安放在工作竖井内。

顶管作业前校对顶管深度、顶管设备安装的水平度后，进行顶进钢筋混凝土套管作业。

所用钢筋混凝土套管为钢承口结构，套管顶好后，预制好的输气管道穿入套管，与主体管道联接。

优点是：不破坏公（铁）路路面设施、施工期不影响车辆通行。

（三）水田段工程施工。

1．围堰井点降、排水法。

施工作业带两侧用土围堰，地表水用大口径水泵排出作业带，待作业带内的水排净后，进行布管、组装、焊接施工；管沟开挖时继续降、排水（沉管管沟开挖时进行井点降水），管段下沟回填完毕，降、排水结束。

·85·这种施工工艺能保证施工的连续性，施工期短，利于承包商承揽新的工程项目。

2．季节施工法。

11月 次年3月是施工地域的冬季，农田里的农作物主要是油菜、冬麦，地表水位下降，农作物生长缓慢，水田呈旱田状，适宜机械化管道施工作业。

不利因素是：承包商进场时间不是施工地域的冬季，如果采用季节施工法，进场的设备、机具驻场时间久，会影响承包商承揽新的工程项目。

（四）农田与经济作物区域工程施工。

与水田段工程施工相比，施工作业面地表水相对少，可全年施工，施工时尽量优化工期，减少农作物按季赔（补）偿费用。

（五）水网地域输气管道施工案例。

川气东送管道工程42标段，管道起点自浙江省湖州市南浔区练市镇穿越白马港进入浙江省桐乡市乌镇，经过嘉兴市秀洲区、嘉善县、至上海市青浦区的上海末站，管道长度约67Km，其中：大型河流定向钻穿越20条、中小型河流穿越28条、申嘉湖杭高速公路穿越13次、乍嘉苏高速公路穿越1次、省级公路穿越1条、分输站1座、末站1座、线路工艺阀室3座、线路三桩及警示牌约703个。

沿线地貌为：稻田、菜园、果林、桑园、鱼塘、鸭舍、村庄，水塘多、水系分部密集，村庄密度大；管道并行申嘉沪杭高速公路敷设约61Km，施工条件较差。

（六）水田段输气管道工程施工技术。

大型河流、等级公路的施工方法前面做了简要叙述，下面针对水田段输气管道工程施工技术进行探讨：1．管道组装、焊接。

（1）本标段管道线路直管段和冷弯管均按设计要求采用Φ1016ˑ21．0X70直缝埋弧钢管；热煨弯管采用Φ1016ˑ26．2X70制热弯管用直缝埋弧焊钢管。

（2）本管段焊接主要采用半自动焊接方式，对于沟底碰头死口和管口返修时采用手工焊下向焊方式；施工前先按照《钢质管道焊接及验收》（SY/T4103—1995）进行焊接工艺评定，以确保焊接质量；（3）焊接材料：在手工电弧焊方式中，根焊采用E6010（Φ4．0）纤维素焊条，填充、盖帽均采用E8018—G （Φ4．0）焊条。

在半自动焊方式中，根焊采用E6016（Φ4．0）纤维素焊条，填充、盖帽均采用E71T8—Ni1（Φ2．0）药芯焊丝。

2．无损检测。

焊缝按设计要求应先进行外观质量检查，外观检查合格后方可进行无损检验。

本段管道所有对接焊缝均进行100%超生波检测和100%射线检测。

射线探伤和超声波探伤检验按《石油天然气钢制管道无损检验》SY/ T4109—2006中的规定执行，合格等级应符合《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369—2006的规定，Ⅱ级为合格。

3．管口防腐补口及管段防腐补伤。

本标段管道设计补口选用无溶剂液态环氧涂料+热收缩带（套），热收缩带（套）性能检测执行SY/T4054－2003标准，补口补伤后100%外观目检，目检合格进行100%电压15KV电火花检漏，无漏点为合格。

4．管沟开挖与管段下沟。

由于水网地域水位高、地貌类型属冲湖积平原，管沟成型差，管沟开挖时需进行降、排水（沉管管沟开挖时进行井点降水），待管段下沟回填完毕，降、排水结束。

同时，管段下沟后要进行沟下管段连头。

5．清管及试压。

（1）试压前对管段进行清理，清管次数不少于2次。

（2）本段输气管道强度试验按设计要求，稳压时间4小时，严密性试验稳压时间24小时；除特别说明外，输气管道穿越大中型河流、二级以上公路的管段均单独进行清管和试压，强度试验稳压时间4小时，严密性试验稳压时间24小时；进行强度试压时，在规定时间内以无泄漏为合格；进行严密性试压时，在规定的时间内允许压降不大于1%试验压力值，且不大于0．1MPa为合格。

6．辅助与补充措施。

线路阀室安装、建筑物建设、线路三桩和警示牌设置。

7．管道测径、干燥及氮气置换。

（1）定向钻、开挖穿越大中型河流按设计要求单独进行清管测径。

（2）管段分段试压前按设计要求采用清管器进行分段清管、测径；站间管道连通后，压缩空气推动清管器进行站间清管、测径。

（3）干燥及氮气置换：按设计要求进行干燥及氮气置换。

四、工程管理模式、管理措施探讨（一）工程管理模式。

（1）建设方（业主）项目部制：指挥部———项目部———职能部（室）———项目分部———职能部（室）———现场代表；（2）施工方（承包商）项目部制：标段项目部———职能部（室）———作业机组；（3）监理方项目部制：项目部———总监理工程师———总监理工程师代表———监理工程师———监理员；（4）设计方项目部制：项目部———总设计代表———设计代表；（5）第三方质量检验项目部制：项目部———项目分部———检验工程师。

（二）管理措施。

1．工程招投标。

川气东送管道工程是国家重点工程，建设方（业主）在选择参建方（承包商、供货商）时，采用了招投标方式，保证了参建方的素质和履约能力。

2．QHSE管理。

工程质量、安全管理是工程管理的核心，关系到施工和工程竣工后，管道在运营期内的安全、连续、产品销售成本、环境保护等问题的预控。

建设方（业主）工程质量管理标准是：建设国内一流管道工程、样板工程。

3．委托监理监督。

工程的现场施工过程管理，实行监理跟踪旁站制。

关键工序、质量停检点，必须由监理人员认证后，方可进行下道工序施工作业。

保证了工程的施工质量优良。

4．第三方质量检验。

长距离输气管道的使用周期在30年左右，管道的施工质量关系到运营后的安全性、连续性、维护及运营成本。

为了保证工程质量优良，工程实行第三方质量检验。

5．引进国外专业管理公司参与工程管理。

工程所用阀门的制造由外国专业管理公司监控；聘用国外知名的监理公司为工程做监理咨询服务。

五、水网地域长输管道工程施工技术与管理的启示以上依据川气东送管道工程，江南水网地域管道工程建设施工，探讨了长距离输气管道工程水网地域施工工艺、工程管理模式、管理措施。