——以河南油田江河油矿输油管线建设工程为例
江河位于河南油田第一采油厂油水密集地带,是一条横穿双江两个主力油田的河流,江河输油管线建设工程从油田江河矿12#站至37#站,中间需要穿越江河。但是进入五月份施工期以来,连续降雨,造成了 河 流 水 位 上 涨,水 位 由 原 来 的 1.5--3.0m,上涨至 4—5m,河面宽度也由30m增加到50m。
1 管线穿越河流施工技术根据油田多年管线穿越经验和参考西气东输管道施工,管线穿越河流主要有下列施工技术。
(1)水平定向钻穿越技术 :适应大口径管道和大型河流,是一种非开挖穿越技术。
(2)大中河流水下挖沟、漂管过河、沉管下沟技术:对于河面宽度≥40m、河床为多年沉积淤泥质黏土的通航河流,可采用挖泥船水下挖沟;然后开挖发送沟,牵引预制管段漂管过河就位,管内注水沉管下沟,稳管回填。
(3)小河流水下挖沟、吊管过河、沉管下沟技术:对于河面宽度≤20m、河床为淤泥质黏土的通航河流,可采用设在两岸的长臂挖掘机水下挖沟,履带吊岸上吊管过河就位,管内注水沉管下沟,稳管回填。
(4)有土和无土围堰穿越技术 :对于河面宽20—40m、流速较小、不通航、较浅的河流,采用有土围堰和无土围堰技术;有土围堰采用袋装土、竹排、防水布等砌垒围堰,筑双坝截流;无土围堰打桩作业在浮筒上进行,将钢板依次打入河底围堰,筑双坝截流。然后将堰内水抽干清淤、开挖管沟,拖管下沟,稳管回填。
2 管线有土围堰穿越河流施工流程
2 . 1 施工工序和施工准备
2.1.1 施工工序
测量放线—→围堰—→开挖导流渠—→降水—→开挖管沟—→布管—→管道组对焊接—→无损检测—→补口补伤—→管线回填—→水工保护和地貌恢复
2.1.2 施工准备
项目组按照该工程的工期要求和具体施工作业条件安排施工作业面,进行投入资源的详细准备。依照“以人为本,安全第一”的施工原则,贯彻河南油田HSE管理的基本方法;施工准备期间,适时安排人员、车辆和设备进场,做到紧张有序、有条不紊。进行物料采购、加工、制作;测设工程施工控制网,完成施工场地的交通、水、电的临建工程,确保工程的顺利实施。
2 . 2 测量放线
本工程测量放线采用GPS定位,全站仪进行测量。放线时利用木桩进行醒目标记,主要定出管线中心线、作业带边线,同时确定围堰及导流渠位置、方式。
2. 3 围堰
在 水 流量大,流 速 达 0.3米 /秒 的 情 况下,首先进行河道围堰,围堰如图所示,在筑堰之前,先将堰底下河床底上的树根、石块及杂物清理干净。围堰采用塑料编制袋装土,封口后砌成围堰,堆码的土袋的上下层和内外层相互错缝,尽量堆码密实平整。围堰中心宽500mm装土,夯实。围堰长40m,底宽3m,顶宽1.5m,高4m,呈梯形状。
2 . 4 开挖导流渠
在围堰达到3m高度时,开挖导流渠道。依据现场客观实际,河渠周围环境,确定导流渠的方位、走向,根据河水流量,确定导流渠宽度和深度,具体实施见图1。在围堰外侧开挖导流渠道,连接上下游,将上游围堰外的河水通过导流渠,引入下游围堰外,使围堰内达到静止状态。
2. 5 降水
结合该段河床底部细砂砾土性质,方案采用明沟排水为主,井点降水为辅的降水措施。工程实施过程中,由于开挖试验效果不理想。项目组经过讨论,实例中采用以井点降水为主,明沟排水为辅的降水方案。
2 . 6 开挖管沟和布管
将堰内水抽干清淤后开挖管沟,管沟开挖时采用长臂挖掘机在分层段进行,管沟开挖深度应确保管线埋深在30年一遇洪水冲刷线以下1.5m,因此根据河渠情况严格按一定的剖面与深度挖掘管沟,保证管沟平直,沟底平坦。施工作业带采用推土机平整压实,局部软弱地基处,铺垫碎石土,施工作业带应保证焊接布管设备的顺畅通行。管段在河岸组焊,防腐完毕后,外加套管沿着河底1m深的管沟牵引就位,为了减少管道牵引力,在穿越管道施工时采用滚动的发送道支架(共10个),既减少了摩擦系数,又相应减少了牵引力。牵引力的计算公式如下:
N =9. 8(aGf+T )
式中:N—拖动管段的牵引力;
a—起动系数 ;
G—管线重量 ;
T—钢丝绳重量 ;
f—管段与河床的摩擦系数。
从上式可以看出,采用滚动的管段发送架,牵引管段就位,减少了摩擦系数,从而牵引力也相应减少。既减少了施工强度,又保证了施工质量。施工期间的注意事项,管段组装与管沟开挖应协调进行,要求管段在管沟成型前组装检验完毕,待管沟成型后,同工程现场监理工程师配合再次进行管段及管沟质量的检查,确保符合要求后尽快将管子下沟,同时防止管沟回淤。
2 . 7 管段回填
为了确保管段在河底不受水力冲击,回填200mm深土方,再回填300mm石块,其余用编制袋回填。完成管沟回填后,拆除上下游围堰,回填导流沟,进行施工段河道清理,在清理过程中应严格,认真、全面地清理,将一切施工垃圾及生活垃圾、油污、废料等全部清除,报当地环保部门进行认可。埋设标志桩和警示桩,及时恢复河床原貌,做好河岸和大堤的水土保护工作,不仅能使河床稳定,保护管道,也能对防洪防汛起到作用。
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