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    石油天然氣管道穿越工程施工及驗收規范

    發布時間:2011.04.09 新聞來源:河北騰飛管業(pe1688管材管件網) 瀏覽次數:

    騰飛公司網址:http://www.138sbgw.com/ 石油天然氣管道穿越工程施工及驗收規范

     現代非開挖鋪管技術是指利用巖土導向、定向鉆進等手段,在地表不挖槽的情況下,鋪設、更換或修復各種地下管線的施工新技術。該技術社會經濟效益顯著,尤其可在一些無法實施開挖作業的地區鋪設管線,如穿越公路、鐵路、建筑物、河流、古跡保護區、鬧市區、農作物及植被保護區等。該技術現已廣泛用于燃氣、電信和電力等工程部門。
      現代的非開挖地下管線施工法自20世紀70年代陸續開始大量出現,包括:水平導向鉆進、水平定向鉆進、方向可控的水平螺旋鉆、沖擊矛、夯管錘、微型逐道、舊管更換與修復、頂管掘進機等。
      現代方法與傳統方法相比有以下特點:
      (1)引入了管線軌跡的測量和控制;
      (2)大大提高了鋪管能力(長度2000m,直徑3m);
      (3)快速高效;
      (4)增強了在復雜地層條件下施工的能力;
      (5)使管道的原位修復成為可能。
      1 非開挖技術分類(按施工工藝)
      非開挖技術措施按施工工藝可分為:導向鉆進鋪管技術、遁地穿梭矛鋪管技術、頂管掘進機鋪管技術、頂管鋪管技術。
      1.1 導向鉆進鋪管技術
      (1)施工優點
     ?、賹騼x導向,快速高效準確;②鉆孔方向易控制,施工場地要求簡單;③導向探測與管線探測相結合有效調整鉆頭,避開管線,適合復雜地層條件下施工。
      (2)適用范圍
      用于鋪設電力、通信、煤氣和自來水管線,鋪管直徑、長度和材料范圍較寬,適合1000mm以下管徑,主要有PE管鋪設和鋼管鋪設。
      1.2 遁地穿梭矛鋪管
      (1)施工方法
     ?、倮芊?; ②頂管法。
      (2)施工優點
     ?、贈_擊力大,穿透性強;②速度快,工期短;③可穿越流泥流沙和卵石帶;④適宜各種管材。
      (3)適用范圍
     ?、龠m宜于鋪設各類13~150mm;②小管徑長度<50m或距離較長的; ③鋼管或鑄鐵管最大口徑可達1.5m最大長度可達100m。
      1.3 頂管掘進機鋪管技術
      (1)優點
     ?、俑吖β?、高效率;②采用泥水平衡掘進施工法,可進行大管徑超長度施工;③噪音小、無污染。
      (2)適用范圍
      隧道、涵洞和大口徑管道。
      1.4 頂管鋪管技術
      (1)設備
     ?、賹蛱綔y儀;②導向鉆機;③液壓頂管機。
      (2)施工方法
     ?、賹蜚@孔定向;②液壓頂進、人工挖掘。
      (3)優點
     ?、僭靸r低;②定向準確、精度高、安全、無噪音污染;③可適用于各種地質條件;④適用于大口徑小場地各種管道施工。
      (4)適用范圍
      適用于鋪設3000mm以內鋼管、混凝土管、鑄鐵管、其它材質管道可采用套管法鋪設。
      2 工程實例
      我司常用的非開挖技術采用導向鉆管法,以下以東明河頂管工程實例詳細介紹導向鉆管的技術。
      (1)工程概況
      岐江河東明大橋西側穿越工程位于中山市東明大橋西側,穿越地點選在東明大橋側河道,離南岸橋支墩38m位置,兩岸河堤之間寬度為112m,水深5m。由于石岐河水位受漲潮退潮影響,航道需正常通航,不能封航,因此工程采用定向鉆技術,以非開挖方式進行煤氣管道穿越。該工程為一條φ273×9鋼管穿越,穿越長度約為280m,最大穿越深度:自然地面以下10m;鉆機入土點位于河南側,出土點位于河北側。入土角度為10°,出土角度6°,鉆進曲率半徑為488m。該工程為小型穿越,定向鉆技術具有相對成本較低,工期短,不阻礙交通等優點,隨著工藝的不斷改進,該種施工工藝在管道燃氣、自來水、電力和電信部門已開始普遍使用?,F以上例子介紹一下其具體操作過程及注意事項。
      (2)編制依據
     ?、佟遁斢洼敋夤艿谰€路工程施工及驗收規范》SY0401—98;②《水平定向鉆進管線鋪設工程技術規范》CSTT;③《石油天然氣管道穿越工程施工及驗收規范》SY/T4079—2003;④《長輸管道線路工程施工及驗收規范》SYJ4001—98;⑤《原油和天然氣輸送管道穿越工程設計規范穿越工程》SY/170015.1—98;⑥《輸氣管道工程設計規范》GB50251—94;
      (3)現場條件
      施工場地平坦,穿越地段高低不平,鉆機場地位于河南側,出土端位于河北側。此地段交通運輸較為方便,便于鉆具的運輸。電源采用自備發電機解決。
      (4)機械性能和相關參數
      FDP—30鉆機具有優越的鉆進性能,加上特制的輔助助力裝置,使回拉能力達到80t,扭矩1.6萬N·m。主機配有先進的液壓動力系統,泵閥采用世界上最先進的力士樂產品,回轉動力采用世界上最先進的波克蘭電機,動力源采用進口的康明斯發動機。優良的設備加上高素質的員工,是我們順利完成該條非開挖管線施工任務的保證。
      (5)施工方法
     ?、賹蜚@管法的施工工藝
      地質勘察→穿越曲線設計→測量磁方位角→鉆機就位→鉆導向孔→擴孔→回拖→環境保護→地貌恢復
     ?、趯蜚@管法的工作原理
      水平導向鉆機的工作原理是:在施工時,按照設計的鉆孔軌跡(一般為弧形),采用可從地表鉆進的鉆機先鉆一個近似水平的導向孔,然后在導向鉆頭后換上大直徑的擴孔鉆頭和直徑小于擴孔鉆頭的待鋪設工作管線,然后進行反向擴孔,同時將待鋪管線回拉入鉆孔內,當全部鉆桿被拖回時,鋪管工作同時也就完成了。此工程根據地質情況計劃采用分級擴孔,共分2級擴孔,再回拖管線的方法,進行穿越施工。
     ?、墼O備就位、安裝、調試
      鉆機就位前對機施工場地進行平整(20m×30m),保證設備通行及進出場。設備及材料存放場地須高出自然地面不小于15cm,推平、碾壓,并設斷面不小于0.3m×0.3m的邊溝。打好軸線后,根據入土點、入土角度結合現場實際情況使鉆機準確就位。鉆機設備、泥漿設備、固控設備安裝完成后,對設備進行調試、檢查、測試,確保設備安全運行??叵蛟O備儀器安裝完成后,對其進行調試,確保導向孔的精度。入土端泥漿儲運坑(2m×4m×2m)及出土端泥漿儲運坑(2m×3m×2m)。多余泥漿由吸污車集中清運。漿儲運坑(2m×4m×2m)及出土端泥漿儲運坑(2m×3m×2m)。多余泥漿由吸污車集中清運。
     ?、茔@導向孔
      本穿越工程穿越段地質條件暫按Ⅱ類土考慮,根據地層情況,選擇并設計出導向孔軌跡曲線。鉆導向孔的成功與否關鍵在于如何防止塌方的問題,故此在鉆導向孔時按照地質構造的不同詳細制定出合理的泥漿配比方案,規定在不同的地質情況下選用不同的泥漿配方,該工程中需加適量大分子聚合物及一些多功能處理劑,增加泥漿的粘度、降低泥漿的失水,使其性能控制在密度1.02~1.05g/cm。左右、粘度45~55s、失水10mL,以利于更好的保護孔壁,提高泥漿在孔洞中的懸浮攜帶能力。在造斜段使用的泥漿中添加適量的潤滑劑,降低孔壁的摩擦系數,從而可以防鉆具粘卡。
      為保證預擴孔及回拖工作的順利進行,鉆導向孔時要求造斜段應嚴格按設計曲線鉆進。經過對軸線及鉆機就位情況進行校準,檢查無誤后方能開始鉆進施工。探頭裝入探頭盒后,標定、校準后再把導向鉆頭連接到鉆桿上,轉動鉆桿測試探頭發射信號是否正常,回轉鉆進2m后方可開始按照設計軌跡進行穿越??叵蛟O備宜采用有纜控向系統,以提高鉆進的準確性,導向孔完成后經檢查合格后方可進行預擴孔。
     ?、蓊A擴孔及磨孔
      a.預擴孔采用一臺FDP—30型導向鉆機進行預擴孔,邊擴孔邊打入泥漿,視旋轉壓力及回拉壓力逐漸加大擴孔級別。預擴孔采用導向鉆機進行預擴孔,邊擴孔邊打入泥漿,視旋轉壓力及回拉壓力逐漸加大擴孔級別。
      b.擴孔次數需視鉆機回轉壓力及回拖壓力而定。擴孔級別如下:
      使用φ320mm螺旋擴孔鉆頭擴一遍。
      使用φ450mm螺旋擴孔鉆頭擴一遍。
      c.擴孔前要做好泥漿循環系統的準備工作,FDP—30型導向鉆機配套的泥漿系統工作性能,每小時的最大工作流量為5m3,則泥漿泵每一個工作日的最大循環流量為120m3,在入土點、出土點旁各開挖一個泥漿坑,并配有清運泥漿的專用設備。保證施工現場的清潔衛生,做到文明施工。
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      a.拖管采用專門的回拖器,同時采用邊打泥漿邊旋轉回拖的方法。從而保證鋼管防腐層不被破壞。
      b.旋轉分動器采用特制的結構。
      c.扶正器與工作管的連接要牢固,并要求工作管與拉管器的連接要牢固、安全、密封,作到可靠。
      d.采用小比重高粘度泥漿,加入適合地質結構的泥漿處理劑和管孔潤滑劑等措施以減少回拖時的阻力,減小鉆機工做負載。
      e.在φ273×9鋼管回拖前,驗證擴孔后孔內是否有充足泥漿,以便回拖中起到護壁潤滑作用。
      f.經確認鋼管焊接、防腐合格后,將鋼管拖人端與回拖器連接牢固,檢查所有回拖系統(含設備、工藝保障措施)是否處于最佳狀態。
      g.回拖前,在待回拖φ273×9鋼管下,每間隔20m擺放1個托輥,并用吊車配合,以防止在回拖中擦傷鋼管外壁。
      h.回拖啟動后,要作到平穩、勻速(回拖中不能停留),速度控制在0.08m/s。操作手時刻觀察回拖壓力變化,及時上報,以便采取必要措施,使鋼管順利回拖成功。
      i.拖管時,大部分泥漿將循環使用,需挖兩個坑暫存,一個為泥漿倒坑一個為凈化好的泥漿坑。
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      工作管回拖完畢后,清理現場并撤出所用施工設備,恢復場地的地形地貌。
      施工過程圖詳見圖1。
      該工程的順利完成,創造了中山市有史以來最大的以定向鉆非開挖方式過河的管道煤氣工程歷史,將使石岐河以北的城區及港口鎮居民和工商企業能夠用上安全、清潔、方便及源源不斷的港華代天然氣,促進該地區經濟快速發展,提高人民生活水平,并為明年天然氣的到來奠定了基礎。
      3 結語
      上述的非開挖技術,不但減少路面開挖,降低施工費用及解決一些在傳統開挖術不能施工的問題,而且在修復舊管道及安裝難度高的工程時;在西氣東輸、廣東LNG工程中大規模的管道管網的鋪設;天然氣作為清潔環保能源的普及使用,使其在天然氣置換工程時;為保證向客戶供氣不致大幅間斷,和安裝分區調壓閥及管道時;在環型管網完成后,如需要更新舊有的煤氣管道時,發揮了相當大的優勢。非開挖技術代替土建施工(挖槽埋管法),這不但燃氣施工技術上又一躍進,還體現了施工技術的高速發展和科技現代化。
      圖1 歧江河東明大橋西側穿越工程穿越曲線
      注:(1)本圖所注單位為m;(2)曲率半徑488m。最大深度10m;(3)入土點在河南側,入土角α=10°(4)出土點在河北側,出土角β=6°(5)水平穿越長度280m。

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