西河 演礼集输管道工程上跨黄龙隧道方案讲解

大宁煤矿井下瓦斯地面预抽放项目西河演礼集输工程

上跨黄龙隧道S65K21+400处

施

工

方

案

编制单位：

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审核人：

审查人：

编制日期：2017年3月20日

一：编制说明

1.适用范围

本施工方案适用于大宁煤矿井下瓦斯地面预抽放项目西河、演礼集输工程-上跨安阳高速公路（阳翼段）黄龙隧道段。

2.制依据

1)资料依据

大宁煤矿井下瓦斯地面预抽放项目西河、演礼集输工程-上跨安阳高速公路（阳翼段）黄龙隧道段，涉及《油气输气管道与铁路交汇工程技术及管理规定》（国能局）[2015]392号第十四条：“新建管道可在既有铁路隧洞身上方挖沟敷设，当采用非爆破方式开挖管沟时，管沟底部与铁路隧道结构顶部外缘的垂直间距不小于10米”，及山西兰花西河、演礼集输管道上跨安阳高速公路黄龙隧道S65K+400处技术方案处理意见文件。

(1)山西兰花煤层气有限公司大宁煤矿井下瓦斯地面预抽放项目西河、演礼集输工程设计施工图纸。

(2)国家关于工程建设现行的有关法律、法规及行业的有关规定。

2)国家关于工程建设现行的规范、标准及行业的有关规定。

(1)《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）

(2）《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183-2004

(3）《石油天然气工业管线输送系统用钢管》GB/T9711-2011

(4）《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640-2010

(5）《油气输送管道穿越工程设计规范》GB 50423-2013

(6）《油气田集输管道施工规范》GB 50819-2013

(7）《油气输送用钢制弯管》SY/T5257-2012

(8）《钢质管道穿越铁路和公路推荐作法》SY/T0325-2001

(9）《油气输送管道穿越工程施工规范》GB 50424-2007

(10）《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-2008

(11）《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ/63-2008

(2）《管道干线标记设置技术规范》（SY/T6064-2011）

(13）《石油天然气建设工程施工质量验收规范输油输气管道线路工程》（SY4208-2008）

(14）《钢质管道外腐蚀控制规范》（GB/T21447-2008）

(15）《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》（GB/T23257-2009）

(16）《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》（GB/T21246-2007）。

二：工程概况

1.工程概述

西河、演礼集输工程总长度约111km，沿线设集气阀组、阀井。主要内容包含：管沟开挖、回填、施工场地恢复、相关管线材料、设备购置、安装管道清扫、压力试验、氮气置换、管材保温、防腐、阴极保护及其它附属设施建设等工程设计图纸范围内所有内容；本项目主要建设内容为大宁煤矿井下瓦斯地面预抽放项目演礼、西河地面煤层气开发，包括直井123口，水平井12口，沿线设置5座集气站。管线主要分为四部分，主管线规格螺旋进弧焊钢管406.4*6.35L245，阀组到集气站管线规格无缝钢管219*6.35 20#。根据甲方提供的《山西兰花煤层气有限公司西河、演礼煤层气质量情况说明》，该煤层气属于一类气。水平井采气管线采用PE管PE100 SDR11 dn160，直井采气管线采用PE管PE100 SDR11 dn75。主管线设计气量为46*104m3/d，其中单井采气管线进阀组前设计气量为3000m3/d，1#、3#集气站所辖水平井设计气量为30000m3/d，2#、4#、5#集气站所辖水平井设计气量为40000m3/d。

2.主要实物工程量

主干线段水平投影长度为7.8km，设计压力1.6MPa，根据《输气管道工程设计规范》GB50251-2003的规定，DN400管道最小壁厚为5.0，DN300管道最小壁厚为4.5，二级地区采用D406.4*6.35 L245螺旋缝埋弧焊钢管。本段为主管线规格螺旋进弧焊钢管406.4*6.35L245管道上跨安阳高速公路（阳翼段）黄龙隧道。

大宁煤矿井下瓦斯地面预抽放项目西河、演礼集输工程主管线规格螺旋进弧焊钢管406.4*6.35L245管道上跨安阳高速公路（阳翼段）黄龙隧道上方。跨越隧道位置里程为S65K21+400。

3.工程地质条件

大宁煤矿井下瓦斯地面预抽放项目西河、演礼集输工程-上跨安阳高速公路（阳翼段）黄龙隧道段。

本区出露的碳酸盐岩层，主要是寒武和奥陶系，局部地层为石炭系，北部为二迭系上石盒子组及石千峰组。地质构造较简单，勘察未发现有较大的地质构造。4.水文、气象条件

本区属典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，日照充足，雨热同期，干冷同季，随着四季的明显交替，依次呈现春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季温和凉爽，冬季寒冷干燥。年平均气温11.7℃，最冷月份（一月）平均气温-3℃，最热月份（七月）平均气温24.6℃，全年无霜期170~195d，年日照2571.3ｈ，阳城标准冻结深度41cｍ。

5. 施工难点

大宁煤矿井下瓦斯地面预抽放项目西河、演礼集输工程-上跨安阳高速公路（阳翼段）黄龙隧道段：输气管道位于山顶上，大部分地层为石炭系，管沟开挖不能采用大型挖掘设备，人工及辅助机械开挖临时用电设备及破碎设备运输困难并且耗时；管道下沟制作手动起重设备支架及回填管沟用土运输困难。

6.施工问题及评审建议

1、在高速公路黄龙隧道投影线及两侧各10m范围内设置管壁不小于20厘米的钢筋混凝土套管，套管与输气管之间应设绝缘支撑，保持良好绝缘性能，套管两端使用绝缘材料进行封堵，其中一端设置排气管。

2、适当调整管道埋深，施工中应保证混凝土套管顶埋深在冻土线50厘米以下。

3、施工中应在黄龙隧道内管道交叉范围内设置观测点，在施工过程中应进行持续观测。

4、严禁爆破及大型机械开挖机回填管沟。

5、施工应在雨季开始前结束，施工期间严禁管道积水。

6、回填采用粘性土回填，回填高度应高出原地面30厘米。

7、穿越完成后，必须在穿越点两侧及隧道对应位置设置永久性警示标志。

8、施工过程中，建设单位应接受阳翼高速公路建设管理处的监督，确保高速

公路运营安全；如损坏路产设施由建设单位及时恢复。三：施工总体部署

1. 施工资源配置

1）施工机组人力资源配置

2）施工机械设备资源配置

表3-1.2 施工机械设备配置表

2.施工组织机构及职责

施工组织机构

四：西河、演礼集输工程-上跨黄龙隧道段施工方案

本线路段不能采取连续的机械化沟上组装作业、局部特殊地段采取措施后进行沟下组装的施工方案，运用多种施工技术，灵活地安排各种地段的施工，尽量地不

采取大型机械组装作业，充分发挥现有小型设备及人工的施工方法，尽量提高施工效率。

施工内容含：测量放线、运管、布管、组装焊接、管沟开挖、混凝土垫层及防水层、防腐补口补伤、电火花检漏、套管安装、下沟、分段清管、分段试压和严密性试验、沟下连头、回填管沟等。

1.管道测量放线

?测量人员依据线路平面、断面图、设计控制桩、水准标桩进行测量放线。根据设计桩号，用全站仪或经纬仪测量。

?用全站仪或经纬仪进行测量，打设百米桩测定出线路轴线和施工作业带边界线并定桩。

?测定出线路轴线与作业带边界线后进行定桩。

?管道采取弹性敷设，测量人员依据管线平面、断面图，采用坐标法确定敷设曲线，每10m打设一加密桩，桩上标明该点的地面高程、管底高程与挖深。

?测量人员按打设的线路控制桩与加密桩，测定出线路轴线与施工占地边界线并进行定桩。

?对施工作业带范围内的树木等障碍物，测量人员确定出清除范围，并打设拆除标志桩。对于成片树林采取控制作业带宽度或移栽的方法，减少对树木的破坏。

?测量人员持地下障碍探测仪对全线进行检测，检测施工作业带范围内地下的电缆、光缆及金属管线等障碍，在其上打设标志桩并画草图记录。

1）划线

线路轴线和施工作业带边界线定桩后，测量人员在两桩点间拉设百米绳，沿绳撒白石灰进行划线，放出管线轴线、作业带边界线，为了方便布管和组装焊接，同时也放出布管中线。线路轴线和施工作业带边界线示意图：

?使用地下探测仪器对地下的障碍物需进行检测和标志，以便在作业带清理和管沟开挖时不会造成损害。

?沿线地形坡度不大于15°，适于机械化沟上施工地段约占全线的96%，作业大宽度不小于18米，局部为20米，作业带断面图如下。

2）移桩

放线完成之后，施工作业带清理之前，应将所有管线控制桩平行移动到管道组装焊接一侧的占地边界内，距边界1m。移桩的位置应垂直于管道中线且至中线的距离相等。

3）填写施工记录和向监理报验

测量放线完毕按监理要求填写测量放线记录，及时与监理联系和报验，填写“施工测量放线报验表”。

2. 施工作业带清理和施工便道修筑

?本施工作业带清理后进行平整、压实，坡度要尽量平缓，确保小型机械设备的顺利通过和流水作业的安全施工。并及时与有关单位取得联系，确保顺利进行线路工程施工。

?施工作业带要求平整，并经过压实，确保吊管机的行走，在施工作业带范围内，对于影响施工机具通行或施工作业的石块、杂草、树木、构筑物等障碍物应清理干净，沟、坎应予平整，有积水的地势低洼地段应排水填平。

?施工作业带便道应平行于管沟，修在靠现有运输道路一侧，以方便施工设备的进出。施工作业带与现有道路的连接通道（运输便道），应根据现场实际情况修

筑，确保线路工程施工设备和材料的进场，施工应得到业主和监理的认可。

3.防腐管材运输与布管

1）通过施工作业区域运管

管材在作业带内的运输地貌情况比较复杂，坡度过大计划采用履带牵引车（吊管机等）牵引湿地运管爬犁（见下图）运管并直接进行布管作业。对于本地段吊管机或挖掘机尽量不要在隧道上方区域内行走，未能到达作业地段管材用挖机的长臂推运炮车送到隧道上方作业区域内，再采用人力配合吊管机挪运至合适位置。

隧道上方区域外行走

（1）管材拉运时的外防腐层保护

管材拉运前，在管段中转站与业主配送人员办理管段转接检验手续，对防腐管壁厚度、圆度、坡口逐根验对；拒收不合格的管段，防腐层有损坏的地方，用标志笔作业记录便于修补。

（2）按拟定计划进管，实现管段直运现场，减少倒运环节。

在管材的拉运采用专用运管炮车和运管爬犁上安装拉管专用的弧形管架，弧形管架上铺有δ=10mm的橡胶，用来确保管件的防腐层不受损害。

（3）管与管之间由橡胶圈垫隔，防腐层不会受到损坏。

管材与车架的固定采用2套紧绳器（锦纶材料的扁平带）紧固防腐管，防止了车辆在运行中管材的移动，确保管件防腐层不受磨损和安全行驶。

（4）管材装卸车采用专用的吊具与吊带，尾沟宽度应大于60mm，弧度应与管口弧度吻合，吻合处加垫铝板或橡胶等软物，确保管道口不受损坏。

（5）尾沟吊具绳长为7.5m，如使用尼龙吊带，则宽度为大于150mm。

（6）严格执行管段出厂不得落地的原则，在任何环节都应有防腐层保护措施。

2）布管

（1）布管前，技术人员依据本标段管道的设计平面图、测量放线的控制桩，对布管人员进行交底，交底包括：布管长度、管道防腐类型、级别变化处、管道变壁厚处的位置，在管道弹性敷设及弯管处严格按工序施工指导书进行布管。

（2）施工人员依据设计要求、测量放线记录、现场控制桩、标志桩，按下图进行布管。每根防腐管摆放于两个砂袋上。

（3）布管吊装采用3t尼龙吊带，钢管摆放在打设好的管墩上，管段底面距地面0.5m，管墩塌陷较严重处，人工取土垫高或加垫砂袋。

钢管应首尾连接，呈锯齿形摆放，相临管口错开一个管径。布管10～15根后，布管人员返回检查，若钢管相隔较远或搭头较长，用吊管机重新调整。

（4）布管时，吊管机单根吊管，布管人员在钢管末端栓麻绳调节平衡，防止钢管摆动过大碰撞他物。

3）布管要求

利用挖机的长臂推运爬犁送到隧道上方作业区域内，再采用人力配合吊管机挪运至合适位置，禁止大型机械设备在隧道上方作业区域内走动。

?布管时钢管的吊装使用专用吊具，钢丝绳和吊带的强度满足吊装使用的安全要求；尾钩和管口接触面与管口曲率相同，宽度不小于100mm，尾钩表面垫衬软质金属，防止损坏管口；起吊后钢丝绳与钢管的夹角不小于300。

?用爬犁拉运钢管布管时，防腐管放置于弧形胎具上。爬犁与管材的接触部位绑扎胶皮垫层，牵引钢丝绳必须系牢，并用紧绳器将钢管与爬犁捆牢，钢管不能与地面摩擦拖拉，爬犁上严禁坐人；卸管时严禁采用滚、撬等有损防腐层的方法卸管。

?吊管机布管时避开高压线，空车行走时将吊臂收起，以免发生碰撞事故；

?布管过程中，采用土墩或砂袋垫高管段时，管墩必须两边高，中间低，支垫稳固，防止管段滚下发生事故。

4.组对

1）坡口型式：

30°V型坡口适用于手工及半自动焊机组施工，35°V型坡口适用于连头处，钝边1.0~1.6 mm。坡口面与管子中心线垂直偏差应小于1.6 mm。手工及半自动焊作业可直接使用；连头处可采用火焰切割、磨光机打磨进行坡口加工，清除切割表面的淬火层厚度不小于1~2mm。管段坡口如有机械加工形成的卷边，用锉刀或电动砂轮清除整平，不得有裂纹。

2）一般地段组对措施

（1）一般地段指山间平原、河谷等和山区地段纵坡≤10°，横坡≤8°的地段。综合考虑，在此类地段每天可焊接15-20道焊口

（2）在机械设备可抵达的地势平缓地段采用气动式内对口器组对，本标段内的5z463至5z407-7段70%可采用此方法，除此之外地采用内、外对口器结合的方式组对。

（3）管线人工或机械布管到位后，在陡坡地段应立即采取固定措施，防止管子下滑。对口采用1台吊管机；吊具采用尼龙带且宽度不小于100mm，吊点置于已划好的管长中间位置，以起到管口组对过程中的平稳吊装，及保护防腐层。

（4）用直尺或自制卡规检查管口椭圆度；采用胀管器、千斤顶等专用找正工具进行管口矫正。如需要锤击则必须使用紫铜锤。

（5）管口组对前用自制清管器或压风机吹扫清除防腐管内杂物。管口清理完毕后，立即转入组装焊接工序。

（6）制作山坡地形对口用的四腿活动倒链架，便于在不平地段找平。爬坡施工时，应在内对口器上系两根细钢丝绳，引出并系在空压机拖车上，以免对口气滑入管道内。下坡施工时，应缓慢，避免内对口器滑出管道之外

5.焊接与检验

1）焊接

?焊工需持有与其焊接项目相符的有效资格证方可进行施焊。正式施焊前，需根据实际编制组焊作业指导书，并对电焊工进行适当的强化适应性训练，使电焊工在焊接工艺规程范围内有针对性对选择最佳焊接参数。

?本标段线路施工主要采用手工下向焊、手工下向焊根焊加半自动焊填充盖面的方法，站场焊接施工采用一般的手工氩弧焊打底＋手工上向焊接的方法。。

一般地段流水作业施工时焊接作业平面布置图见下图。

焊接前进方向

校修对根打填打盖打标检

圆口口焊磨充磨面磨记查

2）焊接过程中，对母材的保护：

?焊接前对焊接工艺参数的试焊应在引弧板上进行；

?施焊时禁止在坡口以外的管壁上引弧；

?焊机地线应采用专用夹具/卡具与管材连接，接触点应位于坡口内，防止电弧烧伤管材；

?为防止焊接飞溅损坏管子防腐层，采用宽度不小于800mm的防火布遮盖管口两侧。