浅谈山区段工程施工技术

浅谈山区段工程施工技术
摘要：作为能源输送的一种载体，长输管道具有安全、高效、连续、网络连
接及自动化调控等优点，发展越来越受到国家的重视。

而山区段的管道工程建设
由于沿线地形起伏不平、线路转向频繁，弯管的使用多，施工便道修筑及扫线工
作量较大等特点让山区段的管道工程建设困难重重，本文基于西气东输三线中段
枣阳-仙桃段项目工程的建设情况，对山区段管道线路施工进行研究分析。

主题词：山区段施工、长输管道
引言
长输管道在能源运输过程中具有地安全、高效、连续、单位重量运输成本低、时时网络跟踪及自动化调控等优点，发展越来越受到国家的重视，但长输管道工
程建设具有管线敷设距离长、跨越区域多、地质条件千差万别、各施工区域的经
济发展水平有很大差距等特点。

其中，地质条件对工程的施工难度有着最直接的
影响，工程建设的重难点地质在于山区及水网地段。

其中，山区段的管道工程建
设由于沿线地形起伏不平、线路转向频繁，弯管的使用多，施工便道修筑及扫线
工作量较大等特点让山区段的管道工程建设困难重重，本文基于西气东输三线中
段枣阳-仙桃段项目工程的建设情况，对山区段管道线路施工进行研究分析。

一、山区段施工方式
根据设计图给出的管道路由，确定是山区段横坡方向施工还是纵坡方向施工，纵坡方向可以直接延管线路由进行清表工作；横坡方向则需要根据要求的作业带
宽度对山体进行开挖，并将挖出的土石方垫至一旁作为虚方作业带。

然后，通过修筑施工便道让大型机械设备进场，然后便可以进行作业带的清理工作，用机械设备对作业带的地面附着物进行清表工作；清理完山区的附着物后，整个山体裸漏出来能够更加清晰的观察作业带的情况，根据实际情况制定相应的山区段施工方案，施工方式可选择以下两种方式。

1、山区段施工沟下焊接
沟下焊接选择采用先行开挖管沟，沟下自动焊工艺施工的方式进行施工，局部坡度较大地段采取挖掘机降坡、石方段爆破降坡的方式修筑平整作业带为沟下组对焊接创造条件。

管沟开挖时，应按照设计文件说明，根据现场图纸对管沟进行合理开挖。

对于卵砾石、碎石地段和石方段，管沟开挖须超挖0.3m，管沟沟壁无松动的石块。

对于超挖部分，按设计文件要求填细土或混凝土垫层。

石方段管沟开挖，采用带粉碎装置的岩石挖掘机开挖。

为防止滚管，每间隔500m设置一个支撑墩，支撑墩长度不小于5m。

深度在5m以上的管沟开挖，采用阶梯式开挖、加支撑、集水井及井点降水等方式，且设置警戒标志。

卵砾石、碎石地段、石方段，管沟超挖0.3m，以便铺垫细土层保护管道防腐层。

有地下障碍物时，障碍物两侧5m范围内，采用人工开挖；对于重要设施,开挖前征得管理方的同意，并在监督下进行管沟开挖。

石方段管沟开挖，采用带粉碎装置的岩石挖掘机开挖，挖方量大时可酌情采用爆破的方式开沟。

管沟开挖完成后，根据坡度的大小、管子可以运到坡顶还是坡脚、施工便道与施工作业带的距离和修通的难易程度、坡上表面土的种类和状态、施工装备情
况等选择相应的安装方式，利用吊管机进行布管、组对焊接工作，待检测防腐工
作完成后，按照要求进行管沟回填以及地貌恢复。

沟下焊接的管道安装方式根据现场实际情况一般采用整体吊装法、溜管法和
轨道施工法。

整体吊装法是针对斜坡管道敷设长度较短的地段，可在坡上或坡下
合适地点预制管道，用吊管机或吊车直接将预制好的管段吊放到沟内，与沟底管
道进行连头；溜管法针对斜坡管道敷设长度较长的地段，用柔性物（草袋、毛毡）将管道包裹，外表面用竹片保护，铁丝捆扎牢固，管端焊制封头、吊耳，如下图
所示。

用钢丝绳挂在吊耳上，上面用牵引设备（卷扬机等）牵引，然后，用吊车
或吊管机（加长吊杆）直接将预制好的管段吊放到沟内，牵引设备向斜坡方向移动，缓缓向下溜管，一直到达预定位置停止；轨道施工法针对设备难以到达的斜
坡地段，当坡长较长时，可以采用在斜坡上设置滚轮或导轨，坡顶安放牵引设备，在坡下设置管道安装场地，焊接一根，利用牵引设备，将管道沿导轨向上提升一段，然后进行第二根钢管焊接，以此类推。

2、山区段施工沟上焊接
山区段施工沟上焊接与沟下焊接施工流程大体类似，最大的区别在于管沟开
挖与管道焊接的先后工序以及管道安装所采用的方式。

若山体坡度在11°以下，
可以采用沟上全自动焊接+沉管下沟的方式施工；若山体坡度在11°-20°之间时，可以采用组合自动焊+沉管下沟的方式施工；当山体坡度大于20°时，则尽量采
用沟下焊接的方式进行施工。

山区段施工沟上焊接施工需在现场施工作业带布置满足焊接的要求后，先按
照对应的焊接工艺规程进行管道的安装及焊接工作，然后采用沉管下沟的方式将
管道埋入地下。

其中全自动焊接工效远高于组合自动焊接的工效，若山体坡度超
过11°不多时，在施工作业带布置时可采用消方降坡的方式将山体坡度降至11°以下，然后按照全自动焊接+沉管下沟的方式进行施工。

沉管下沟时，采用两台挖掘机为一组在管道两侧同时倒退挖掘，摆位呈“八”字形，挖掘机旋转半径离管道约0.5m，避免给管道外壁防腐层带来损伤。

为了防
止管道局部滑坡和位移，挖掘机在开挖过程中，一定要保证两侧挖掘机开挖进度
同步，防止管道偏离中心线。

如发现管道有偏移趋势，偏移方向一侧应停止开挖，同时加大偏移趋势反方向的开挖，以便调整管线。

二、山区段沟上焊接与沟下焊接的对比
1、工程进度
由于沟下焊接的方式需要提前开沟做出作业面，同时对焊接、防腐以及无损
检测的施工带来一定的难度，所以采用沟上焊接的方式前期施工工效比沟下焊接
会高。

但是沟上焊接势必会在山脚位置产生大量的土石虚方，导致无法连贯施工，后期连头数量会大大增加；并且焊接完成后的下沟难度相对较高，同时需要加大
作业面用地和土石方量，增加了工程成本。

2、质量安全
在沟下焊接的过程中，设备、人员行动受限，施展不开，对管道的坡口、组对、焊接等工序造成影响，使质量风险大大增加；管沟的存在使人员设备
有坠落的风险，倘若管沟的放坡比不够的话，也有一定的坍塌风险。

三、结论
长输管道工程山区段施工对工期工效影响极大，所以如何根据现场的
环境制定一个相对更合理、高效的施工方案非常重要。

根据本文的调研与研究，
结合西气东输三线中段枣阳-仙桃段的工程建设，对于山区段施工的研究得出如
下结论：
1.山区段施工成本高、工效低，所以在线路踏勘的阶段时尽量将管线的路由
避开山区的范围；
2.若山区段无法避开，对于工期较为宽裕，线路较短且标段中拥有足够的一
般地段的作业面的情况可以采用以沟下焊接为主的施工方案，在工程建设
后期一般地段作业面已基本完成且还留有大量山区段作业时，便应该考虑
以沟上焊接为主的施工方案，以免耽误工期。