摘要：以西气东输钢管工程19 标段为例, 介绍了山区钢管施工的总体计划、不同地段施工方案和各项施工工序的内容及其相互间的组织协调关系。针对山区段钢管施工中存在的主要问题, 并根据钢管施工安全和质量保证体系的要求, 提出了平原地段钢管实行沟上焊接, 山区地段钢管全部采用沟下焊接的施工方案。南留沟峡谷和坂河峡谷钢管施工的实践表明, 轻型轨道运管法比较适宜在山区钢管施工中应用。
　　主题词：长输钢管、施工技术、方法、应用

一、前　言
　　西气东输钢管工程19 标段位于太行山中部,地跨山西沁水、阳城、泽州三县, 钢管沿途山高、坡陡、林密、沟深, 地势险峻, 属于典型的山地地形, 尤其处于南留沟大峡谷和坂河峡谷区域的沁河钢管穿越段最具代表性。2002 年, 中国石油天然气钢管局第四工程公司针对19 标段沟壑纵横、地形复杂的特点, 严格按照钢管设计施工要求, 研究制定了一套技术上可行、经济上合理的施工方案。该方案包括施工顺序、施工方法和施工进度的确定; 技术组织、质量保证和安全生产措施的制定;劳动力、材料、机械设备定额的计算和分配。科学合理地组织了全部的施工作业, 取得了耗工少、工期短、质量高、造价低的最佳效果。

二、施工方案的制定

1 、　施工总体计划的确定
      根据西气东输19 标段钢管工程的实际情况, 制定了先河谷、后山区和顺序施工、不留断点、抓综合进度的总体施工计划。先河谷、后山区即在雨季前应完成位于河谷地带钢管的施工作业及山区段钢管的扫线和布管作业, 之后再将施工作业转向山区。

     施工总体计划的实施不仅确保了钢管的施工进度, 顺利完成了河谷区域近20 km 的钢管施工,而且还有效地避免了施工设备、钢管开沟和运管作业在雨季因河谷涨水而受到阻滞, 确保了山区段钢管能按时进行施工作业, 避免了冬季低温焊接产生的负面效应对钢管焊接质量的影响。

2 、　不同地段的施工方案
       在施工总体计划的基础上, 针对不同地形地貌制定了平原施工方案和山区施工方案。平原施工方案指的是位于平原的钢管采用沟上焊接, 整体下沟回填的施工方案。山区施工方案指的是位于山区的钢管采用沟下焊接和轻型轨道运管法(利用卷扬机吊管上山) 的施工方案。

3 、　施工工序的制定
      按照施工总体计划的要求, 先后制定了征地、扫线、运管、布管和焊接等各项工序的施工计划,明确了各机组、施工人员和施工环节的具体工作计划和目标, 其主要施工工艺要求如下。
(1) 制定山区钢管施工及验收标准、规范以及质量控制指标。
(2) 根据西气东输钢管施工要求, 编制了山区段钢管施工的各工序作业指导书, 确定了山区钢管施工工艺流程, 即测量放线→征地扫线→运管、布管→管沟开挖→平整沟底→敷设轻型轨道→将钢管段吊装在轨道车上固定→沿轨道发送钢管段→组装焊接钢管→钢管探伤→钢管补口→钢管下沟、回填→地面检测。

三、山区钢管施工的制度保障

1 、　制定经济责任制
      根据钢管施工安全质量保证体系的要求, 在保证钢管施工作业工序安全、达标的基础上, 进一步提高山区钢管施工进度, 制定合理的激励机制, 充分发挥人的主观能动性。
      以19 标段为例, 一个机组一天的设备费用为2 ×104元, 7 个机组一天的设备费用为14 ×104元,若工期提前一个月则可以节省成本400 ×104 元(不包括间接费用) 。由此可以看出, 施工作业管理的核心是调整好工期。因此, 实行各施工机组经济总承包制度, 将55 km 钢管的施工作业段分摊到各施工机组, 对各施工机组的钢管施工作业量的完成情况进行定期考核, 并将考核结果与各施工机组的经济效益挂钩, 实行钢管施工作业量责任到各施工机组, 再由各施工机组责任到人的逐层管理模式。该责任制的实施在2002 年7～10 月份钢管施工的关键阶段收到了良好的效果, 各施工作业机组在保证安全和质量的前提下施工进度加快, 平均每天焊接10 道管口。

2 、　确保顺序施工工序的完成

      针对河谷地段地下水位高、降水难, 山区地段人员设备不易行走、靠近的实际情况, 制定了特殊地段钢管与普通地段钢管同时开工、相互结合、不跨越特殊地段及工序互保的技术管理方案。在钢管施工中严抓顺序施工组织管理, 不遗留一个施工断点, 确保各施工工序间作业的有序进行, 使得上道工序必须保证下道工序的按期运行, 合理计算出各项施工准备工作之间应提前施工的作业量, 要求钢管施工中的扫线、布管、开挖等工序要超前进行。例如, 在管沟开挖过程中, 为避免石方段爆破或管沟塌方需进行清沟而延误工期, 保证施工机组达到最低每天焊接10 道管口的要求, 按照测量保放线, 放线保扫线, 扫线保开挖, 开挖保布管, 下沟保焊接, 供应保材料, 项目部保综合进度的各个施工节点的管理要求进行控制, 实现了真正意义上的顺序施工。由于山区和河谷施工的特殊性, 每个弯头和弯管的焊接, 都需要大量的设备和人员协同, 科学合理地协调解决作业难题, 为山区钢管施工按时完成赢得时间。

四、山区钢管施工管理机制

      为了随时掌握各施工机组的进度和作业量, 必须加大施工管理力度, 进一步完善控制、监督机制。

1、　巡回检查与监督制度
      在施工项目部实行巡回检查制度, 严格按照焊接机组不留断点、按顺序施工的要求进行检查, 科学合理地解决施工问题, 消除施工隐患。

2、　分级质量责任制
      明确责任, 在钢管各施工工序间实行自检、互检和交接检制度。一旦某个施工环节出现问题或因执行计划不到位造成焊接机组停工, 就必须追究这个环节的责任并承担由该施工环节承担的停工费用。

3、　安全生产保障措施
      按照生产与安全一起抓的原则, 建立安全保证体系, 开展安全生产教育, 并设立专职安全员, 在各施工机组设兼职安全员。

4、　每日调度会议制度
      每晚定时召开调度会, 总结每天钢管施工现场情况, 合理组织协调施工中出现的问题, 安排部署下一步的钢管施工作业。

5、　机动灵活的施工组织
      2002 年8 月, 业主陕晋管理处提出了“大干一百天, 拿下陕晋段”的工作目标, 西气东输钢管分公司按照“先陕晋、后豫皖”的总体思路, 在材料提供上对陕晋段给予了优先、充足供应。施工项目部也及时调整了施工部署, 通过抽调施工机组增强了19 标段的施工力量, 充分利用材料供应充足的优势, 仅两个月就保质保量地完成了施工任务。

五、轻型轨道运管法及其应用

1 、　轻型轨道运管法
      在长55 km 的钢管施工中, 坡度超过20°的陡坡共有37 余处。其中南留沟大峡谷和坂河陡崖峡谷两处的钢管穿越均有一段长为480 m 的钢管段送能力为940 ×104 t/ a。从1985 年起, 华北油田的原油不再南下。该钢管开始实施从临邑向沧州输送胜利原油和中原原油, 实行正返输的运行方式。1998 年混输前的输量为66. 57 ×104 t/ a (该线历史最低年输量) , 耗电为1 130 ×104 (kW·h) / a ,消耗燃料油14 014 t/ a 。实施混合输送后, 2002 年的实际输油量为121. 8 ×104 t/ a ,总耗电量为680. 1 ×104 (kw·h) / a ,总耗油量为1447 t/ a 。从鲁宁线和沧临线混合输送的能耗变化情况可以看出, 胜利原油与进口原油混合输送的节能效果十分显著。

四、结束语

     东部管网实施混合输送后, 虽然取得了明显的节能效果, 但由于混合原油中进口原油的混合比例较低, 部分钢管春秋季及冬季还需要采用点炉进行加热输送(如鲁宁线) 。2002 年东黄线在超低输量下输送纯胜利原油, 消耗燃料油17 877 t/ a 。对于东部管网, 若能通过进口原油与国内原油的混合输送, 最终实现常温输送, 其经济效益将非常显著。对于(超) 低输量的长输原油钢管, 将国内原油与进口原油混合输送不仅提高了现有输量, 增加了管输收入, 而且确保了(超) 低输量原油钢管的运行安全以及降低运行能耗。随着国内市场对进口原油需求的增加, 混合输送工艺将具有十分广阔的市场前景。

本文作者：高建国(中国石油天然气钢管局第四工程公司)

 

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