白云矿浆长输管道施工工序简要介绍

来源:用户上传      作者: 王佩臣 张文义

　　 摘 要： 2008年承建了包钢白云西矿铁精矿浆管道和供水管道工程，此工程是国内第四条矿浆管线。根据施工经验将此工程的施工程序“测量放线、清除障碍、探测地下障碍、修筑施工作业带和便道、开挖管沟、管道的防腐绝缘、管件预制、防腐管的运输、现场布管、管道的组装与焊接、无损探伤、防腐补口和检漏、管道下沟、回填、地貌恢复、穿跨越、试压段连头、分段吹扫、测径、分段耐压试验、管内清扫、线路三桩安装和竣工验收”，进行简要的介绍。
　　 关键词： 探测地下障碍； 修筑施工作业带和便道穿跨越； 线路三桩安装
　　中图分类号： TU75 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）01-0047-03
　　
　　 2008年我单位承建了包钢白云西矿铁精矿浆管道和供水管道工程。由于铁精选矿基地水源缺乏，于是铁精矿浆管线同沟敷设了一条供水管线。铁精矿浆是从白云鄂博西矿通过一条直径为Φ355.6mm直埋管道输送到包钢厂区，供水是从高压水泵站通过一条直径为Φ920mm直埋管道输送到白云鄂博西矿。矿浆管道年输送能力550万t，供水管道年输送水2000万m3。项目使用寿命30年，管道输送铁精矿的成本为30元/t。该矿浆管道输送能力为目前国内浆送管道之最，排行国际铁精浆送管道第二，此项工程为中国最大的铁精矿管道输送工程，是国内第四条矿浆管线，全长145.78km。我单位承建81km。下面简要介绍下此长输管线工程的施工程序：
　　 1 管道施工工序及要求
　　 管道施工工序为：测量放线、清除障碍、探测地下障碍、修筑施工作业带和便道、开挖管沟、管道的防腐绝缘、管件预制、防腐管的运输、现场布管、管道的组装与焊接、无损探伤、防腐补口和检漏、管道下沟、回填、地貌恢复、穿跨越、试压段连头、分段吹扫、测径、分段耐压试验、管内清扫、线路三桩安装和竣工验收。
　　 各工序当中，对于管线施工的几个重要环节要严加控制，即管道的防腐质量，管道的焊接质量，管道的埋深质量，管线的测径和耐压试验质量这几个环节控制好了，整个工程质量才有保证。所以管道施工的每一个工序都要认真做好，做到上道工序为下道工序服务，上道工序为下道工序的顺利施工和质量提供保证。
　　 2测量放线
　　 施工单位根据施工图和设计现场的交桩进行测量放线、打百米桩、放出中心线，并由中心线放出施工所占地的两条临时边界线，以便于清点障碍。施工占地宽度由业主确定（24m）。为了顺利作好此项工作，在设计交底和现场交桩时做好记录。现场交桩时一定要做好控制桩的点示记录，以免造成重新补桩和复核测量。
　　 测量所用设备和测量结果需监理认可。
　　 所用设备和材料如下：全站仪(有条件可用全球定位仪)、百米绳、50m钢卷尺、斧子、红油漆、排笔、记号笔、木桩、测量旗和红旗。
　　 3 清除障碍和探测地下障碍
　　 对临时占地范围内的地上构筑物、房屋、坟地、树木、线杆(供电和通讯)、农作物等进行清点登记、赔偿，然后移出或清除，此项工作由地方完成；对地下的管线、电缆等进行探测，并作出标记，提出保护方案；报告文物部门，施工区进行文物探测。如有构筑物和障碍无法清除时，则要与设计和业主联系改线事宜。需要业主、监理有专人配合与施工单位共同作好此项工作，否则影响管线施工。
　　 4 修施工作业带和进场便道
　　 利用机械或人工，对施工占地范围内的沟、坎、坡予以平整，达到施工车辆、运管车辆和施工机具能够灵活运行，运管布管方便。平整的质量请监理要检查认可。
　　 对远离公路的施工场地要修筑进场施工便道，以便施工机具进场和管线及施工材料运输。所用设备为推土机(D60或D80)和单斗挖掘机。
　　 5 开挖管沟
　　 管沟开挖的质量，对管线的埋深质量影响较大，埋深达不到设计要求，将影响今后的安全运行。管沟开挖要依图进行，不能随意改动，不允许依管挖沟。
　　 管沟开挖要根据施工进度合理安排，同时要根据地质条件、施工季节确定，有的地段管沟是在管线焊接完后挖，有的地段管沟则提前挖好。
　　 对于石方段，管沟必须在管线布管前挖好，否则爆破飞溅物会损伤钢管的防腐层。对于高寒地区的管线施工处于冬季时，管沟应在冬季封冻前开挖好。对于沙土地质的地段，水位较高的地段，管沟则在管线焊接、探伤合格、补口完毕后开挖，管沟挖好后，管线立即下沟，避免塌方，确保管线埋深质量。
　　 管沟的坡度要符合设计要求，在保证深度的前提下，以保证不大于12%。
　　 所用设备为：推土机、单斗挖掘机、 10m3空压机、风钻、炸药及爆破器材、钻杆、铁镐、铁锹、撬杠等。
　　 6 管道的防腐绝缘
　　 管道防腐绝缘是管线施工中的重要环节，其质量好坏关系到管线的安全运行、使用寿命及运行维修费用。防腐质量好，使用年度长，维修费用就少。
　　 管道的防腐绝缘是在业主指定的防腐厂独立进行，由业主专职监理负责。防腐管段的各部质量要符合防腐质量标准要求，出厂要有合格证。
　　 7 管件预制
　　 管线用的弯头、弯管需要提前预制。弯头、弯管不充许切割使用。需要用多大角度的弯头或弯管，那就预制多大的，对号入座。
　　 弯头在固定厂家预制，弯管由施工单位负责预制。所用设备为：弯管机(配套空压机、弯管蕊轴)、吊车、抓管机、测角仪、直尺、防腐测厚仪、金属测厚仪、测径板、记号笔、尼龙吊带等。每根弯管要做好标识，并有监理签认的合格证。弯管应就近预制，如外委预制，则要认真做好拉运拖架和弯管吊装工作。
　　 8 防腐管的运输
　　 防腐管运输要有专用的运管拖架，为保护管口和防腐层，吊装要用专用吊具，每层和每根管间，要放置软垫层隔开，捆绑要用专用索具，即高强尼龙软带。运至施工现场的管子要分堆卸车，卸管也要用专用吊具，卸下的管子不能直接放在地下，要用软垫层和软土袋垫起离地，管间也要用软垫层隔开。运至现场的管子应逐根检查验收，办理交接手续。运输中损坏防腐层和损坏管子，由运输单位负责，如由施工单位修复，则运输单位应承担费用。不管是内部运输还是外委运输，都要分清责任和经济利益，以增加责任心，保证管段的质量。
　　 9 现场布管
　　 现场布管采用吊管机布管，布管要放出管线(挖好，管沟的地段不用放线)，逐根布管，首尾衔接，相邻两管口呈锯齿形错开。每根管子要用软土墩或沙袋垫起离地，不能直接放在地面。布管采用专用索具，管段靠吊管机吊杆处应用厚胶皮衬垫。现场布管要特别注意保护管段防腐层和管口，不允许用拖、滚、撬的方法布管。布管后，对每根管端的管口周长要进行测量，超出规范的要调整和去除。
　　 10 管道的组装与焊接
　　 管道的组装质量好坏，是保证焊缝质量的前提。管道组对前，要对管内进行清扫，对管端内、外20mm范围内及坡口内的油污和锈蚀要清除干净，露出金属光泽，应有专人负责。
　　 组对时严格控制管口错边量。管道的组装采用内对口器组对。外对口器只限于起伏较大的，设备不能靠近的山地和管线连头使用。因外对口器对口速度慢，要采用定位焊才能保证焊接质量。没有内对口器，业主和监理也不会允许施工。
　　 采用内对口器的操作人员要对内对口器的操作和使用进行训练，了解其性能和操作要领。对口使用前要对胀块进行调整。要使用管道对口的专用内对口器，以保证其对口的质量和速度。
　　 在没有挖沟的地段管道组装时，要平行于管沟中心线，以方便管沟开挖。如果组对的管线沿管沟中心线来回摆动，会影响焊口的质量。

　　 管口组对时不允许锤击，错边大需校正时应在组对前采用专用工具校正，严禁在定位焊或根焊后校正错边量。锤击校正时应采用铜锤(锤击校正只允许局部的微量错边)。变形大校正无效的部份，应切除或将此根管废除。
　　 管道组对好后，经检查间隙、错边等均合格后，经监理认可，则立即进行焊前预热。预热采用电加热带或火焰加热均可，加热要均匀。火焰加热可采用烤把或环形加热器，热源为液化石油气，电加热带则需发电机。预热温度为75~200℃，并用测温计上、下、左、右检查，达到要求，则立即进行根焊。根焊道全部焊完后，才可撤离内对口器。提前撤离则作废，处理后重新组对此焊口，使用外对口器时，定位焊6~8处，且均匀分布，其累计长度不少于焊口周长的70％。管道组装要注意合理留头，避免下沟困难。
　　 管道的焊接工序，是管道施工中最费劲而且投入最多的工序，也是管道施工中最为关键的环节。
　　 目前管道焊接施工，采用下向焊流水作业焊接工艺，这种工艺能保证焊缝质量，合格率高，速度快。因焊道层数比上向焊多，每层焊道薄，不易出现缺陷。这种焊接工艺是：每层焊道由两名焊工，采用下向焊接法完成，即每两名焊工，只完成焊道中的某一层的焊接工作，因此每一道焊缝需多名焊工完成，即一个焊工组。某一焊道为四层时，则需两名根焊焊工，两名热焊焊工，两名填充焊工，两名盖帽焊工。若管壁厚度增加，焊道层数增加，则增一层焊道，增加两名填充焊工。焊哪一层的焊工，一般不能随意变动，只是为了提高一次合格率时才做调整。
　　 第一个焊工组最少要配备两名专职根焊打磨工，进行根焊清渣，这两名打磨工要训练熟练，打磨要快，清根要净。因根焊焊道焊完后要立即进行热焊道的焊接，其间隔时间为5min，否则要重新进行焊前预热(管材的材质要求)。
　　 管道施工前，要对焊工进行针对性培训，培训要有焊接技术人员和熟练的焊接技术工人指导，进行理论和焊接实际操作培训，取得焊工合格证。取得合格证的焊工到现场还要经监理考试取得管道焊接上岗证，只有取得上岗证的焊工才能参加管道焊接工作。
　　 对于管道焊接工作而言，第一个焊工组的焊工，都须取得焊接上岗证。同时至少有两名焊工取得返修焊工上岗证，还有2-3名焊工取得连头焊工上岗证。
　　 要由合格的焊工根据焊接作业指导书进行各项焊接工艺的评定试验，评定合格后，则根据焊接工艺评定制定出各项焊接工作的焊接工艺规程，上报监理部批准，指导现场焊接工作，工艺规程一经批准，必须严格执行，不能随意变动。焊接工艺规程要覆盖组装焊接的全部要求和质量标准。
　　 没有批准的焊接工艺规程，则焊接工作不能进行，所以施工单位必须做好焊接工艺评定试验工作。工艺评定试验单位必须是有检验资格证的部门，而且由甲方和监理认可的，否则评定无效。
　　 组接焊接的设备布置顺序为(一个作业组)：施工前方为单斗挖掘机，以下顺序为吊管机、内对口器及对口器用空压机、预热设备、根焊二弧焊机、热焊二弧焊机、填充二弧机，最后是盖帽焊二弧焊机。其他设备机具，还有：测温计、风速仪、温度计、湿度计、角向磨光机、电动钢丝刷、防风棚、焊口防护带、焊条保温箱、焊条筒等。
　　 11 无损探伤(焊道检验)
　　 焊道的无损检验，是由第三方独立进行的，它对监理和业主负责，而以前管道施工，自己焊接，自己检验，造成检验带有主观意识，不严格。检验的结果由监理审查，并将结果通知施工单位。检验不合格，要进行返修或割除重新焊接。
　　 12 防腐补口和检漏
　　 防腐人员要进行培训，防腐补口要有经监理考核合格发有上岗证的的人员进行施工。补口材料必须有合格证并经验证合格才可使用。
　　 须防腐绝缘的焊口，须经喷砂除锈合格，如果用钢丝刷除锈，必须达到相应等级。补好的焊口要经电火花检漏仪检验合格，外观检查合格并经监理检查认可，才算合格。同时还要做剥离试验检验。试验不合格要重新再补。
　　 对焊好的管线外防腐涂层要逐根进行电火花检漏。检出的漏点作好标记，用合格的补伤材料修补好，达到电火花检漏合格。补口加热要均匀，达到要求温度，要用测温计测量，补口、补伤要做好记录。
　　 补口补伤设备：牵引车、喷砂设备(空压机9m3／min砂罐、喷砂管和喷头)，预热和补口烤把，液化石油气罐、压辊、运料车、点温计、火花检漏仪、铁锹、毛刷等。
　　 13 管道下沟
　　 对焊接合格和补口、补伤完的管段，要及时下沟。下沟前要再一次做好检漏补伤工作，为下沟顺利和快速做好准备，管沟要检查清理合格，石方段管沟垫细土合格，管沟内不得有杂物和塌方、石块。经监理检查认可方可下沟，监理不在场不能下沟。
　　 用三台吊机，采用专门下沟吊具下沟，边下边用火花检漏仪再次100％面积的检查防腐漏点，发现漏点停止下沟；防腐补漏合格后再继续下沟，下沟时管道不能擦碰管沟壁。管道下沟后要紧跟着进行测量(只要下沟，测量人员必须到场)，测量过后，经监理同意，立即进行回填覆盖。对于石方段和地下水位高的地段管线下沟要考虑雨季因素，以防冲刷细土垫层和造成管漂浮。
　　 下沟设备：吊机三台、推土机、单斗挖掘机、补伤设备、电火花检漏仪、测量仪器、下沟吊带、铁锹、编织袋等。
　　 14 管道回填
　　 管道下沟后应立即进行回填，至少当天应覆盖至管顶以上200mm厚。以保护防腐层，当时覆盖不完的要有人监护，然后抓紧回填。时间长不回填，则要重新检验。
　　 对于路口及靠近村庄的管段，要及时回填好，保证车辆、人、畜通行，以免翻越管沟损伤管子和防腐层。
　　 对石方段和地下水位高的地段，管道回填要结合实际，采取特殊措施，保证回填质量。
　　 管道回填采用推土机、单斗挖掘机以及人工分地段相互配合进行。
　　 15 地貌恢复
　　 回填完的管沟要压实、整形，并用推土机和平地机平整恢复原貌。设备无法恢复的地方，如山地，个别石方段以及沟、渠、坎、耕地等，在国内一般交由地方实施，业主给一定的费用补偿。这项工作要有业主、监理、施工单位相互配合完成。
　　 16 穿跨越
　　 穿跨越要随管线施工交叉进行。穿跨越要根据设备和现场实际情况(水文地质情况)，拟定施工方案实施，公路、铁路穿越可用顶管法和钻孔法施工，河流可用水平定向钻穿越，一般这种方案为首选方案，定向钻不能解决的可采用跨越或大开挖方法。
　　 单独设计的穿、跨越要独立组织施工，依据方案组织人员、设备、材料。如地质条件允许，较大的河流穿越采用定向钻是最好的方案，既能保证穿越质量，又不破坏河床原来的面貌。
　　 17 试压连头
　　 是指将划分好确定要试压的某段管线，原躲避障碍所留下的管口，依据连头工艺规程，由有连头资格的焊工焊接好，使试压段管线贯通。所有连头焊口均检验合格，并补口合格，不得有遗漏的焊口。
　　 连头设备：吊管机、单斗挖掘机、专用吊具、二弧焊机、半自动火焰切割机、平口圈、外对口器、焊口预热装置、点温计、挡风棚、角向磨光机、电动钢丝刷、风速仪、温度计、湿度计、焊条筒等。
　　 18 分段吹扫、测径
　　 用空压机送风推动清管器对要试压的管段进行清扫，清扫要用钢丝刷多次清扫，监理认为清扫合格后，再在清管器上加挂测径板进行测径。测径板采用铝板机械加工合格，在现场要经监理检查合格，并在测径板上签字认可。通过的测径板如变形，则测径要重新进行，直到合格方可。加挂测径板的清管器送入管内时，不能对测径板造成人为变形。
　　 进行测径管段的全部焊口必须检验合格。如果测径后再进行焊口返修工作，测径要重新进行。测径的管段要全部隐蔽，因此要求下沟、回填工序不能对管子造成损伤或挤扁、变形。

　　 吹扫、测径要按事先报批的程序文件进行。所需设备为：大排量的空压机、清管器、皮碗、清管钢丝刷、封头、导链、压力表、阀门、帐棚及生活用具、发电机、焊机、管材、火焊工具、通讯设备等。要有一批专门人员进行此项工作，与耐压试验结合起来，成立一个吹扫、测径、试压队伍，统一指挥，负责实施。
　　 19 分段耐压试验及管内吹扫
　　 耐压试验工作是管道施工的最重要环节，是检验管道安全性、可靠性的重要手段。
　　 分段耐压试验需按标书和业主技术文件的要求制定方案或程序文件，报批后按文件要求进行。要试压的管段需全部回填完，阴极保护试线要焊接完，连头和焊接测试线的操作坑也必须回填好，测径合格后方可进行上水试压工作。
　　 采用水为试压介质。管段的试压封头和安装的阀门要进行耐压试验合格，测量的仪表不光是压力表，还要有压力连续记录仪，温度连续记录仪、压力天平。压力表精度要求0．4级。试压用水要化验合格。
　　 管道施工耐压试验基本步骤是：在试压合格的试压管头上水升压一端，装入排气的密封清管器，最好是2个。装入一个推水的清管器(用作试压后除管内试压水)，焊好两端试压头，连结好上水管线，上水管线上要安装过滤器、压力表、注水流量计。然后向管内注水，推动密封清管器排气。注水要有一定排量，中间最好不要停顿。边注水边排气，密封清管器运行到另一端，排气阀出水，则管线注满水，排气阀出水后不要马上关闭，要排放一定时间，借以带出管内的残留气体。在升压端安装好升压泵，安装一块弹簧压力表，一台自动压力记录仪(24h连续)，一台压力天平，一台温度自动记录仪，另一端安装一块弱簧压力表，一台温度自动记录仪(温度记录仪埋在距管端 50m左右的地方，用以测管内介质温度，有时中间还要埋设)，经检查安装合格后开始升压，升至一定压力后做空气存在试验。空气存在试验后格后，才能做强度耐压试验，耐压试验4h，压降时可补充压力。然后降至严密性压力。稳压24h，压降小于80kPa，即为合格。严密性稳压时，升压泵摘除。试压头的阀门盲死，不能有滴漏。强度压力泄至严密性压力过程，泄压要平稳，速度要慢，泄至严密性压力后，稳定一段时间，再开始严密性试验。试验要详细记录。
　　 试压的设备及材料：上水泵、阀门、管材、压力表、流量计、过滤器、封头、泥浆车、电动试压泵、自动压力记录仪、压力天平、清管器、皮碗、发电机、焊机、火焊工具、通讯联络设备(对讲机、电台或手机)、帐棚和生活用品以及运输和值班车辆，还要配置警示牌和警示线等。
　　 20 管内吹扫
　　 试压合格后，在试压头安装好空压机，送风推动原放置管内的推水清管器，把水推出或送入下一段试压管段。
　　 一次吹扫不合格，再重复吹扫，直至合格。
　　 21 线路三桩安装及水工保护
　　 三桩一般是指标志桩，转角桩和阴极保护检查桩（包括里程桩）。三桩要防止破坏、特别是检查桩检查线的破坏，标志桩和转角桩一般在回填完后埋设。水工保护一般外委施工。
　　 22 竣工验收
　　 竣工验收顺利，在于竣工资料齐全和施工质量合格。所以在施工中对于每个工序必须严格按要求做，保证质量，并有真实的齐全的原始资料。原始资料不全则竣工资料无法整理齐全，某些工序的忽视，不严格要求，往往造成竣工验收出现许多遗留问题。这是今后要特别注意的。

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