高陡边坡施工设计方案.docx
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高陡边坡施工设计方案
汉安线与中贵线联络线输气管道工程一标段
高陡边坡施工专项方案
编制人：
审核人：
审批人：
中石化胜利油建工程有限公司
汉安线与中贵线联络线输气管道工程一标段
2016年4月5日
一、编制依据
1、汉安线与中贵线联络线输气管道工程一标段工程设计图纸
2、汉安线与中贵线联络线输气管道工程一标段工程现场踏勘情况
3、《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB50369-2014）
4、《石油天然气金属管道焊接工艺评定》（SY/T0452-2012）
5、《钢质管道焊接及验收》（SY/T4103-2006）
二、工程概述
汉安线与中贵线联络线输气管道工程一标段，管线全长56.328km。
管道途径甘肃省陇南市康县及陕西省汉中市略阳县，其中甘肃省境内3.960km，陕西省境内52.368km。
线路管道钢管材质选用L360M，管径选用Φ406.4。
其中管道通过地区类别为二、三级地段的选用螺旋缝埋弧焊钢管，穿越重要地段选用直缝埋弧焊钢管，设计壁厚分别为6.3mm、8mm、10mm、11mm。
管道沿线设置阀室2座，穿越嘉陵江1次，宝成铁路1次，十天高速1次，省道3次，穿越水泥路、砂石路、土路等共计174m/26处，穿越小型水域1492.6m/24处，沟渠98.8m/10处。
全线80%为山区林地，林地多为石方段，且坡度较大，针对此种情况，本特制定本施工方案。
3、主要施工技术措施
1、施工便道修筑
1.1在山区修筑施工便道时，尽可能利用原有的道路。
使其在承载力和宽度方面满足施工要求。
1.2在地势较为平缓的山间台地，应尽量利用施工作业带，以减少施工工程量与征地面积。
1）横坡上修筑施工便道
在管道沿山腰方向行进时，施工作业需要修筑在横坡地段，根据现场具体地形可采用半挖半填的方法进行修筑，现场修筑方式如下图所示。
图3-1横坡上修筑便道示意图
2）在纵坡梯田、山地上修筑施工便道。
管道在翻越丘陵时，施工作业需要沿梯田、台地升高、降低方向修筑，根据现场具体地形可采用挖高填低的方法进行修筑，现场修筑方式如下图所示。
图3-2在梯田、台地上修筑便道示意图
3）有可以利用的山间小路时，用机械或人工堆土拓宽，机械平整、碾压修筑施工便道；
2、管材运输方案
2.1钢管由集散地到各转运场，可利用国道、省道，沿干线公路运管。
2.2钢管由各转运场到各临时堆管场，可利用县、乡级公路或伴行公路进行运管。
2.3钢管由各临时堆管场到施工作业带，可利用新修筑的施工便道进行运管。
2.4特殊地段运（布）管，可采用卷扬机牵引运管车进行运（布）管。
2.5修筑临时堆管场：
公路、河流穿越处、管子堆放点以及发送管道机具安装场地，均需修筑临时堆管场。
修筑堆管场时，尽量使开挖与回填方量保持平衡。
3、布管
3.1根据组装焊接方案，确定管子的布管方案。
当坡度＜5°时，吊管机可沿施工作业带进行布管；_x000B_当5°≤坡度＜15°时，吊管机可沿施工作业带进行布管；
当15°＜坡度≤25°时，可用吊管机将单根管按顺序吊放入沟中。
3.2沟下机械布管
当坡度≥25°时，吊管机无法布管，边施工边用设在坡顶的卷扬机，牵引运管小车布管。
陡坡地段，在山顶上将管子连接成管段，利用吊车或吊管机将管段放入沟中，利用卷扬机牵引布管。
岩石管沟布管时，应在沟底铺垫沙袋，管子防腐层外包护防护竹条等措施。
4、管沟开挖
4.1一般地段管沟开挖采用机械开挖管沟。
4.2陡坡管沟开挖主要采用机械或人工对管沟开挖。
这两种施工方法主要适合距离较短、机械设备无法行走的地段。
1）机械挖沟
由挖掘机的爬坡能力较好，在使用坡度大于20°小于25°的地区可使用挖掘机放台挖沟，挖出的弃土堆放在管沟一侧，并修筑挡土墙，防止出现滑坡。
管沟开挖成形后，再使用卷扬机吊装。
2）人工开挖
作业人员由上向下开挖管沟，挖出的弃土由卷扬机牵引的小车转运到坡顶附近作业带的临时堆土场地。
回填由上向下回填，回填一段稳固一段。
人工开挖陡坡时，作业人员必须要使用安全带，防止坠落。
管沟开挖成形后，使用卷扬机吊装。
采取这种施工方法，既可以减少施工的风险，也降低了对环境的破坏。
5、管线组焊
山区较为平坦、可流水作业地段与主线路焊接工艺相同，陡坡地段或预制管段采用焊条电弧焊的焊接工艺。
山区、陡坡等难点段的施工应选用技术熟练、经验丰富的焊工，保证焊口的合格率。
1）作业带坡度小于20°地区
在小于20°地区，在修筑作业带和施工便道满足条件的地区，吊管机进行运布管和组装作业。
2）坡度大于20°的陡坡复杂地区
借鉴以往山区管道施工经验，结合本标段实际情况，我们拟定采用联合吊装、轻轨布管法、自制小车布管工艺等方法。
3）先组焊后直接吊装就位
A对于无法降坡的陡坎，斜面长在20～40m的地段，预先在低点预制2-3联管，吊车在高点，吊管机在低点进行联合吊装就位。
B根据现场情况，也可以采取吊管机和吊车都在低点联合吊装就位的施工方式。
由于本标段单管一般在1t左右，所以在使用联合组装时，组装的管线不宜超过3根以上，使用的吊装设备吨位要满足要求，一般使用40t吊管机和25t吊车。
图3-4吊管机和吊车联合吊装示意图
4）卷扬机吊装
山区段地段起伏大且频繁，地势狭窄，修筑施工作业带特别困难，布管设备无法进入作业带，此类地段采用卷扬机吊装的方法。
A施工准备
在坡顶、坡底修整一块平整的场地，以便加设卷扬机和堆放管材。
堆管场必须保证堆放管材水平，以防止管材下串。
B架设卷扬机
a卷扬机和钢丝绳选用前要对卷扬机牵引力、钢丝绳破断力、锚固墩进行详细的安全核算（具体算法可参见《起重吊装与安全技术》，仆一德著）。
b安全核算后，选择合适的卷扬机，修筑锚固墩，在坡顶选择合适的位置架设，与沟边、坡边要保持2m以上的安全距离。
同时使用锚固墩对卷扬机进行固定。
c锚固墩可采用混凝土浇注或使用6m长2跟Ø219钢管深埋在使用钢丝绳固定卷扬机。
C轨道铺设
卷扬机架设完成后使用钢轨、方木铺设简易行走轨道。
也可直接铺设砂袋，在坡底再架设一台卷扬机牵引，上方的卷扬机主要起固定作用。
D管头封堵与钢丝绳固定
卷扬机吊装以由上到下为宜，吊装前先将第一根管管沟使用薄皮封头封堵，以防止下滑过程杂物进入管内或损伤管口。
为方便钢丝绳固定，制作圆形带吊耳的管卡固定在管头上。
管卡要使用胶皮包裹，防止损伤防腐层。
管卡可直接固定在管头上，也可以与下滑小车车连为一体与管头固定。
E卷扬机吊装
使用卷扬机以由上向下整体下发吊装时，作业人员固定在坡顶作业，而不用在斜坡上进行组对焊接，每焊好一根卷扬机就下放一次，这样施工作业人员可以避免在危险性区域作业，安全性较高。
当距离较长超过卷扬机额定牵引力时，也可由卷扬机逐根吊装管道，作业人员使用四步搭和移动焊机由上到下组对焊接，但此时管沟两侧要采取必要的支护措施。
此时管道要与坡顶较长的直管段顺序连接安装或修筑锚固墩连接固定，防止管道下滑。
若管材无法运至坡底，只能在坡顶进行组对焊接时，而焊接距离较长，可制作滑轮组，以减少单机的牵引力，确保施工安全。
具体见图3-5。
图3-5卷扬机吊装示意图
F拆除轻轨装置
管道焊接、检测、防腐结束后，使用四步搭起吊管子拆除轻轨。
布管一根拆除一节轻轨装置。
6、防腐层补口、管道下沟
6.1除锈
喷砂除锈设备应确保运转良好、使用安全，并适用于野外作业。
喷砂除锈，采用石英砂，工作压力在0.4—0.6Mpa，喷枪与管道轴线基本垂直，匀速沿管道轴线往复移动。
露铁表面达到设计要求。
线路坡度大于15°，管道除锈可用两种方法：
一是制作轻型喷砂罐，二是利用加长送风管，将压缩空气引到管口进行喷砂作业。
6.2用聚乙烯热收缩套，收缩带或活口套进行现场防腐层补口。
6.3现场补伤
防腐层损伤面长径小于30mm时，采用热熔胶外加补伤片修补。
防腐层损伤面长径大于30mm，用与防腐层相同的材料修补。
6.4沟上组装的管道在防腐层检查合格后应及时整体下沟
管子下沟前检查管沟各部位尺寸，清除沟底坚硬的土块、石块和其它杂物。
采用沟上组装的管段，用大型吊管机配滚轮吊具进行管子下沟作业。
管道下沟后，管底不得悬空。
五、风险识别及削减措施
项目
名称
序号
HSE风险描述
危害影响
易发生时间段
控制措施
线
路
工
程
1
施工现场管理贯穿于整个施工过程中，由于现场管理不好造成的事故是常见的，如“三通一平”不合理造成人身伤害、材料设备摆放不当造成设备相撞事故、“三废”处理不当影响环境等。
HSE意识不强、防范措施不到位或未落实，造成人、机、环的损害及财产损失。
施工全过程
（突发性）
1．绘制现场施工平面图，严格按要求作好现场的“三通一平”工作。
2．严格施工作业纪律，操作手必须严格执行设备操作规程，施工人员必须按要求佩戴防护用品，施工设备、机具摆放整齐。
3．施工和生活用品集中堆放、集中处理，不得随意乱扔。
4．现场HSE监督员随时检查施工作业安全，发现隐患责令整改。
5．现场配有急救药箱，急救车随时待命。
2
管沟开挖，不符合设计、安全要求、管沟坡比不够产生的坍塌
造成人员伤亡和财产损失。
抢救不及时造成人员伤亡。
管沟开挖过程
1．根据本地土质情况适当加大管沟坡比。
软土地段采取沟边打桩、使用防塌板支撑等防塌方、滑坡措施。
雨后开挖管沟时，必须检查管沟的边坡，当发现沟壁有裂缝时，应采取支撑加固措施，确认安全可靠时方可施工。
2．挖出的土方应堆在管沟一侧，距沟边1m以外，堆置高度不超过1.5m。
3．如已焊接管线开挖时，管沟边沿与已焊接管线的水平距离应不少于1.5m，发现有塌方或滑坡可能时，应采取相应的措施。
4．现场配有急救药箱，急救车（值班车辆）随时待命。
3
组装焊接，主要风险来自于吊装机具不安全、砂轮机使用不当；焊接作业违反操作规程、劳保用品使用不当。
1、造成人员伤亡，机械设备损害，财产损失。
组装焊接过程
1．用砂轮机修口时，操作者戴防护面罩，并注意砂轮切线方向不得有人。
操作前要检查砂轮机是否安全可靠，电缆绝缘层无破损。
更换砂轮片时，必须先切断电源。
2．对口时有专人统一指挥，人员不准站在管口对面，严禁用手扶管口。
对口用吊带经过检验，确认能满足负荷要求。
3．焊接前，检查焊机和工具必须安全可靠，焊机外壳必须接地，焊接电缆绝缘层无破损。
电焊工要严格遵守电气安全技术规程，除电焊机二次开关以下的电气线路以外，其它电气线路电焊工不准作业；移动焊机、更换保险、改装二次回路时，必须先切断电源。
4．焊接前电焊工要佩戴齐全防护用品，面罩应严密不漏光。
清除电焊渣时要戴护目镜。
5．焊接环形焊口需架高管线时，支撑物必须牢固，管线两侧应掩实；严禁用软泥支撑管线。
在管沟下焊接时，要先检查沟壁和管下支撑情况，如有塌方危险和管线滚动可能时，必须采取措施后方可焊接。
6．做好班前讲话记录。
4
沟下作业:
主要存在砸、碰、挤、塌方的伤害。
发生原因：
1.操作不规范。
2.防护措施不到位。
3.沟边杂物清理不净。
4.设备故障或操作不当
1、会造成人员伤害或死亡。
沟下作业过程
1.管沟开挖时必须按照设计要求对管沟进行放坡，经项目部土建工程师检验确认合格后方可进行下道工序作业。
2.对存在塌方隐患的地段，必须采取防踏板、护栏、防塌架等防护措施，再进行其他作业。
3.作业前要对管沟进行复检，对存在安全隐患的管沟，必须整改合格后再进行作业。
4.作业前要对管沟上沿两侧50cm内的杂物清理干净，避免落物伤人。
5.沟下作业时，人员与设备严禁在沟边行走，设备必须在距离管沟2米以上的安全距离进行作业。
6.石质山坡段沟下施工作业时，应使用符合防塌要求的安全防护棚，并设置紧急逃生通道。
7.严禁在沟边进行任何作业。
8.沟下作业时，必须按照项目部的要求配备足够的逃生梯。
9.沟下作业时，沟上必须设有专人指挥。
10.设备行走前，必须鸣笛告知周围和下方作业人员。
11.严禁在沟下休息。
5
下沟回填，防范措施不到位或未落实，设备离管沟太近，引起管沟塌方将设备掉入沟底。
1、造成人员伤亡，机械设备的损毁；
2、财产损失。
下沟回填过程
1．管道下沟回填前，现场机组长和HSE监督员要对下沟回填段的管沟进行检查，确认管沟符合要求，报监理验沟，回填时，确保管沟内无人和其它障碍物、无塌方危险，方可组织管道下沟回填。
2．严格施工作业纪律，操作手必须严格执行设备操作规程，施工人员必须按要求佩戴防护用品，施工设备、机具摆放整齐。
现场HSE监督员随时检查施工作业安全，发现隐患责令整改。
3.设备禁止靠近管沟作业，应保持一定的安全距离，并保证设备作业环境的平整。
4.做好班前讲话记录。
机
械
设
备
1
本工程移动电站主要完成焊接工作。
单斗挖掘机承担着扫线、回填、修施工便道、恢复地貌、管沟开挖、打管堆、特殊地段的管沟回填工作。
施工环境较差，主要危险来自操作手的违章操作、地基不稳或土壤的承载能力不够等。
1、非操作人员上机乘坐，或站在履带上摔下来、地基不稳造成设备翻车等人、机受伤事故。
2、修筑施工和穿越用的绕行便道时，便道修筑不符合要求，防雨措施不当。
路面修筑不符合标准，造成车辆安全事故。
3、财产损失。
施工全过程
1.设备启动前：
必须鸣笛示警，检查确认设备四周有无影响行走作业的堆积物和人、车。
软地基要求加垫竹板、钢板等物增加压强，必要时需要降低地下水位，以增强地面的承载力。
保证设备稳定。
2.严格执行设备操作规程。
不带故障行车。
严禁在履带上站人。
3.沟边作业时，必须与沟边保持一定的安全距离，本工程要求2米以上。
4.扫线时尽量保留植被。
5.便道修筑要符合要求。
6.特殊地段（陡坡）作业时，必须由专人指挥。
7.多个设备进行交叉作业是，设备间距必须保持在1.2米以上。
8.停机后，应挑选比较坚硬的场地停放。
将各部制动器锁紧。
操纵杆放在停止位置。
关闭门窗。
山区、丘陵、冲沟或起伏较大地段施工时，设备停放必须使用枕木等防滑措施。
2
挖掘机;主要风险来自操作手的违章操作、周围人员干扰、尘土危害等。
1、设备故障事故；
2、人员伤亡和财产损失；
3、粉尘污染环境。
主要用于管沟开挖、打土堆等工作
1．设备启动前检查四周有无影响行走作业的堆积物和人、车。
2．操作手经培训方可培训上岗，必须严格执行设备操作规程，不带故障行车，禁止履带上站人。
3．操作手按要求佩戴防护用品。
4．严禁用单斗运送人员或长距离驾驶、起吊超负荷的重物。
六、HSE措施
1．严格施工作业纪律，操作手必须严格执行设备操作规程，施工人员必须按要求佩戴防护用品，施工设备、机具摆放整齐。
2．现场HSE监督员随时检查施工作业安全，发现隐患责令整改。
3．现场配有急救药箱，急救车随时待命。
4．挖出的土方应堆在管沟一侧，距沟边1m以外，堆置高度不超过1.5m。
5．用砂轮机修口时，操作者戴防护面罩，并注意砂轮切线方向不得有人。
操作前要检查砂轮机是否安全可靠，电缆绝缘层无破损。
更换砂轮片时，必须先切断电源。
6．对口时有专人统一指挥，人员不准站在管口对面，严禁用手扶管口。
7．焊接前，检查焊机和工具必须安全可靠，焊机外壳必须接地，焊接电缆绝缘层无破损。
电焊工要严格遵守电气安全技术规程，除电焊机二次开关以下的电气线路以外，其它电气线路电焊工不准作业；移动焊机、更换保险、改装二次回路时，必须先切断电源。
8．焊接前电焊工要佩戴齐全防护用品，面罩应严密不漏光。
清除电焊渣时要戴护目镜。
9．焊接环形焊口需架高管线时，支撑物必须牢固，管线两侧应掩实；严禁用软泥支撑管线。
在管沟下焊接时，要先检查沟壁和管下支撑情况，如有塌方危险和管线滚动可能时，必须采取措施后方可焊接。
10.作业前要对管沟进行复检，对存在安全隐患的管沟，必须整改合格后再进行作业。
11.作业前要对管沟上沿两侧50cm内的杂物清理干净，避免落物伤人。
12.沟下作业时，人员与设备严禁在沟边行走，设备必须在距离管沟2米以上的安全距离进行作业。
13.严禁在沟边进行任何作业。
14.沟下作业时，必须按照项目部的要求配备足够的逃生梯。
15.沟下作业时，沟上必须设有专人指挥。
16.设备行走前，必须鸣笛告知周围和下方作业人员。
17.严禁在沟下休息。
18.严禁在沟下休息。
19.设备禁止靠近管沟作业，应保持一定的安全距离，并保证设备作业环境的平整。
20.设备启动前：
必须鸣笛示警，检查确认设备四周有无影响行走作业的堆积物和人、车。
21.严格执行设备操作规程。
不带故障行车。
严禁在履带上站人。
22.沟边作业时，必须与沟边保持一定的安全距离，本工程要求2米以上。
23.多个设备进行交叉作业是，设备间距必须保持在1.2米以上。
24.停机后，应挑选比较坚硬的场地停放。
将各部制动器锁紧。
操纵杆放在停止位置。
25、设备停放必须使用枕木等防滑措施。
26、坡上设备施工作业，必须利用便道及平台完成；严禁设备驶入未处理坡面。
七、质量保障措施
1、在吊管和放置过程中，应轻起轻落，管子悬空时应在空中基本保持水平，保持一定高度，严禁斜拉、歪吊或在地上拖拉钢管。
吊运中要有专人指挥，避免对周围的人或物造成伤害。
2、在组对焊口时，管子要平稳缓慢平移。
在连接预制管时，要适当增加起重设备，各起吊设备要保持同步、平稳以免对坡口造成伤害。
3、对口完成后，要在土堆上垫放细土砂袋，严禁直接与石块、树根等硬物接触。
4、焊口预热时要随时监控加热的温度，控制火焰喷射位置，防止损伤防腐层。
5、错边量较大的焊口严禁使用锤击校正，应及时更换管材。
6、施工中使用的爬梯、送丝机、地线等直接与防腐层接触的机具，必须全部使用棉布等软体物质包裹，以免划伤防腐层。
7、施焊前，焊口两端要铺垫胶皮，以免飞溅伤害防腐层。
8、焊接时，严禁地线、把线等与母材接触，严禁在母材上引弧。
9、严禁在防腐管上堆放材料，应使用专用的工具箱存放。
10、使用砂轮机打磨焊口时，要平稳进行，防止伤及母材。
11、设备转场时，送丝机等机具要起吊到高出1.0m以上，电站要远离管道行走，保持2m以上的间距。
12、冬雨季施工时，焊口完成一道工序后，要采取保温被、防雨布包裹等缓冷措施，防止温度骤降对焊口质量造成影响。
13、对预留管口要及时使用3mm厚钢板满焊封堵，避免沙尘、淤泥、石块等物质进入。
第二天连接的管口要使用临时盲板封堵。
14、加热使用的液化气罐等工具应尽量远离管道摆放，爬梯等需直接与管道接触的硬物应采用胶皮等软物质包裹，严禁翻管摆放、搬运或在管子上拖拉材料或机具。
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