施工管线组装课程设计.docx
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施工管线组装课程设计
重庆科技学院
《管罐施工与项目管理》
课程设计报告
学院:
专业班级:
学生姓名:
学号:
设计地点（单位）__________________________
设计题目:
____中压天然气管线围堰导流开挖穿越河流施工____
完成日期：
2013年1月18日
指导教师评语:
______________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
成绩（五级记分制）:
________________
指导教师（签字）:
________________
目录
1总则1
1.1编制说明1
1.2编制依据1
1.3编制原则1
1.3.1安全第一的原则1
1.3.2优质低耗的原则2
1.3.3方案优化的原则2
1.3.4确保工期的原则2
1.3.5科学配置的原则2
1.3.6合理布局保护环境的原则2
1.4本工程采用的技术规范2
2工程概况3
2.1综合说明3
2.2施工场地条件3
2.3实施目标3
2.4工程的难点、重点说明3
3施工准备4
3.1技术准备4
3.2物质、劳动力组织准备4
3.3施工现场准备4
3.4控制和降低成本措施4
4施工技术方案、施工方法5
4.1施工工艺流程5
4.2施工主要内容5
4.3管沟开挖5
4.3.1管沟的形状5
4.3.2管沟的沟底宽度5
4.3.3管沟边坡坡度6
4.3.4管沟开挖规定7
4.3.5管沟开挖要求8
5施工组织机构和施工人员机构9
5.1管理机构及质量、安全保证系统9
5.2项目部主要施工及管理人员9
5.3施工队伍建设9
6投入该工程的施工机械设备10
6.1机具设备计划10
6.2主要机具设备性能简介10
6.2.1轮斗挖掘机10
7施工进度计划及保证工期措施12
7.1施工进度计划12
7.2工期保证措施12
8各项管理及保证措施14
8.1工程质量保证措施14
8.1.1管沟开挖质量控制措施14
8.2安全技术保证措施14
8.3环境保护措施15
8.4工程文明施工保证措施15
8.5水资源保护措施16
9现场临时用电、水设计方案17
9.1施工用水计划17
9.2施工用电计划17
9.2.1确定施工现场用电量17
9.2.2电源选择18
10总结19
附录1工程量及劳动定额计算说明20
附录2工期计划安排说明21
附录3施工平面布置图22
1总则
1.1编制说明
本工程为中压天然气管线围堰导流开挖穿越施工，工程的目的与意义在于管线通过公路敷设，在保证敷设质量与安全标准的前提下，减少管线敷设长度与工程量，降低成本。
在此次工程施工组织设计中将对本工程的管线管口清理与坡口加工，组装与焊接进行施工组织设计编制。
本设计以《中压天然气管线围堰导流开挖穿越施工》的要求和设计参数为根据，编制时对施工准备、施工技术防范及施工方法、施工组织机构和施工人员配备、机械设备的选择、施工进度计划及保证工期措施、各项管理和保证措施、现场临时用电、水设计方案做了充分考虑，突出了其科学性、实用性和经济性。
1.2编制依据
①中压天然气管线围堰导流开挖穿越施工图；
②《输气管道工程设计规范》GB50028-2004;
③《城镇燃气输配工程施工及验收规范》GJJ33-2005;
④《输油输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-98;
⑤《管道与油罐施工与管理》，梁平编，重庆科技学院；
⑥《油气储运工程施工》，何利民、高祁编，石油工业出版社；
1.3编制原则
1.3.1安全第一的原则
施工组织设计的编制始终按照“安全第一、预防为主；以人为本，珍视健康，确保安全、综合治理”的原则确定施工方案。
施工的全过程做到技术可靠，安全措施落实到位，在确保安全优先的前提下组织施工。
1.3.2优质低耗的原则
加强领导，强化管理，优质高效。
在施工组织设计中有明确的质量目标，贯彻执行ISO9001：
2000质量管理体系标准，积极推广、使用“四新”技术，确保创优规划和质量目标的实现。
施工中加强标准化管理，控制成本，降低工程造价。
1.3.3方案优化的原则
科学组织，合理安排，优化施工方案是工程施工管理的行动指南，在施工组织设计编制中，对隧道开挖、支护衬砌、防治水、环境保护等关键工序进行多种施工方案的综合比选，在技术先进、实施可行的前提下，择优选用最佳方案。
1.3.4确保工期的原则
根据招标文件和施工合同的工期要求，编制科学的、合理的、周密的施工进度计划，采用信息化技术，合理安排工程进度，实行网络控制，搞好工序衔接，实施进度监控，确保实现工期目标，满足业主对本工程施工工期要求。
1.3.5科学配置的原则
根据本合同段的工程量大小及各项管理目标的要求，在施工组织中实行科学配置，选派有大型河流隧道施工经验的管理人员，选择专业化施工队伍，投入高效先进的施工设备，确保流动资金的周转和合理使用，并做到专款专用。
选用优质材料，确保人、财、物、设备的科学合理配置。
1.3.6合理布局保护环境的原则
从节省临时占地、减少植被破坏、搞好环保、防止水土流失、认真实施文明施工等多角度出发，合理安排生产及生活场地、大临设施布局，做好环境保护和营区绿化。
工程完成后，及时平整场地，恢复耕地和植被，搞好环境美化。
尽最大限度减少对生态环境的破坏。
遵守国家基本建设方针、政策、法律法规以及有关行政规章制度；符合对建设项目的计划要求，遵守施工承包合同所规定的各项条款，按合同工期和质量交付使用，并在所安排的工期上留出余地；遵守国家和行业现行的工程建设标准、规范及有关安全、防火、防爆、卫生、环保等方面的规定，业主提出执行的标准，也必须执行；积极推广先进经验，采用新技术，实行机械化、预制化、装配化施工，提高劳动生产率，降低施工成本；体现科学的施工管理，提高企业的综合效益；因时、因地制宜，充分考虑施工对象的施工季节性，尽量利用有利季节施工；充分考虑材料、人力、设备等条件，充分发挥各自的作用，做到连续性和均衡性施工；组织文明施工，提高作业水平。
节省临时占地、搞好环保、尽最大限度减少对生态环境的破坏。
1.4本工程采用的技术规范
①《输气管道工程设计规范》GB50251-2003
②《输油输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-9
③《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97
2工程概况
2.1综合说明
本工程为中压天然气管线围堰导流开挖穿越河流施工。
中压管道设计工作压力为0.4MPa,采用φ219×7mm无缝钢管。
河段作双线敷设。
气候条件：
本区属于温带季风气候，空气湿润多雾，年平均浓雾51.3天，轻雾108.2天。
年平均相对湿度73%，7月份最高，为89%；12月份最低，为68%。
2.2施工场地条件
河流管道穿越段河道宽30m。
该段河流平直、河床稳定、水流平缓、河床平坦、两岸有宽阔的漫滩、河床地质构成单一的地方。
2.3实施目标
本设计的目标分别是：
工程质量目标、工期目标、安全生产目标、文明施工目标、新技术应用目标、服务目标、协调目标。
其目标如下：
工程质量目标：
严格按国家现行有效的相关施工及验收规范组织施工，达到国家施工验收规范优良标准。
工期目标:
我们本着紧前不紧后的原则，充分利用现代化的网络计划技术及长期积累的一些成功经验进行进度控制，现确定管线组焊施工工期为2天，补口补伤施工工期为2天，水压试验施工工期为2天。
安全生产目标：
在整个施工过程中杜绝任何伤亡、火灾事故。
文明施工目标：
严格执行建设部颁发的施工现场管理规定，科学合理布置和管理整个施工现场。
新技术应用目标：
在工程中推广新技术的使用。
服务目标：
自始自终把业主作为我们的上帝，重合同、守信誉，服从业主的管理，接受政府职能部门、工程监理的监督，为其开展工作提供便利，把为业主排忧解难当成我们的职责。
协调目标：
认真做好内外关系的协调工作，主动与各有关单位协调并争取得到其大力支持与配合，确保工程按计划顺利实施。
2.4工程的难点、重点说明
①在管道组对焊接过程中，选择合理的施工组织方法、较佳的焊接工艺和严格的质量检查程序与方法是焊接组对中的重点，难点。
②焊接前应对管口预热，以保证焊接质量，除去焊道水膜。
本工程采用火焰加热器预热。
③管道焊接前，两待焊管道必须按坡口间隙及管口错边量的要求对口，且管口组装应严格满足组装要求，以保证焊接工艺的顺利进行。
④对口前应核对钢管类型、壁厚及坡口质量，所有参数必须与现场使用要求相符。
3施工准备
3.1技术准备
组织全体施工技术人员熟悉掌握工程施工图纸、设计文件、标书内容、技术要求、相关施工验收标准规范，进行图纸会审工作。
施工图会审主要内容为：
1）了解工程概况、工程量、工程特点；
2）明确工程关键技术和质量要求；
3）检查图纸是否配套，有无漏、错和不合理的地方。
组织技术人员和测量人员对现场进行详细勘察，了解掌握现场条件（包括施工现场的经济状况、自然条件、地形地貌和水、电、交通、通讯等）。
据设计资料，针对本工程特点编制现场施工各工序的施工作业指导书、工序卡，规范指导施工。
④根据业主编制的“焊接工艺规程”，下发“焊接作业指导书”。
⑤根据业主的要求，印制工程中所用的各种资料表格。
3.2物质、劳动力组织准备
依据业主施工安排计划，编制甲方材料的供应计划，报请业主批准。
按照招标文件要求，对于由施工方提供的消耗材料、加工件，编制自购工程材料、加工品计划，并按规定报批。
并根据施工进度安排编制其运输计划。
工程正式开工之前，应将必要的材料、机具、设备、构件等物资（移动式压缩机、清管器、清管器跟踪仪、收发球装置、压力天平、压力表、温度计、指挥车、载重汽车等）准备齐全，并运至现场，选择临时堆管场地，建立材料仓库。
对出现的临时状况也要有应急设备。
要作好施工期中各阶段的物资准备，及时运至现场，以免发生停工待料的现象，贻误工期。
编制物资供应计划，物资管理办法及相应管理性文件。
劳动力组织准备主要是建立工地生产管理和技术指导的组织机构；建立施工队、组；组织物资管理人员培训，了解工程相关技术要求。
3.3施工现场准备
办理当地的施工许可证，办理水、电、路、讯的使用许可证和相关协议，与地方政府主管部门签订有关协议合同（通行权等问题）。
办理临时占地手续，提前进行征地工作。
根据本工程的地理位置和自然条件，以保障生活，方便施工，节约开支为原则，合理设置施工暂设点。
暂设点应主要准备生活、生产的临时福利设施、仓库、停车场、堆料场、临时道路、临时电源、水源等，施工暂设基地与施工现场要做到“四通一平”，即路通、讯通、水通、电通、场地平整。
进行现场平面布置以及各种标识、标牌制作。
实施施工营地、施工现场的安全防护措施和环保措施，所有临时使用的道路结构应能满足施工机械的通行和最大重量和尺寸构件的运输。
3.4控制和降低成本措施
把建立标准成本作为成本控制的首要环节，结合市场和自身的实际情况以工程预算投标报价作为标准成本。
就资金筹集与运用、人工费、材料费、机械使用费、技术工艺、质量检验等几个方面提出了具体的成本降低措施。
在资金筹集和使用上，制定周密资金筹集、安排计划；积极从内部筹集资金，减少财务费用的发生，根据工程进度和现金流量状况进行的资金安排，确保工程施工各环节的资金使用，减少资金的闲置。
在直接人工费用方面，拟出具体的用工方案和制度，制定出劳动工资定额、劳动定员、工资技术等级标准、工资等级、工资率，确保在作业时不会出现人力资源的紧缺和浪费，人尽其能，挖潜增效，减少不必要的人工开支，节约直接人工费，按定额组织生产、严格控制非生产人员、民工的使用，努力降低人工成本。
在物资采购及用量上，专设物资采办部组织供料及其标准成本的建立，制定详尽的采购需用计划、合理的渠道；根据工程的实际情况、现场施工情况，确定需用量、变更量，组织材料；保证采购渠道的合理性、运输环节的安全性，保证各种材料按时到达施工现场，不因盲目采购而导致资金的周转困难加大资金成本；积极组织货源，根据施工与供求变化情况，组织所需材料，保证作业的需要；对大宗物资采用招标形式进行采购，参加各种订货会，根据经济合理、就地就近的原则，做到货比三家、价比三家；对一些特殊规格、非标准规范的物资采用协作加工的订货方式；加强采购合同的管理，保证采购物资的质量。
确定合理的材料库存、保管、储存费用。
在机械使用费方面，编制设备的配置计划、每个台班的设备配置标准；建立、健全设备管理使用的各项规章制度；节约设备运输费用，利用自有进出施工现场的载重汽车、拖车及大客车、客车，将轻型、小型的机具设备和施工人员随行，从而减少远距离运输费用；新购设备提前由供货厂家直运施工现场存放，减少设备的中转费用。
合理安排施工现场车辆使用，加强车辆调度减少专一性用车闲置。
提高设备使用效率，加强施工现场设备的协调，合理安排各作业队设备的使用，提高设备使用效益。
合理安排设备进出现场时间，及时掌握工程进度与工作量，合理调剂施工台班组合，尽量减少施工设备在现场的闲置。
在工程技术、质量成本方面，采用先进适用的新工艺新技术，按照施工组织设计严密进行施工；建立有效的质量监督体系，确立了以ISO9002为质量体系；制定详尽的质量措施计划，专设质量监督部门在施工现场监督作业，将出现的问题加以分析、反馈、便于在下一个质量循环中得到解决；加强工艺管理，详细制定各工序的操作规范，消除个人经验及主观判断的差异，研究质量因素的变化，不断修正各种工艺规程；组织文明施工，优化现场管理，杜绝重大质量和安全事故的发生，坚持“质量第一，信誉至上，文明施工，优质服务”的职业道德；按照施工作业过程的客观规律，强调生产作业的节奏性、均衡性，严格工艺纪律，生产现场的人机物料等生产要素进行合理的优化组织，防止不合格的材料、辅助材料进入现场。
4施工技术方案、施工方法
4.1施工工艺流程
管道组装与焊接施工流程如图所示
准备工作→对口组装→预热→焊接→焊后保温→焊接检验
①检查上道工序管口清理的质量。
②检查施工作业带是否平整，顺畅。
③保证所有设备的完好性。
若对口器是由529mm改装的，必须保证对口器的中心与管子中心重合。
气源的工作压力应大于1.0MPa。
④每位焊工必须持有本工程的焊接考试合格证，由监理确认后；方能上岗。
⑤施工人员应熟悉本工序的施工作业指导书。
⑥电焊条的储存和运输应按照厂家的要求执行，规格型号必须符合设计要求。
4.2施工主要内容
管道组装用内对口器对口，对口前应再次核对钢管类型、壁厚及坡口质量，所有参数必须与现场使用要求相符合，起吊管子的尼龙吊带应放置在活动管已划好的中心线处，其活动管子的轴线应与已组焊管线的轴线“对正”，这样，可以方便，快捷地进行管子对口。
管口组装要求见下表：
表4.1管口组装要求
序号
检查项目
组装规定
1
螺旋缝或直缝错开间距
不得小于100mm弧长
2
相邻环缝间距
不得小于2倍管外径
3
错边量
小于3/1000管外径，且大于1.6mm
4
定位焊长度（焊口定位焊不少于4～6处，均匀分配），下向焊不需定位焊
定位焊总长度不应小于焊道总长度的50%
5
定位焊缝厚度
不得大于2/3壁厚
对口后，在根焊施焊前，若存在大于1.0mm、弧线长度在240mm内的局部错口，可进行矫正。
但根焊开始后，不得对管口进行任何矫正。
对口要充分发挥机械化流水作业的效率，对口作业不宜少于2台吊管机，分别布置在管线的两侧。
4.3管线焊接技术方案
①由于该工程中所用中压天然气管线管径（
）小于DN700且管线敷设在水网地段，故采用下向焊和手工半自动焊接工艺，这两种焊接工艺所需设备少而且设备体积小，故障率低、机动灵活、容易搬迁。
②要提高管线的组装焊接速度和质量，应采用下向焊的流水作业施工工艺，每层焊道可以采用1～2名焊工同时施焊。
③此工程焊接工艺的组织形式为无点焊的分层焊接流水。
这种组焊工法是管子组对时使用内对口器对口，完成对口后，分层进行根焊、热焊、填充焊、盖面焊，将一个管口的焊接分成几层焊接的流水施工方法，依据管径的大小，每层焊道可使用2～4名焊工。
④下向焊工艺的技术要求如下：
（1）全位置下向焊应遵循薄层多遍焊原则。
为提高层间退火效应，减少焊道气孔、夹渣等缺陷，手工和半自动下向焊的层间厚度不宜大于1.5mm。
层间必须用砂轮清理冷却的焊缝接头和用电动钢丝刷清除焊道层间熔渣和飞溅物，检查合格后方可焊下一层焊道，但层间温度不应低于70℃。
焊机地线应尽量靠近焊接区，用卡具使地线与管表面接触牢固，避免产生电弧。
（2）严禁在坡口以外管表面引弧。
每相邻两层焊道接头不得重叠，应错开20～30mm。
层间温度应大于70℃，根焊完成后应尽快进行下一焊道焊接。
使用内对口器时，则根焊完成100%方可撤离。
（3）焊接过程中，发现缺陷应立即清理修补。
盖面焊完成后，应迅速检查焊缝质量。
若缺陷超标，应趁焊口温度未降，及时修补。
手工焊过程中，应避免焊条横向摆动过宽。
对壁厚大于11.1mm的管子宜采用排焊。
（4）若需修补时，每处修补长度应大于50mm。
相邻两修补处的距离小于50mm时，则按一处缺陷进行修补，每处缺陷允许修补2次。
各焊道的累计修补长度不得大于管周长的30%。
⑤焊接技术
（1）根焊焊接技术：
在此工程中根焊焊接技术我们采用的是手工电弧焊。
（2）填充、盖面焊焊接技术：
在此工程中采用的是下向手工焊，操作灵活，适应性好。
为增加焊缝的抗氢性，输送天然气的管道要求使用低氢焊条。
⑥焊接施工
（1）安装轨道。
管口组对完成后，在管端附近安装焊接小车轨道，要保证安装的轨道符合要求。
由于焊接前需预热，故安装轨道时不宜过紧，以免因钢管受热膨胀而损坏轨道，待预热好之后在拧紧轨道。
（2）焊前预热。
为确保焊接质量，除去焊道水膜，此工程中采用火焰加热器预热。
管口预热的范围为坡口两侧各75mm，预热温度为50～70℃。
温度测量采用数字显示红外线测温仪，并在距管口50～60mm处测量，需测量圆周上均匀分布的8个点。
预热完成后应立即进行根焊道的焊接。
（3）焊接设备、焊接材料和焊接轨道的检查。
对焊接设备的电路，气路。
机械传动部分及自动控制部分进行检查，保证电、气路畅通，机械传动部分运转平稳，自动控制部分控制灵活；检查、校核控制系统中所存储的焊接参数；检查气瓶内保护气体压力、气体配比和气体流量，使之符合规范要求，检查气路是否畅通；检查焊接轨道，确保小车行走通畅。
（4）焊接操作。
用内焊接根焊，焊接时必须保证焊丝对准坡口组对中心，组对间隙较大的局部位置可用焊条等随着内焊机焊接电弧移动，防止烧穿。
焊接完成后，检查根焊是否有未焊透、烧穿等缺陷。
如果有，要及时打磨，修补。
用外焊接充焊和盖面焊。
（5）焊接参数的选择。
送丝速度。
在焊接中，热焊层送丝速度的选择应能保证足够的焊接电流及熔深。
以确保与根焊缝良好的熔合，又不至于焊道过厚或烧穿根焊道；焊接电压。
电压选择以焊道两侧无夹角，中间无高的鱼脊梁为宜，且随填充层数增加，坡口宽度增加，电压应递增。
但盖面焊电压不宜过高，以免产生咬边；焊接速度与摆频。
根据焊接施工中的具体情况确定焊接速度与摆动频率，确定时以保证焊接质量为前提；保护气体的选择。
在根焊、热焊过程中可以采用配比好的CO2与Ar混合气瓶，但在填充、盖面焊时必须使用两种气瓶通过配比器混合提供保护气体。
（6）特殊条件下焊接技术措施：
当环境风速影响到焊接操作时，采用每道工序都用防风棚进行防护；当环境湿度较大时，应采取必要的加热措施将管口烘干，具体方法同管口预热方法；当环境温度低于5℃时，X65以上的管线钢，不但要对管口进行预热，还应对焊道进行焊后保温。
（7）焊接检验。
管口焊接完成后应及时进行外观检查。
检查前，先用锉刀清除干净接头表面的熔渣、飞溅及其它污物。
焊缝表面不得有裂纹、未熔合、低于母材等严重缺陷，若有必须返修。
具体焊缝要求如下：
表4.2焊缝要求标准
项目
标准
焊缝余高
0～1.6mm，局部不得大于3mm，但长度不得大于50mm
焊缝宽度
应比坡口宽2.5～3.5mm
错边量
≤1.6mm
咬边深度
≤0.5mm，若＜0.3mm，允许任何长度；若在0.3～2.5mm之间，单个长度不得超过30mm，累计长度不得大于焊缝圆周全长的15%
所有焊缝外观检查合格后进行超声波探伤。
考虑出现焊道延迟裂纹，上述无损检测应在完成焊缝24h后进行。
5施工组织机构和施工人员机构
5.1管理机构及质量、安全保证系统
为安全、优质、按期完成本合同段的施工任务，我公司将组建项目管理部，对该工程实施严格、科学、有效地施工管理。
并按业主的部署，在监理公司的管理及政府质检部门的监督下，充分发挥施工职能，协调管理好施工现场，全面认真地履行施工合同，优质、高速、低耗。
结合我公司质量方针：
“采用先进技术，实行科学管理，精心勘察施工，提供满意成果”本着“安全第一，质量为主”的思想，使通球扫线工程有力、有效，确保顺利完成。
施工企业一般为三级管理系统，即以总工程师为首的企业技术管理工作系统。
总工程师、主任工程师和技术队长分别在公司经理、工区主任和施工队长的直接领导下进行工作。
公司一级的技术管理机构是直接对总工程师负责的职能机构。
工区主任工程师和施工队的技术队长分别由其所属的技术管理机构和技术人员协助工作。
5.2项目部主要施工及管理人员
本公司对本标段施工实行项目法管理，成立施工项目部，下设7个职能部门。
该项目部对项目负责，对业主、工程监理、质量监督负责。
直接调度指挥各施工作业队，全面处理本标段施工过程中的一切技术、经济问题。
项目部的设置，应尽量减少管理人员，建立高效率的指挥控制系统和职能管理部门，实施工程进度、质量、成本的有效控制职能。
项目部和作业队人员因事设岗，因岗设人，定员定编，划分并明确职责、权限。
5.3施工队伍建设
本工程项目班子人选一旦经过甲、乙双方确认，全班人选将处于启动状态，未进场之前可根据设计要求积极为本工程做好开工前的准备工作（材料、机械技术等准备工作与策划工作），并且以无条件满足本工程需要为前提。
根据项目经理部的工作实际，具体明确每个项目管理人员的责、权、利，使全体管理人员有条不紊、忙而有序地开展工作，从而较大幅度提高项目经理的工作效率，有效促进管理整体实力强化，使项目经理部管理体系有更多的精力和时间来分析运筹各种复杂的管理局面，以已指定的各项目管理制度来指导、督促、规范每个管理人员的工作质量、效率。
变“人管理人”、“人盯人”为“制度管理人”，做到项目管理“有章可循，执法必严、违章必纠”，赏罚分明的先进管理模式。
6投入该工程的施工机械设备
6.1机具设备计划
施工的主要内容为组装焊接、焊缝检查与探伤、管线防腐与补口补伤，为了使工程高效率高质量的顺利的进行，必须在施工过程中，在不同型号机具中对机具进行选用和倒换利用。
在整个作业中，应该使用到的主要机具设备如下：
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