临近石然气管道专项方案(专家方案).doc

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临近天然气管道施工安全防护专项方案中铁十七局集团

第一章编制依据与编制原则

1.1.编制依据

1.1.1.新建兰新铁路第二双线甘青段LXS-17标临近西气东输石油天然气管道工程施工图及设计文件；

1.1.2.兰新铁路甘青有限有限公司工期要求及中铁十七局兰新项目部计划工期；

1.1.3.现场实际调查及测量资料；

1.1.4.《石油天然气管道保护条例》中华人民共和国国务院令第313号，2001年7月26日公布，自公布之日起实施

1.1.5.《中华人民共和国石油天然气管道保护法》主席令第30号（2010年6月25日公布，2010年10月1日起施行）；

1.1.6.《甘肃省石油天然气管道设施保护办法（试行）》甘肃省人民政府令（第20号）2004年8月19日公布，2004年10月1日起施行；

1.1.7.《甘肃省人民政府办公厅关于在工程规划建设中切实加强石油天然气管道保护工作的通知》甘政办发（2007）145号

1.1.8.《建设工程安全生产管理条例》

1.1.9.国家、铁道部现行的铁路工程建设施工规范、指南及验收标准。

1.1.10.项目所处地理位置、气候等环境因素

1.1.11.中国水利水电科学研究院对兰新铁路甘青段十七标工程爆破对西气东输天然气管道的振动安全监测报告。

1.1.12.中国石油西部管道公司酒泉输油气分公司的《关于中铁十七局集团公司兰新铁路项目部一工区线路爆破防护申请的回复》文件要求，输油气管道最大振速不得大于7cm/s。

1.1.13.中国水利水电科学研究院对兰新铁路甘青段十七标工程爆破对西部管道的振动安全监测报告。

1.2.编制原则

1.2.1.坚持安全第一，预防为主的原则，采用综合治理的方针，确保石油天然气管道及既有管道设施安全运行；

1.2.2.坚持质量第一、信誉至上的原则，严格遵守并落实执行设计文件、技术规范及验收标准，确保质量目标的实现；

1.2.3.严格遵守合同及设计文件要求，落实国务院及地方政府关于临近石油天然气管道施工的有关文件、规定坚持先防护后施工的原则；

1.2.4.狠抓施工计划，坚持节点工期不动摇的原则，采用流水施工方法，组织有节奏、均衡、连续的施工；确保工期不受影响，实现铁道部、甘青公司的工期目标。

第二章工程概况

2.1.设计概况

兰新铁路第二双线LSX-17标段起讫里程:

DK1015+000～DK1119+679,线路全长104.679Km。

标段内共有7处与西气东输天然气、西油东送成品油管道交叉。

柳园西气东输特大桥，50#、51#、55#、56#、65#、66#墩采用门式墩跨越西气东输1、2号线及成品油管道，桥梁下部结构为门式墩、桩基础，上部结构为24m、32m双线整孔简支箱梁；柳园2号中桥设计以2-32m简支梁跨越西油东送管道，下部结构为挖井基础、圆端型实体墩；柳园特大桥设计以2座6-9.6m空间刚架跨越西气东输1、2号线，柳园3号大桥设计以1座6-9.6m空间刚架跨越西气东输1线管道，下部结构为钻孔桩，横系梁、砼框架墙身。

由于桥梁基础施工时，临近既有管道，开挖土石方等工作对既有管道的安全产生一定影响，施工时须采取防护措施。

2.2.地质及水文情况

本段地层主要为第四系全新统、上更新统洪积粉质黏土、粉土、砂类土、角砾土等，基岩为第三系泥岩、砂岩，二叠系玄武岩、凝灰岩、千枚岩，奥陶系混合岩，震旦系大理岩、板岩、片岩，华里西期花岗岩等。

本段属中温带干旱大陆性气候区，以气候干燥，降雨量少，冰冻期长，昼夜温差变化较大，春、秋多风，夏季短促而炎热，冬季漫长且严寒为主要特点。

区内最大冻结深度116cm。

地表水主要为雨季临时性冲沟汇水，地下水不发育。

2.3.对石油天然气影响范围及内容

本标段跨越西气东输石油天然气管道，分别为：

（1）跨柳园西气东输特大桥跨越西气东输1、2号线管道及成品油管道，与西气东输1线交角17°，与成品油管道交角16°，与西气东输二线交角17°，设计以三处门式墩分别跨越，管道距离桥梁基础距离见表2-1。

（2）柳园2号中桥跨越成品油管道，交角88°，管道距墩台基础的最小距离为4.7m,施工对既有成品油管道有一定影响。

表2-1跨柳园西气东输特大桥与西气东输石油天然气管道距离调查表

序号

墩台号

距西气东输1线（m）

距成品油管道（m）

距西气东输2线（m）

备注

1

39#

102.9

2

40#

95

3

41#

87.7

4

42#

80.1

5

43#

71.9

6

44#

62.4

7

45#

53.1

8

46#

43.8

9

47#

34.5

10

48#

25.1

11

49#

16.6

12

50#

3.5/3.4

21.6

13

51#

3.5/3.4

21.9

14

52#

5.3

18.8

15

53#

11.4

12.3

16

54#

18.7

5.4

17

55#

21.1

4.1/4.4

18

56#

21.5

4.9/5

19

57#

39.4

5.4

74.3

20

58#

48.8

13.5

64.4

21

59#

58.2

22.6

54.7

22

60#

67.6

31.8

44.4

23

61#

77.1

40.9

34

24

62#

85.9

49.9

25

25

63#

95.6

59.5

15.1

26

64#

105.3

68.8

4.9

27

65#

4.4/2.4

28

66#

4.6/1.8

29

67#

12

30

68#

19.6

31

69#

33.1

32

70#

46.6

33

71#

60.6

34

72#

75.3

35

73#

89.6

36

74#

104.4

37

75#

118.8

37

76#

132

（3）柳园特大桥跨越西气东输1、2号线，与1号线交角14°，与2号线交角17°，设计以两座6*9.6m空间刚架桥分别跨越，桥梁基础与管道距离见表2-2所示。

表2-2柳园特大桥与西气东输天然气管道距离现场调查表

序号

墩台号

距西气东输1线（m）

距西气东输2线（m）

备注

1

兰台

67.1

21.1

2

1#

61.2

14.4

3

2#～10#

52.1

3.7

空间刚构

4

11#

28.3

14

5

12#

22.2

20.4

6

13#

14

29.4

7

14#～23#

3.4

36.7

空间刚构

8

24#

14.7

68.2

9

25#

23.2

77

10

26#

31.4

84

11

27#

39.7

94.5

12

28#

48

103.6

13

29#

56.3

111.9

14

30#

64.7

122

15

31#

73

128.9

16

乌台

79.3

138.7

（4）柳园3号大桥跨越原油成品油管道，交角17°，设计以一座7*9.6m空间刚架桥分别跨越。

第3章工程特点及重难点

3.1.临近石油天然气管道施工

本标段线路多次与既有管道平面交叉，施工过程中如何保证既有既有输油气管道安全稳定，是施工过程控制的一个非常重要的问题。

3.2.工期紧任务重

兰新铁路第二双线，工期紧，线路长、自然环境恶劣。

目前根据铁道部、甘青公司工期要求，有效工期已经缩短到极限，任务相当艰巨。

3.3.安全、质量、环保要求高

本线对工程质量要求非常高，各项技术规范、规定要求一致。

验收标准及其严格，因此，工程质量的过程控制极其重要。

也对施工人员的业务能力、技术水平；设施、设备的建设标准、技术标准，安全环保措施、方法提出了更高的要求

第4章施工部署

4.1.组织机构

由于临近石油天然气管道，技术要求高、安全风险多，施工组织协调要求简捷、高效的特点，为保证工程安全、质量、进度及成本效益目标的实现，成立以工区经理为首的现场施工生产组织领导机构，指挥、协调施工生产。

施工现场组织机构见图4-1

工区经理（韩碧善）

书记（杜玉宝）

安全总监（潘波）

总工（许明雷）

工程管理部

李建虎

计划财务部

余天荣

设备物资部

张桂河

材料

设备

计划负责人

调度

安全质量部

王小伟

技术负责人

测量负责人

试验负责人

质检工程师

安全防护工班

钢筋工班

混凝土工班

模板工班

爆破工班

桥梁架子队（王东峰）

安全工程师

图4-1施工工地现场组织机构图

4.2.施工人员

跨越石油天然气管道拟计划由五个专业工班进行施工。

拟投入管理人员15人，技术人员6人，质检人员5人，专职安全员5人，现场防护5人，机械防护3人，施工作业人员300人。

4.3.施工机械设备配置

施工机械设备配置见表4-1

表4-1施工主要机械设备表

序号

机械名称

规格型号

功率、容量或吨位

数量（台）

使用位置

1

潜孔钻机

JKX2t

2t

6

土石方开挖

2

空压机

50

桩基

3

汽车吊机

NK-250

25t

1

4

砼输送车

QDZ5312

12m3

6

砼施工

6

挖掘机

CAT320

95.5Kw

２

7

自卸汽车

SH3281

8t

2

土方运输

8

混凝土输送泵

HBT60A

60m3/h

２

砼施工

12

载重汽车

CA141

8t

1

材料、设备运输

13

装载机

Zl50

4m3

1

材料倒运

第5章施工方案及防护措施

5.1.施工方案

5.1.1.爆破试验

依据《石油天然气管道保护条例》（国务院第133号令），结合兰新第二双线工程特点，为确保施工安全，满足工期要求，在工程施工前期，经向管道管理部门申请并批复同意，进行爆破试验，监测爆破振动对管道的安全影响程度，经确定管道安全无恙后再进行爆破生产施工。

⑴现场共进行爆破试验5次，其中桥墩基坑爆破4次，路基爆破1次，各次爆破均与工程实际爆破参数一致，试验结果能反映实际工程施工情况。

实测输油管道爆破振动速度均小于安全允许值。

爆破试验的结果表明，采用的爆破方案是可行的，选择的爆破参数是合理的，不会危及天然气管道的安全。

⑵桥墩基坑爆破试验分掏槽孔和辅助孔分别爆破，从监测结果可以看出，虽掏槽孔每次爆破药量较小，但因在半无限体内部爆破，只有表面一个自由面，爆破后造成的振动量相对较大；而辅助孔爆破岩体向中心空间和上部空间运动，相对条件较好，虽药量远大于掏槽孔药量，但产生的地振动幅值并不大。

⑶路基爆破属路堑开挖深孔爆破，试验区为实际施工区段，三排炮孔齐发爆破，爆破岩体受两侧岩体的约束作用，实测成品油管道振速值为4.38cm/s，为安全标准值的62.5%，相对较大。

这与起爆网络、起爆方向有关。

⑷根据爆破振动速度回归公式，距天然气管道不同距离处宜采用不同药量控制标准。

如以不同安全允许振速为标准，不同分区处最大单响药量控制标准见表5-1。

表5-1距天然气管道不同距离药量控制标准

爆源距输油管道距离R

m

按衰减公式计算最大单响药量kg

建议允许最大单响药量

kg

v管道=3.5cm/s

v管道=5.0cm/s

v管道=7.0cm/s

<20

2.0

4.0

8.0

7.0

20～50

4.0

9.0

20.0

14.0

50～200

63.0

138.0

288.0

100.0

>200

1188

4047

8838

200.0

因工程爆破炸药埋深一般不超过15m，爆破地震动幅值在近区振动幅值大、频率高，衰减较快；随着距离的衰减，在远区表现为幅值小、频率低。

因此，在距输油管道近区爆破，必须严格控制单响药量，采取减振降振措施。

⑸国家爆破安全规程中规定，当采用多段毫秒微差爆破时，按最大单响药量计算质点振动速度，不是用总药量。

此时质点振动状态由各段药量相继产生的地震波组成，总药量决定振动的持续时间的长短。

总药量的多少由每次爆破的总方量来确定，每次爆破方量根据施工进度和爆区位置与环境来确定。

因此，施工时，必须采用毫秒微差爆破，减小最大单响药量，孔间、排间时差应控制在50～100ms。

5.1.2.距管道L<5m范围施工方法

距管道距离小于5m范围不采取任何爆破和大型机械作业，采用人工配合风镐凿岩进行开挖的施工方法。

5.1.3.距管道5m

距管道5m

①钻孔灌膨胀剂对岩石迫裂的办法进行开挖和破碎作业；②当遇到比较破碎的岩层，灌注膨胀剂迫裂的效果不理想，采取人工风镐配合破碎锤进行开挖。

迫裂法作用机理：

膨胀剂灌入孔中，发生水化反应，放热、固结、体积膨胀，对孔壁施加压力，将孔壁外的岩石破裂。

（1）炮孔布置

炮孔按梅花形排列，以利于把岩石破碎成小块

（2）最小抵抗性和排距是介质强度、自由面状况、孔径的函数，一般可参照下表选取

表5-2最小抵抗线值

破碎对象的名称

W值/cm

破碎对象的名称

W值/cm

软岩

40～60

中、硬质岩石

30～40

（3）孔深L=αΗ,H为被破碎体高度，α为经验系数，对厚岩α=1.05

（4）每米炮孔装填量及参考单耗，见下表

表5-3每米炮孔用药量

孔径/mm

30

32

34

36

38

40

42

44

46

48

50

用药量/kg.m-1

1.1

1.3

1.5

1.7

1.9

2.1

2.3

2.5

2.7

3.0

3.3

表5-4 单位体积破碎用量

介质种类

破碎剂用量/kg.m3

备 注

软质岩石破碎

8～10

中质岩石破碎

10～15

硬质岩石破碎

12～20

（5）膨胀剂迫裂法装填及养护工艺如下

　①拌料散装粉状膨胀剂，严格按选定水灰比，一般控制在0.28～0.33用人工或手提式搅拌机拌匀，搅拌时间不超过1min，搅拌好后马上装入孔中。

筒装膨胀剂只需将之放入盛水容器中浸泡直到不发生气泡为止，一般4～5分钟即可。

②装填搅拌好的浆体必须在5～10min内装完，然后用塞子封口。

（6）安全注意事项

因膨胀剂对皮肤有腐蚀作用，要避免直接接触，沾上要立即用清水洗净、装填作业时，装填人员要戴防护眼镜，作业人员避免进入已装填好的区段，以防喷孔伤人。

5.1.4.距管道20m

施工中距管道大于20m且小于50m范围内采用控制爆破，施工时为确保管道运行安全，控制爆破振动的安全影响，应在路基爆破、桥墩基坑设计边线处进行光面或预裂爆破，形成贯通的岩体裂缝，以提高爆破施工质量和保护石油天然气管道的安全。

根据现场爆破试验得到爆破地震波传播的衰减经验公式，可以指导正式施工中单响药量、安全距离、质点振速相互关系的安全校核。

施工中根据开挖条件的变化，孔距、排距、孔深、装药结构都可适当调整，最大单响药量必须严格控制，距管线不同距离应选择不同的最大单响药量，不能超过安全允许药量,允许最大单响药量14kg。

爆破施工时，应采用毫秒微差爆破，雷管的起爆时差有一定误差，分段较多造成振动波叠加的随机性较大，其次由于爆源地质条件的不均一性以及堵塞状态的差别，使每次爆破炸药能量转化为地震波的比例不一致，因此单响药量的控制一定的安全系数。

施工时进行全过程的安全监测，根据监测结果的信息反馈随时调整爆破方案，修正爆破参数，严格控制爆破振动不超过安全允许标准，确保天然气管道运行安全。

5.1.5.距管道L>50m范围施工方法

施工中距管道大于50m范围内仍采用控制爆破，施工时根据现场爆破试验得到爆破地震波传播的衰减经验公式，可以指导正式施工中单响药量、安全距离、质点振速相互关系的安全校核。

施工中根据开挖条件的变化，孔距、排距、孔深、装药结构都可适当调整，最大单响药量必须严格控制，距管线不同距离应选择不同的最大单响药量，不能超过安全允许药量,允许最大单响药量见表5-1。

5.2.防护措施

（1）开挖探坑

由于西气东输1线旁有管道通信光缆一条，为确保安全，在施工前应配合产权单位垂直于管道开挖两个探坑，探明光缆的具体位置，并组号醒目标志。

（2）机械防护

挖掘机等大型作业时，停放位置应远离管道5m以上。

施工前应对管道位置设立明显的轮廓标志，对机械操作人员应做好班前安全教育及注意事项，确保管道安全。

（2）现场防护

施工便道设在远离管道侧，，以防止罐车等大型设备碾压管道，基坑开挖前先做排水沟，防止雨水冲刷边坡或浸泡边坡，开挖过程中及时对基坑壁进行喷混凝土防护，防止塌坍。

（3）监测

在距管道1m处设置观测点，开挖过程中设专人观测并作好记录。

若发生异常沉降或位移，立即报告以便采取有效措施。

（4）防护人员

施工期间每个工作面设2名现场防护员和2个专职安全员，配合设备管理单位监护人员做好管道防护，大型机械施工要有专人指挥。

距离管道5m范围内的施工作业必须设专人指挥，现场负责人、技术员、防护员、安全员、设备管理单位监护人员同时在场的情况下方可施工。

第6章主要保证措施

6.1.安全保证措施

（1）安全目标：

杜绝责任事故；严防机械设备爆破对既有管道的影响，确保施工安全，确保既有油气管道运行安全。

（2）安全管理重点：

安全管理重点是防止施工过程中机械操作、基坑开挖，爆破等对油气管道的影响。

6.2.安全组织机构及安全职责

6.2.1.安全组织机构

成立以工区经理为组长的安全领导小组，下设安全总监，安全监督小组及现场专职安全员，专职防护员，责任明确到人，安全领导小组以施工安全、人员安全、财产安全为工作职责制定落实到每个人的具体安全工作责任，并层层签订安全包保责任书。

各施工工班严格执行各项安全措施，形成安全监督及组织实施的具体安全组织机构，严格落实各项安全措施，确保施工安全。

6.2.2.主要人员安全职责

6.2.2.1.工区经理安全职责

（1）工区经理是本工区的安全第一责任人，代表单位主管领导行使工区施工的安全管理，对工区施工安全负全面责任；

（2）在组织工区施工过程中贯彻执行安全生产有关法规、政策及规章制度，规划工区施工现场安全标准工地建设工作；

（3）督促工区开展安全教育、评比、检查活动，分析安全形势，召开工区安全会议，实施安全奖惩办法；

（4）按规定拨付工区安全技术措施经费，改善现场劳动条件，完善安全防护措施，治理事故隐患。

6.2.2.2.安全总监职责

（1）协助工区经理搞好工区施工过程中的安全管理工作，实施现场安全标准工地建设管理工作；

（2）具体对各部门及所属单位的施工安全进行管理；

（3）组织开展安全教育、评比、检查等活动，落实工区安全管理办法，协助工区经理治理事故隐患；

（4）参与工区工程设计文件审核、施工组织设计编制和安全保证措施制订、审查实施性施工组织方案和安全保证体系；

（5）随时了解本工区安全生产状况，具体组织召开安全例会，分析安全情况，发展趋势，找出存在问题，制定措施并组织实施。

（6）负责与有关产权单位联系关于施工的相关事宜。

并传达贯彻施工安全文件精神及要求。

6.2.2.3.安全工程师职责

（1）深入施工作业现场，掌握安全动态，提出整改意见，制止违章作业和违章指挥。

遇有险情时，有权暂停生产或指挥作业人员撤离险区，并立即报告给有关领导处理。

（2）负责制订安全生产管理办法，督促或协助有关部门制订安全技术规则，安全操作细则、施工安全措施，负责向作业工班进行安全技术交底，并监督检查执行情况。

（3）坚持“三同时”的原则，在编制施工组织设计、施工方案、施工作业计划时，必须同时制订安全措施计划。

6.2.2.4.专职安全员职责

（1）深入施工作业现场，制止违章作业和违章指挥。

遇有险情或危及人身安全时，有权暂停生产或指挥作业人员撤离险区，并立即报告给有关领导处理。

（2）对违反安全管理规定的个人或单位下发安全问题通通单，并限期整改，对不服从命令的单位或个人依规进行处罚。

（3）如实填写安全日志及相关的安全内业资料。

6.2.2.5.防护员职责

（1）防护员对施工现场全过程进行盯控，保护油气管道，确保安全。

（2）在任何情况下，如施工地点的机械设备未撤除或施工前尚未做对管道的确认时，防护员应立即制止停止机械作业。

第7章突发事件应急救援预案

为贯彻《石油天然气保护法》、《安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》等法律法规关于企业对“安全生产事故应急救援预案职责”的规定；同时为了积极应对可能发生的重大安全事故，及时采取有效措施，高效、有序地组织开展事故抢险、救灾工作，最大限度地减少人员伤亡和财产损失，制定本生产安全事故应急救援预案。

7.1.应急指挥机构

为保证生产安全事故应急救援工作顺利实施，避免事故施救过程中的盲目性，使应急救援工作有组织、有领导，工区成立应急救援指挥机构，在指挥机构的统一指挥下，安全、救护、质检等部门密切配合，协同作战，迅速、有效地组织和实施应急救援，尽可能地避免和减少损失。

应急救援指挥机构指挥部设在每个工区经理部，成立以工区长为组长，书记、安全总监、总工，各部门参与的应急指挥机构。

表7.1主要应急救援指挥人员职责

序号

职务

职责

备注

1

工区长

应急救援指挥机构全面负责

2

书记、安全总监

协助工区长对应急救援指挥机构工作负责，工区长不在现场代行应急反应指挥机构负责

3

架子队长

负责现场指挥协调，协助工区长对应急救援指挥机构工作负责

4

总工

组织应急预案编制，协助工区长对应急救援指挥机构工作负责

5

安全质量部

负责信息收集，应急预案编制、修改及负责现场的应急救援指挥工作

6

工程管理部

负责信息收集，抢险措施编制

7

计划财务部

负责出现事故时的资金保证

8

设备物资部

负责所需抢险物资的供应保障，

10

综合管理部

负责对外公安、医疗、媒体、政府机构等联系，负责后勤供应服务

11

小车队

负责组织人员进行现场事故处理的运输工作

7.2.应急救援行动原则

（1）处理事故险情时，应首先考虑人身和石油天燃气管道运行安全，其次应尽可能减少环境污染和财产损失，并按有利恢复施工生产的原则组织应急行动。

（2）迅速疏散无关人员，最大限度减少人员伤亡。

阻断危险物质来源，防止二次事故发生。

（3）保持通讯畅通