07管线穿越隧道施工方案

1.工程概况

西气东输管道线路在第十九标段穿越隧道650米/2条，分别是坂河隧道EJ008+3S#～EJ008G+4S#和寨河隧道EJ071+1#～EJ071+2#。穿越管线规格为Φ1016×21.0mm，材质为X70，防腐采用三层PE结构，焊口采用热收缩带防腐，焊接采用手工电弧焊+药芯焊丝半自动全位置下向焊工艺。

2.施工总体方案

依据隧道特点，并考虑施工安全与网络施工进度安排，确定隧道穿越施工总体方案为：隧道内组装焊接。

2.1隧道穿越管线施工程序

2.2主要施工方法及技术措施

2.2.1施工准备 

1)检查隧道是否符合设计要求和安全要求，隧道内壁处理情况是否良好，对隧道底部进行平整，高点铲平，低点铺级配砂石，局部不宜处理段，沿隧道铺垫两道木板，保证运管小车的通行。

2)检查所有施工机具设备是否完好，施工手段用料应配备齐全。

3)制作施工措施所要求的各种工具设施。

4)对所有参加施工的人员进行技术交底和安全培训教育。

2.2.2测量放线

根据施工图纸，设计交桩记录和测量成果表对隧道口、隧道内的管线走向和隧道两侧的固定墩位置进行测量放线。在隧道的进出口设置两个水准基标，以控制进出口管线的高程， 隧道内每隔10m打中心控制桩（木桩），并撒出白灰线。

2.2.3施工便道修筑

在隧道一侧修筑一条由现有公路到隧道口作业平台的施工便道，以满足运管和施工机具的进退场，施工便道的宽度为8m，采用隧道两侧都修筑公路到隧道口作业平台的施工便道，由两侧一同运、布管。

2.2.4开拓作业平面及隧道内平整

隧道一侧（或两侧）需修筑一个80×60mm的作业平台，用于临时堆管和施工设备机具的停放。作业平台的尺寸可根据现场情况适当调整，如果隧道口高低不平，须用设备进行现场平整与碾压，表层铺垫300mm厚的碎层，然后每隔6m铺设一道枕木，枕木上铺垫柔性材料，用于临时堆管、管段组焊与预制完毕的钢管堆放、探伤及补口补伤，管段摆放见图1，隧道内凹凸不平处采用人工方法进行修整与铺垫。

图1钢管摆放示意图

2.2.5钢管运输

采用奔驰运管拖车及东风槽车将钢管通过一次及二次倒运，将钢管运至隧道口的作业平台上堆放。

2.2.6隧道穿越临设安装

1)在作业平台上安装100Kw发电机一台,作为焊接电源和照明电源。

2)在作业平台靠近隧道口处安装一台轴流风机，排出隧道内焊接烟尘。

3)隧道内壁安装膨胀螺栓固定的电缆架及灯架，将电缆和灯架固定在电缆架与灯架上，并每隔20m设置一个防水防爆灯，同时安装一个电源插座，组装焊接的近距照明灯具由插座取电，隧道侧壁敷设一条动力电缆（3×35＋1×16mm2），每隔40米接个开关，作为向焊机供电使用。

4)为防止隧道内积水，可沿纵向修筑一条200mm×100mm的简易排水沟，横向每隔15m修筑同样尺寸的排水沟与之相通，临设布置见图2。

图2  施工临设布置示意图

2.2.7隧道内运管

用吊管机将预制好的管段放在自制的小车上，用自制小车向隧道内运输，先将预制好的管段从出口一侧顺序向回布管，并将钢管直接布在支墩上，人力运管小车形式参见图3。由于穿越用钢管较重，为此，还考虑了另外一种隧道内运管方式，即在隧道内铺设两条并行的轨道，轨道比隧道长20米，通过自制的轻轨小车将钢管运到位，小车由对面的D80推土机或卷扬机通过钢丝绳进行牵引，如图5所示，铺设轻轨可与2.2.6隧道穿越临设安装同步进行。

2.2.8隧道内组焊

管子运到位后，管段在卸下之前，先在隧道一侧（或中部）的卸管位置铺垫沙袋，作为管墩使用，管墩高度为500mm。也可在管道卸下以后，再通过三角架和倒链将管道吊起，并布放到指定高度。管道卸到设计指定的位置后，使用四角架和外对口器进行管道组对，管道焊接遵循布管的顺序，焊接采用逆变焊机，逆变焊机放置在自制小车上便于来回移动，而焊接电源则可以就近取用动力线上的动力电。为加快施工进度，可沿管段一定距离各设置两台焊机，同时进行焊接。为保证安全施工，焊接时要求施工人员佩带劳动保护（安全帽及劳保鞋等），同时在焊口位置设置焊接防护棚，以防止落石及穿堂风影响焊接质量，如果隧道内有渗水，且阴暗、潮湿，为确保焊接的质量，在焊接过程中，在焊接部位铺设防水胶皮隔潮，并用烤把驱赶潮气，焊接防护棚形式参见图4。为确保安全施工，在洞口一侧安装一台轴流风机把洞里的焊接烟尘给排出去。

2.2.9无损检测

无损检测在隧道内组焊完成后进行，为加快施工进度，建议缩短检测时间，本工程无损检测由第三方进行。

2.2.10补口补伤

焊口采用喷砂方式除锈，除锈使用小型电动空压机作气源(2.86m3/min)，喷砂罐使用0.5m3的喷砂罐。补口作业与喷砂作业应有一定距离，并且在两个作业区中间设置一道临时的可移动的屏风隔墙。因隧道内较为潮湿，补口补伤作业要在喷砂除锈作业完成后立即进行，不得拖延。为确保在隧道内补口工作的顺利进行，可将空压机与喷沙罐放置在自制小车上，以便于移动。

2.2.11管线回填

隧道内管线施工的同时，就近联系土源，之后用翻斗车将土运到隧道口，并装入编制袋。在隧道内管线补口补伤完成后，用手推车将编制袋运至隧道内，用人工方法在管底平铺编制袋，垫高≥0.1m，在靠隧道内墙壁一侧用编制袋盛土立起靠放保护。在管外侧，也用立放盛土编制袋保护，管顶用平放盛土编制袋保护。保护完成后，即可回填隧道内其余部分，先回填粒径小的，后回填粒径大的，最大粒径不超过150mm，回填总高度1.0m左右，细土回填应该采取后退方法填土，即从另一侧隧道口向运土进入侧后退填土，如从两侧向隧道内运细土，则从隧道中间向隧道口方向后退填土，回填作业时应继续向隧道内通风，参见图6。

图6  管线回填示意图

2.2.12试压

隧道内试压依据图纸的要求，进行强度试验，在稳压4小时后，进行严密性试验，稳压4个小时，主要试压步骤如下：

1)落实水源、电源、打压泵、封头、压力表、阀门及打压用管等。

2)开启阀门向管道内注水，开启排气阀排出管内空气。

3)启动打压泵，缓慢向管内注水升压，当压力达到强度试验压力的30%和60%时，分别停止升压，并稳压15分钟，在未发现异常后，继续升压。

4)在强度压力下稳压4小时，压力降以不大于1%强度压力为合格，强度试压合格后，将压力缓降至严密性试验压力 ，稳压4小时，压力降以不大于1%严密性压力为合格。

2.2.13临时设备拆除

1)所有隧道内工作完成后，拆除隧道内的电缆和照明及通风设施。

2)隧道口的封堵和处理按设计和业主要求进行。

3)完成隧道穿越的所有工作之后，拆除作业平台上的所有施工设施，地貌恢复按业主的要求进行。

3.施工人员、机具、手段用料配备

3.1施工人员配备（见表1）

表1 施工人员配备一览表

表2  施工机具设备配备表

表3施工手段用料表

4.隧道内施工的质量保证措施

4.1防腐层的保护

4.1.1所有运输工具与防腐管的接触部位必须加衬橡胶板或其它软质材料.

4.1.2当运管时采用捆扎措施时,应采用尼龙带或外套橡胶软管的钢丝绳捆扎,并在凸起部位加衬软质材料。

4.1.3临时堆管场的底部以及各层之间应衬垫软质材料。

4.1.4防腐管的装卸应有专人指挥，并使用专用吊具。作到轻起轻放，严禁撞击管子。

4.2组对焊接

4.2.1为保证组对质量，在布管之前应对管口进行逐一检查测量，选择级配（周长）合适的管子，并标记组对顺序号，严格按级配顺序布管。相连接的两个管口周长差不宜超过4mm。

4.2.2预热采用环形火焰加热器进行，加热时应转动加热器作到均匀加热，并用点温计控制温度。

4.2.3在隧道内设置温度计、湿度计、风速仪，随时监测隧道内的焊接环境，当出现下述情况时，在没有相应有效的措施下，不得进行焊接作业：

1)湿度大于90％。

2)风速超过8m/s。    

4.2.4为保证组对焊接质量，除隧道内沿线的一般照明灯外，组对焊接的作业面各设置2个大功率照明灯具，另配备2只手提式探照灯，以便探照管道下方作业部位。

4.3防腐补口

4.3.1为保证隧道内管口的除锈质量，采用小型电动气泵和小型砂罐进行喷砂除锈。

4.3.2由于隧道内湿度较大，喷砂除锈之后，焊口可能回出现湿气和反锈，补口人员应配带电动钢丝刷，在补口之前先用烤把去除湿气，然后用电动钢丝刷清除反锈。

4.4回填 

4.4.1回填之前应进行100％的电火花捡漏。

4.4.2回填所用的细土粒径必须保证，可就近筛取或拉运，采用人工回填，应保证管道的四周最小覆土厚度达到业主要求，特别是管线的底部应填满。

4.5标高控制

   为保证隧道进出口的标高，在回填之前应对管顶标高进行测量，并采用5T倒链去除部分支撑沙袋，使管线降到设计标高，对焊道进出口应设置枕木加橡胶板的临时硬性支撑，以保证进出口标高的稳定，便于连头。

5.隧道穿越HSE措施

5.1安全组织及安全教育

5.1.1每个隧道作业机组除设置一名专职安全员外,每个作业面另设置一名专职警戒通讯人员。

5.1.2安全人员应配备通讯工具（对讲机），急救箱，便携式氧气瓶等救助器材。

5.1.3首先对机组长和安全人员进行培训，了解隧道内施工的特点和对策。

5.1.4对全体施工人员进行安全培训，至少应包括下列内容：

1)现场条件、工作性质和工作范围。

2)各种规程与警告。 

3)各种安全器材的用途，功能以及使用方法。

4)人身保护用品的使用与保管。

5.2安全措施

5.2.1一般要求：

1）施工人员进入现场要按规定穿戴劳动保护用品，特别是进入隧道内人员应佩戴安全帽。

2）设置必要的警示标志，照明系统良好，各作业面配置2台应急灯以备用。

3）各岗位人员必须遵守有关安全操作规程，严禁违章指挥和违章作业。

5.2.2用电安全措施

1）现场所有的供电线路设施应由专业电工负责安装敷设。

2）照明线路应在隧道侧壁上架空敷设，动力电缆应采取靠侧壁埋地敷设。

3）各种配电箱、插座不得直接放在地上，并喷涂红色危险标志。

4）各种电动工具使用之前均应由电工进行检查，并装设漏电保护装置。

5）全员培训触电急救措施。

5.2.3防火安全措施

1)施工作业平台配备防火沙、消防锹、消防桶、灭火器等防火器材，每个作业面配备两只手提式干粉灭器。

2)隧道内禁止吸烟。

3)氧气瓶、乙炔瓶以及液化气瓶与作业面的间距要符合安全规定。

4)对于易燃物品加强管理，不能随意丢弃和堆放。

5.2.4通风措施

为了保证隧道内作业的安全和排烟，必须向作业区域通风。当通风排烟不畅时，应在焊接作业的风向下侧设置一台轴流风机强制抽风排烟。

5.3应急反应计划

根据项目的应急反应计划，编制隧道内施工的应急反应计划。针对隧道内施工的特点，对火灾、触电、人身伤害等事故制定可行的应急计划，并组织全面培训。