[摘要]沟壑陡峭险峻、沟深、坡长无路，根据冲沟形式施工方法有两种：第一种方法是对于冲沟边坡较缓，边坡坡角小于30°，且冲沟深度小于50m时，将冲沟边坡切削至20°～25°之间坡度，挖掘机在作业平台上开挖管沟一次成型，管道敷设采用沟下组焊；第二种方法是对于冲沟边坡较陡峭，冲沟边坡坡角大于30°，且冲沟深度大于50m，将冲沟顶部边坡切削至大于25°左右坡度，修筑溜管平台，冲沟中下部采用人工开挖管沟，管道敷设采用溜管法施工。
[关键词]黄土塬、降坡、沟下组焊和溜管法、施工
前言
在长输管道施工中，管道经过黄土塬冲沟地区，共同特点是陡峭险峻、坡长无路；土质主要是马兰黄土。另外，个别地段作业面相当狭窄，而且对于大口径管道，施工年度很大。根据现场地形地貌，结合以往的施工经验，编制了黄土塬冲沟段管道施工方法----“开挖穿越法”包括降坡明沟开挖法和溜管下沟法。从而解决了黄土塬地区大口径管道施工难题，为以后类似条件的施工积累了经验。
施工原理
黄土塬地段地形沟壑陡峭险峻、坡长无路，针对不同坡度和长度的陡坡分别制定了不同的施工方案。第一对于冲沟边坡较缓，冲沟边坡角度小于30°，冲沟深度小于50m时，将冲沟边坡切削至20°～25°之间坡度，挖掘机在作业平台上开挖管沟一次成型；第二对于冲沟边坡较陡峭冲沟边坡角度小于30°，冲沟深度大于50m，将冲沟顶部边坡切削25°左右坡度，修筑溜管平台冲沟中下部采用人工开挖管沟，管道敷设采用沟下组焊和溜管法施工等工序形成的工艺流程。主要施工技术措施如下：
1．降坡明沟开挖法技术：对于冲沟边坡较缓，冲沟边坡角度小于30°，冲沟深度小于50m时，将冲沟边坡切削至20°～25°之间坡度，降坡明沟开挖清扫施工作业平台用4台挖掘机，降坡明沟开挖黄土塬冲沟，形成施工作业平台，在黄土塬冲沟沟壁上，下宽14m的施工作业平台，坡比按：1：0.3～0.5，的施工作业平台，施工机具在作业平台上作业，作业平台开挖采用挖掘机分层倒土，然后用推土机配合向冲沟两侧推土，为了将来便于恢复地貌。
2．沟下组焊技术：将冲沟边坡切削至20°～25°之间坡度，管道组装焊接利用施工作业平台，施工机具在施工作业平台上作业，管道组装焊接在沟下进行。
3．溜管法施工技术：对于冲沟边坡较陡峭，冲沟边坡角度小于30°，冲沟深度大于50m，将冲沟顶部边坡切削25°左右坡度，修筑溜管平台，冲沟中下部采用人工开挖管沟。管段焊接采用溜管法施工：用吊管机直接将预制好的第一段二接一管段吊放到沟内，缓缓向下溜管，到达预定位置时停止溜管。再用吊管机吊装第二段二接一管段，在斜坡顶部与第一段二接一管段进行焊接，焊接完成后继续缓慢向下溜管，达到预定的位置，再进行第三段二接一管段的焊接，重复以上方法直至达到要求长度。
施工方法
一、施工工艺流程
沟壑陡峭险峻、沟深、坡长无路，根据冲沟形式施工方法有两种：第一种方法是对于冲沟边坡较缓，边坡坡角小于30°，且冲沟深度小于50m时，将冲沟边坡切削至20°～25°之间坡度，挖掘机在作业平台上开挖管沟一次成型，管道敷设采用沟下组焊；第二种方法是对于冲沟边坡较陡峭，冲沟边坡坡角大于30°，且冲沟深度大于50m，将冲沟顶部边坡切削至大于25°左右坡度，修筑溜管平台，冲沟中下部采用人工开挖管沟，管道敷设采用溜管法施工。
施工程序：测量放线→降坡明沟开挖清扫施工作业平台→管沟开挖→溜管下沟组焊→补口补伤→无损检测→回填→水工保护→恢复地貌。
二、操作要点 （一）施工准备
1.详细勘察施工现场，充分掌握现场实地资料。熟悉施工图纸，了解工程的有关情况，即管材壁厚、规格、防腐等级要求，热煨弯头和冷弯管的角度、数量级位置，管沟挖深等。
2.根据图纸要求和实际热弯头代替情况，及时上报热煨弯头的需求计划并进行冷弯管的加工预制。施工钱对运到施工现场的管材、热弯头及冷弯管进行认真核查，做到与图纸要求符合。
3.对进行陡坡施工的机械设备如推土机、挖掘机、拖拉焊接、吊管机等进行
检查，确保设备无故障作业。
4.与地方政府联系办理征地手续，取得地方政府的支持。
（二）测量放线
按照设计桩位用大GPS和全站仪复测每个转角桩，放出管道中心线、作业带边界线和冲沟超宽占地边界线，在边界线上撒白灰并挖出边界沟。
（三）修筑施工便道
1．对于施工作业带面相对较大的陡坡，可利用挖掘机和推土机修筑盘山施工便道或“之”字路，以保证运管车辆及施工设备安全通行、就位。施工便道的路面宽度要保证在8m以上，坡度控制在15°以内。在“之”字路沿管沟一侧的每个转角处修筑汇车点，与管沟修通，以保证施工设备能够达到作业面，汇车点的宽度应保证在12m以上。
2．其他较陡或较短的山坡宜采用人工对作业带进行清理，为便于设备、机具的运输，还需修辅助施工通道，施工通道沿已施工完的施工作业带通向坡顶或坡底。
（四）修筑临时对管场地
根据各类冲沟的具体情况，利用原地貌自然地势，在坡顶或坡底合适的位置修建临时堆管场地，其面积应根据陡坡所需的管材长度而定。
（五）施工作业带清理
用4台挖掘机，降坡明沟开挖黄土塬冲沟，形成施工作业平台，在黄土塬冲沟沟壁上，下宽14m的施工作业平台，坡比按：1：0.3～0.5，的施工作业平台，施工机具在作业平台上作业，作业平台开挖采用挖掘机分层倒土，然后用推土机配合向
冲沟两侧推土，为了将来便于恢复地貌。（如图1）
降坡明沟开挖黄土塬冲沟坡度划分为：
1.对于冲沟边坡较平缓，冲沟边坡坡角小于30°，且冲沟深度小于20m，将冲沟边坡降到20°～25°之间的施工作业平台，保证焊接设备在作业平台上作
图1挖掘机降坡
业。管沟开挖在施工作业平台上一次成型。具体形式见图2：
图2 冲沟深度在10m～20m之间的冲沟降坡示意图
2.对于冲沟边坡较陡峭，边坡坡角小于30°，且冲沟深度在20m—50m之间时，将冲沟边坡降到25°～30°之间的施工作业平台，挖掘机在施工作业平台上开挖管沟一次成型。为保证挖沟机械设备的安全，在坡的上部用大型拖拉机通过钢丝绳将挖掘机拉住，防止挖掘机倾翻。
3.对于冲沟边坡很陡峭，冲沟边坡坡角大于30°且冲沟深度大于50m时，将冲沟顶部边坡切削至25°左右坡度，并修筑溜管平台，冲沟中下部作业带清理的原则应保持原地貌，但是要修筑出供人员施工行走的通道和顶部停放设备的溜管平台。
（六）管沟开挖
1．当冲沟边坡降到20°～25°之间时，该坡度允许设备行走的地段，按照图纸的要求用挖掘机直接进行管沟开挖。
2．对于冲沟坡度为25°～30°之间时，用单斗挖掘机在施工作业平台上直接开挖管沟，管沟基本尺寸为上宽4.0m，下宽2.5m，管沟深度根据地形确定，管沟深度一般控制在大于2.8m。管沟开挖的土方返在降坡明沟开挖黄土塬冲沟时的堆土区内。管沟开挖在施工作业平台上一次开挖管沟成型。
3．当坡度大于30°时，不允许使用机械设备挖沟，应采用人工开挖方式。 4．挖出的土应堆放在作业带的另一侧，距管沟边沿500mm。坡度较大时，为防止管沟土沿山坡下滑导致回填时无土，应在管沟开挖前将堆土一侧用编制袋子装土推砌挡土墙。
5．挖掘机在山坡上进行挖沟作业时，应从上向下的顺序开挖。
6．对于不能连续开挖成形的地段，当其坡长较短时，可以采用如下开挖：挖
掘机首先在上一级台阶从上向下挖沟，挖至挖掘机臂长极限后停止，再到下一级平台上接着往下挖。
（七）运布管和管道下沟
1．采用单机运管车将管道运至山坡段的坡顶或坡底的临时堆管场。 2．对于坡度小于20°的山坡段，用小型运管车辆将管道运至坡顶或坡底的堆管场地，再用吊管机直接将管道逐根运至作业带并布设到管沟内。
3．当坡度大于20°～25°时，采用推土机拖住吊管机同时进行运管和沟下布管。
4．当坡度大于25°时，采用溜管法施工
5．在钢管下沟前使用15KV电火花检漏仪对钢管逐根进行检漏，发现漏点及时按照相关技术要求进行补漏，及时做好检漏记录，并请现场监理签字确认。
（八）管道组装焊接
1．对于冲沟边坡较平缓，将冲沟边坡小于25°时，管道组装焊接利用直接采用吊管机进行沟下组对焊接。管道的焊接采用自下而上的焊接顺序。
2．对于冲沟边坡较陡峭，将冲沟边坡大于25°以上，管道组装焊接采用溜管下沟法；采用牵引车牵引预制管段，用吊管机溜管法下滑安装管道的施工方法；在进行管段连头焊接前，首先将预制好的第一个二接一管段的一端（斜井底端方向）焊接封头、吊耳，然后用吊管机（加长杆）直接将该预制管段吊放到斜井内，当第一个预制管段尾端接近洞口时停止溜管，再用设备吊装第二个“二接一”管段，在作业坑内进行连头焊接作业。如果管线较长，在接完第二个二接一管段后还需要焊接，可重复以上方法直至达到设计要求长度。见图3所示
图3 “溜管法”施工示意图
（九）管道防腐补口
当山坡较陡，防腐补口所用的喷砂除锈设备无法到位时，可采用将压风机输气管加长的办法进行管道的喷砂除锈作业，其他施工则应严格按照补口施工作业指导书的要求进行。
（十）管沟回填
管道防腐作业完成后，应及时按照施工图纸的要求进行陡坡处的水工保护作业，随后进行管沟回填，回填应严格按照施工作业技术要求进行。需注意的是水工保护作业和回填应同步进行，避免二次进场。
质量保证措施
1．陡坡施工前，应熟悉施工现场的地形地貌，了解陡坡施工的方法和要求 2．工程开工前，机组技术人员应对所有参加的施工人员进行技术交底，使全体施工人员明确陡坡施工的技术质量要求。
3．各道工序应严格按照施工作业指导书的要求进行作业，并做到工序间的互检，保证在本工序施工前，前道工序的施工质量是合格的。
4．管道焊接因在陡坡段管沟内作业，焊接位置随时间都可能变化，应选用具有多位置焊接作业资格的焊工承担管道的焊接作业。
5．对于石方管沟段，应采用细土垫在沟底，其厚度不小于200mm；对于陡坡段，因细土无法垫住，所以应采用编制袋装土垫在沟底。
6．应将石方管沟段沟壁的危石清理干净，防止石头坠落砸伤管道防腐层。
安全保证措施
1．工程开工前，机组HSE监督员向施工机组进行HSE工作技术交底，使参加施工的人员明确各自的职责和岗位，对安全工作引起足够的重视。
2．所有参加陡坡施工的人员必须按规定穿戴劳动保护用品，沟下作业必须戴安全帽。
3．所有机械设备操作人员必须持证上岗，并做到人、机固定，严禁无证人员操作设备或互换操作设备。
4．施工前，重点检查所用机械设备的性能，要确保完好，特别应将设备的刹车系统作为重点检查内容。
5．如果在冬季进行陡坡施工，则应注意行走道路的结冰情况，如有结冰，应谨慎行驶，在雨后和雪后，禁止设备在陡坡上行驶。
6．当施工设备停置在山坡上时，应及时采用楔形木块垫在设备行走轮下，防止设备因刹车不灵下滑。
7．管沟开挖、吊管运输、钢管下沟等重点工序必须有专人指挥。 8．用吊管机吊运钢管，每次只能吊运一根。吊运时采用特制的夹具将钢管固定在吊管机上，以避免在运输过程中钢管重心偏移，造成设备倾覆。
9．用四步搭起吊钢管时，起重葫芦不应有扭转现场，在升降过程中，人体任何部分不应进入重物下边。四步搭的支腿应无偏、瘪、裂、弯曲等缺陷。
10．所有施工人员必须严格执行各工序的安全操作规程。 11．施工现场应设置明显的施工标志及警示标志。
12．尽量减少占地，作好地貌恢复工作，减少对生态环境的影响。
效益分析
该施工方法在很多管道工程施工中得到充分应用，并且产生了很大的经济效益和社会效益，工程质量受到业主的高度评价。应用的主要工程及产生的经济效益如下：
本工法施工工艺简单，方便管道就位，保证了工程进度，同时增加了管道的安全可靠性，缩短了工期，施工成本低，具有较好的经济效益。
经济比较：
1）用冷弯弯管代替热煨弯头，其费用计算为：制作安装费增加2个弯管的制作安装费，减少1个弯头的安装费；主材费增加5.5m钢管的主材费，减少1个弯头的主材费。
（1）弯管费用计算
（a）2个弯管的制作安装费为3.3万元
（b）5.5m钢管的主材费（按21.Omm计）为1.68万元
小计：4.98万元 （2）弯头的费用计算
（a）1个弯头主材费为4.45万元 （b）1个弯头安装费为1.73万元
小计：6.18万元
（3）按上述2项分析，每代替1个弯头，将节约1.2万元费用，每个黄土塬冲沟至少改代4个弯头，将节约4.8万元。
2）降坡后土方量和水工保护费用为1.08万元。
3）按上述4项每处黄土塬冲沟，将节约3.72元费用，同时既缩短了工期，又在管道安全运行方面得到了保证。
结束语
黄土塬冲沟段管道施工 “开挖穿越法”，较好的解决了黄土塬陡坡施工难题，保障了施工进度，节约了施工成本。
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