庆铁线扩能改造工程(垂杨-铁岭段)双管穿越四梅铁路的设计及施工方案.doc

庆铁线扩能改造工程(垂杨-铁岭段)双管穿越四梅铁路的设计及施工方案摘要 本文介绍了庆铁线扩能改造工程（垂杨-铁岭段）在四平市段穿越四梅铁路时两条管道同一涵洞敷设的管道设计及施工方案。根据工程线路所经区域的实际情况，结合铁路相关部门的意见及铁路顶管施工经验，借鉴单一管道的穿越设计，合理地确定了本工程的方案。关键词 铁路；双管；顶管1 工程背景随着我国改革开放以来国民经济的持续快速发展，对石油消费的需求逐年上升，石油供应的对外依存度也逐年提高。对此，我国政府高度重视，已经将提高石油资源供应安全提高到国家发展战略的高度。目前中国石油通过铁路在满洲里口岸每年进口俄罗斯原油888万吨。2009年2月17日，中国石油与俄罗斯石油公司、俄罗斯国家石油管道公司签署了关于斯科沃罗季诺-中俄边境原油管道建设和运营合同，明确从2011年至2030年，俄罗斯石油公司每年将通过管道向中国供应1500万吨原油。除管道进口外，中国石油目前在满洲里口岸通过铁路进口的俄油，根据中国石油股份公司的预测，2010年以后将维持在50104500104 t/a之间，在2015年后将稳定在1000104 t/a左右。此外，根据中国石油股份公司的预测，2010年以后进入庆铁线输送的大庆油和吉林油，将维持在2587.11042769104 t/a之间，到2020年降到2720104 t/a左右。根据以上未来资源量预测和原油配置方案，2011年开始进入东北管网的俄油将增加到15501042350104 t/a之间，加上大庆原油和吉林原油，庆铁新老线的现有输油能力将出现较大不足。另外，庆铁老线286#+500m297#和庆铁新线291#303#区间管线位于四平市区东侧。该段线路位于四平市辖区范围内，管线经过地段已经位于市区内部，管道沿线占压严重，人口稠密。通过内、外检测报告可知管线腐蚀、受损现象较为严重，管线已进入事故发生的风险区。该段管线在四平市区内通过，对四平市规划影响极大，将管线从市区内改线至市区以外通过，不仅可以从根本上消除风险隐患，而且也利于城市整体规划和经济的发展。因此，为了保证引进俄油在东北管网的顺利接收，满足扩大的输送能力要求，庆铁线扩能改造工程（垂杨-铁岭段）于2010年10月正式开工。2 线路概况庆铁线扩能改造工程（垂杨铁岭段）新建管道线路总体走向为东北西南，起点为垂杨输油站，途经长春市、公主岭市、梨树县、四平市、昌图县、开原市、铁岭市等地，终止于铁岭输油站。管道输送原油，管径为813 mm，设计压力均为6.3 mpa。庆铁新、老线改线起点位于四平市东北方向的仙马泉村附近，沿四平市环城公路东侧并行敷设，绕过四平市区，线路总体走向与新建813输油管道通过四平市段线路走向一致，终点位于四平市南侧的四家子村附近。庆铁新老线改线后管径为711 mm，设计压力4.5 mpa。新建813 mm及四平改线段711 mm管道在四平市共同穿越四梅铁路，穿越位置位于位于四平市塔子沟村西南侧，g303国道西南侧约1公里处，穿越处管道与公路的夹角为90，经与铁路相关部门沟通结合后确定采用顶钢筋混凝土套管方式穿越四梅铁路，穿越位置航拍图如图1。3 顶管穿越四梅铁路的设计方案新建813 mm管道套管内径1950 mm，外径2360 mm，全长30 m；四平改线段711 mm管道套管内径2 600 mm，外径3 070 mm，全长30 m。新建813 mm管道单独进行顶进，现有管道施工技术比较成熟，在此不图1 穿越位置航拍示意图详述。四平改线段为两条711 mm管道在同一个圆形套管内穿过，施工中比较少见，在此结合设计及现场施工情况进行论述。3.1 管材本段管道设计压力为4.5 mpa，设计系数为0.6，穿越段及一般段均采用7119.552直缝埋弧焊钢管。制管标准按原油管道工程 输送管道用钢管技术规格书（cdp-s-op-pl-007-2009/b）执行。3.2 防腐及补口本段用管采用高温型三层pe加强级外防腐，补口采用辐射交联聚乙烯热收缩带补口。施工及验收执行埋地钢质管道聚乙烯防腐层（gb/t 232572009）。采用喷砂除锈方法对管口露铁表面进行除锈，并达到规范gb/t8923中要求的sa2.5级。喷砂除锈用砂为标准粒径的石英砂，潮湿的石英砂需经过炒制或晾晒处理。按要求将管口两侧防腐涂层200mm范围内的油污、泥土及其他污物清理干净。3.3 管道的焊接与检验本段线路管道焊接以半自动焊接方式为主，碰口连头可采用操作相对简便灵活的手工焊进行焊接施工。焊口返修必须采用手工焊进行焊接施工，并且进行返修的焊工必须是经过专门培训的焊工来操作。具体焊接方式由施工单位根据自身设备情况来确定。管道焊接应业主规定的焊接工艺规程进行焊接工艺评定。手工焊接：根焊焊条为aws a5.1 e6010 4.0，热焊焊条为aws a5.5 e8010-p14.0，填充、盖帽焊条为aws a5.5 e8018-g 4.0；半自动焊：根焊焊条为aws a5.1 e6010 4.0，填充、盖帽焊丝为aws a5.29 e71t8-k6 2.0。本段全部环向焊缝及与一般线路段连接的管道碰死口焊缝均进行100%射线照相和100% 超声波探伤检验。射线探伤和超声波探伤检验应符合石油天然气钢制管道无损检测（sy/t 4109-2005）的规定，级为合格。3.4 试压及清管穿越段管线组装完毕后必须先清管，然后对穿越段管道单独进行强度试压和严密性试压。以洁净、无腐蚀性水为试压介质，环境温度低于5时应采取防冻措施，强度试验压力为6.75 mpa，稳压时间为4 h，严密性试验压力为4.5 mpa，稳压时间为24 h。管道的清管、测径及试压合格标准按照油气输送管道穿越工程施工规范（gb 50424-2007）进行。穿越段两侧的一般段管道试压可与所在线路段一同进行。3.5 穿越处平面位置按照cdp-g-ogp-pl-001-2010-1 油气管道并行敷设设计规定，涵洞内并行敷设新建管道的最小并行间距为0.7 m。庆铁新、老线一般段线路并行间距为10 m，在穿越四梅铁路前一个转点开始按0.7 m间距并行，穿越四梅铁路出转点后继续按10 m并行，平面示意图如图2。4 顶管穿越四梅铁路的施工方案4.1 钢筋混凝土套管施工通过与铁路相关部门结合确定最低自然地面向下1.7 m做为套管顶面标高。套管采用铁路顶进加强型钢筋混凝土专用管材，管缝，平口钢套环，全长30 m，共15根套管，1-13节采用顶进法施工，余下采用直埋施工，工作坑设在铁路南侧，顶管时不得超挖，带刃帽吃土顶进，后背采用钢构件组拼后背，管节采用单侧顶进，第一节管前端设钢刃角。圆管顶压面设置全圆与管口全部贴合且具有足够刚度的顶铁，管节运到工地后将管节外壁涂机油调制的滑石粉浆以减小顶进阻力，滑道钢轨与后背梁锚固，注意滑道轨面高于管底面，严格控制工作作坑中导轨的高程、内距及中心线，套管预控顶力为14840 kn。4.2 穿管施工套管顶进完毕后应尽快组织穿管，在套管内浇筑c30的混凝土垫层，并采用水泥砂浆抹面（厚度为40 mm），抹平后的标高应使管道中心与套管中心在同一个标高上，管道外侧应采用橡胶板保护（厚度为8 mm），并采用聚乙烯支撑块支撑，每2 m一组，管端用两组支撑，穿完后管端封堵采用红砖mu10、水泥砂浆m7.5砌筑，并用沥青麻丝填塞。为防止油气泄漏对铁路造成威胁，套管内原油管道与套管间的空隙用细土回填密实。在线路两侧的护道坡脚下行方向的上方侧，距离套管外壁1.5 m设置明显的标志桩。4.3 施工过程中环境保护措施管道穿越工程施工应遵循国家和行业有关健康、安全与环境的法律、法规及相关规定。施工作业带清扫时应将耕植土和其他土进行分离，待工程结束后将耕植土覆在表面进行还原；穿越施工完毕后，废弃的油污及其他杂物要装车运走，场地要干净，并平整到原地貌形式。穿越施工过程中产生的废水主要为施工人员生活污水、施工用水及管道试压清洗排放的废水。施工作业期间，施工人员产生的生活污水极少，在施工现场设立定点清洗处，具有影响范围小、时间短的特点，不会对地下水资源和土壤产生破坏。穿越施工产生的噪声主要为施工机械（运输车辆、切割机、柴油发电机等）发出的噪音，其强度在88-120db（a）。在施工过程中，合理安排施工时间，提高操作水平，减少对敏感时段的影响。运输车辆应尽可能的减少鸣号，尤其是在夜间和午休时间。施工设备尽可能的选用低噪音设备，与周围居民做好沟通工作，争取得到居民的理解和支持，减少扰民问题的发生。施工现场应派专人负责健康、安全、环保工作。5 结束语在工程建设中，顶进钢筋混凝土套管穿越铁路的方式相对比较成熟，但两条管道共同穿越圆套管的情况比较少见，本工程借鉴国