淺析煤漿管道隧道施工控制要點

王宏華

摘要:煤漿管道輸送是作為除鐵路、公路、水路輸送的另一種重要的煤炭資源的輸送方式。管道輸送具有投資相對較低、對環境影響小、受氣候影響小、輸送成本低等優點。煤漿管道運輸歷經兩代技術發展，業已成熟為一種有競爭能力和發展前景的運煤方式。我國煤炭資源豐富，是一種主要能源，生產發展很快。由于北煤南運和西煤東運的數量很大且逐年增加，給鐵路運輸造成很大的壓力。煤漿管道運輸的籌劃工作在我國已歷十載，興建煤漿管道的條件已經具備，在能源運輸政策上應把煤漿管道運輸提到應有的位置。

關鍵詞：煤漿管道施工 能源運輸

中圖分類號： U45 文獻標識碼： A

一、煤漿管道的主要特色

1、煤漿管道坡度要求較緩，不可大于8°

由于煤漿管道的輸送媒介是煤炭和水的混合物，自重比較大，摩擦阻力大，管道縱向坡度需要符合設計要求，不能大于8°，保證運行期間不能出現因坡度超標而堵管、停滯、沉降、分離的情況。

陜西神渭輸煤項目工程作為在建的我國第一條長距離輸煤管道的工程，根據中煤科工集團武漢設計院對煤漿管道的深入研究和自主試驗得出了數據，設計圖紙文件中已明確“管道敷設縱向坡度控制在14%（8°）以內”。 煤漿管道的施工工序與油氣管道的施工工序基本一致，只是在敷設角度的控制上比較嚴格，如果控制不力，將會導致煤漿管道運行過程中發生堵塞而產生不可估量的后果，因此對管道敷設坡度的控制方案進行研究，制定出行之有效的措施，具有極大的現實指導作用和經濟價值。

2、 煤漿管道有坡比要求，削山降坡現象多

為了保證煤漿管道較緩的坡度，大量降坡不可避免。 所以，神渭輸煤管道盡管大部處于陜北黃土高原地形，卻較少看見管道“爬山越嶺”現象。

方式1:對于低山短坡地段，大量采用了削山降坡的方式控制坡比。

方式2：對于高山長坡段（坡長大于300m），采用了隧道方式控制坡比。

3、煤漿管道受氣溫影響大

相比油氣管道，煤漿管道介質中含有50%的水，冬季運行時，很容易造成結冰，影響管道運行。因此要求煤漿管道線路工程必須置于凍土層以下，站場工程必須設有鍋爐房，全站供暖，保證工藝管道運行順暢。

4、 煤漿管道隧道較多，施工難點大

與油氣管道不同，由于輸煤管道坡度要求比較緩，對于高山大川，無法直接翻山越嶺，“遇山開洞”是唯一的解決方案，因此輸煤管道的隧道工程較多；以神渭輸煤管道為例，全線共有隧道66條，且單條長度均在1000m以上，但輸煤管道隧道施工空間狹窄（2.5x2.8米），彎道較多，限制了重型機械布管，所以隧道內布管、焊接、防腐均存在困難。特別是長距離隧道布管問題，布管工序常用的輕軌運布管法、炮車運布管法均無法實現。

二、煤漿管道隧道施工的控制難點

1、隧道內布管

以神渭輸煤管道項目為例，全線隧道穿越66條，隧道施工復雜，有彎道又有直線，部分隧道坡度較大，達到13.38%。且隧道寬和高（2.5x2.8米）限制了重型機械布管，加上隧道內的運布管是安裝施工的主要難點，經過各方努力，最后確定了“叉車運、布管法”的施工方案。成功安裝完成了如上多海隧道，目前此方案已解決了隧道布、運管的一大難題，這種辦法既簡捷又安全，正在向全線隧道進行推廣，如下圖：

神渭輸煤項目開發研制的隧道內叉車運布管方法，顯然要比傳統的輥道法、輕軌法、炮車法運布管好得多，方便快捷功效高，施工費用低。叉車運布管法----這是中石油管線隧道布管前所未有的，也是隧道布管的一大創新。

2、隧道內焊接作業

隧道內管道采用支墩敷設，管道敷設在隧道內一側。由于隧道內空間狹小，要求支墩先于管道安裝施焊前施工完畢，隧道兩側錨固墩在隧道內管道安裝就位完畢后進行施工，具體施工要求按設計執行。隧道段施工采用隧道內組裝焊接的方式。

1）焊接控制要點

焊接專業工作分為焊前預控、焊中檢查、焊后把關作為實施工程質量的控制要點。

2）焊前預控：焊前預控是質量控制的首要環節，主要控制：

①檢查焊接作業指導書、焊工資格、焊材

②檢查焊口組對、焊接熱處理工藝

3）焊接過程控制：它是質量控制的關鍵環節，監理將采取跟蹤監督、現場巡視、現場

旁站的方式進行監控

①填充金屬：施焊過程中使用的焊材與焊接作業指導書中明確的焊材要求一致

②焊接參數：焊接參數選擇應符合焊接作業指導書及施焊工藝要求

③焊條放置：施焊過程中焊條應放置在保溫筒內，使用一根拿一根。

④焊接環境：焊接過程中的環境溫度、風力等應滿足規范要求，否則應采取措施或停止

焊接。

4）焊后把關：焊后把關是質量控制的重要環節，在這一環節中專業監理將對以下幾點

進行控制，若出現問題，專業監理工程師將不在檢測報告上簽字確認，并及時下發工程聯

系單對施工單位提出整改要求。

①無損檢測設備及人員資格：無損檢測設備的種類及檢測范圍應能滿足所檢焊縫要求，

無損檢測人員的資質與承擔的檢測工作相一致，檢測報告必須由中級或以上資格人員簽

發。

② 焊縫探傷底片及探傷報告:探傷底片應與透照部位相一致， 底片中不應該存在超標缺陷，

探傷報告應由中級及以上資質人員簽字確認。

3、隧道內防腐作業

1）為保證隧道內管口的除銹質量，采用小型電動氣泵和小型砂罐進行噴砂除銹。焊口采用噴砂方式除銹，除銹使用小型電動空壓機作氣源，噴砂罐使用0.5m3的噴砂罐。補口作業與噴砂作業應有一定距離，并且在兩個作業區中間設置一道臨時的可移動的屏風隔墻。為確保在隧道內補口工作的順利進行，可將空壓機與噴沙罐放置在自制小車上，以便移動。

①噴砂除銹用砂應干燥、無泥，宜采用石英砂，嚴禁使用粉沙。石英砂顆粒應均勻且

無雜質，粒徑在 2mm-4mm 之間。噴砂工作壓力宜為 0.4MPa-0.6MPa。以保證鋼管表面有足夠大的錨紋深度，滿足被粘接面清潔度和粗糙度要求。

②管口表面處理質量應達到 GB/T8923-88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》中

規定的 Sa2.5 級。錨紋深度為 40μm-60μm。

③噴砂應連續進行，噴槍與管道表面應保持垂直，以勻速沿管道軸線往復移動，從管

頂到管底逐步進行。噴砂除銹時，應將環向焊縫兩側防腐層與補口材料搭接范圍內的防腐

④噴砂時應注意安全防護，不得損傷補口區以外防腐層。

⑤除銹完畢后， 應清除灰塵。 管口表面處理與補口間隔時間不宜超過 2h。 如果有浮銹，

應重新除銹。

⑥對個別焊口如無法采用噴砂除銹時，在征得業主現場代表和監理同意后，方可使用

電動工具除銹，處理后應達到 St3 級。

2）由于隧道內不見陽光且通風差，空氣濕度大，容易造成表面結露，因而除銹前將鋼管表面均勻加熱以除去表面露水，除銹后立即進行管口加熱與底漆涂刷

①用火焰加熱器對補口部位的鋼管表面和涂層搭接部位進行加熱，預熱溫度須在產品

說明書要求的范圍內。絕對禁止鋼管未達到規定的預熱溫度和過高的預熱溫度進行補口作

業。

②管口加熱完畢，應立即進行測溫，測量管口三個部位（中心、兩端）表面上下左右

4 個點溫度，4 點溫度均應符合生產廠家的規定值。底漆應按生產廠家使用說明書調配并

均勻涂刷在補口部位的鋼管表面，底漆干膜厚度不小于 200μm。視廠商使用說明，對要求。

在涂層搭接部位涂刷底漆的熱收縮帶，應同時在涂層搭接部位涂刷底漆，涂層上的涂刷寬

度應為搭接寬度。

3）補口質量檢驗

①外觀檢驗：補口外觀應逐個檢查，熱收縮套（帶）表面應平整，無皺折、無氣泡、

無燒焦炭化等現象。

②漏點檢查： 每一個補口均應用電火花檢漏儀進行檢查， 檢漏電壓為 15kV， 若有針孔，應重新補口并檢漏，直至合格。

③剝離強度：補口后熱收縮套（帶）的粘結力按下述方法進行檢驗，管體溫度 25℃±

5℃時的剝離強度應不小于 50N/cm。每 100 個補口至少抽測 1 個口，如不合格，應加倍抽測；若加倍抽測全不合格，則該段管線的補口應全部返修。

4、隧道施工的HSE管理

1、管理安全組織及安全教育

1）隧道作業機組除設置一名專職安全員外，每個作業面另設置一名專職警戒通訊人員。

2）安全人員應配備通訊工具（對講機）、急救箱和便攜式氧氣瓶等救助器材。

3）隧道施工前對機組長和安全人員進行培訓，了解隧道內施工的風險和應急對策。

對全體施工人員進行安全培訓，至少應包括下列內容：

①?現場條件、工作性質和工作范圍。

②?各種規程、警告和應急辦法。

③?各種安全器材的用途，功能以及使用方法。

④?人身保護用品的使用與保管。

2、安全措施

①?施工人員進入現場要按規定穿戴勞動保護用品。

②?設置必要的警示標志，照明系統良好，各作業面配置2臺應急燈以備用。

③?各崗位人員必須遵守有關安全操作規程，嚴禁違章指揮和違章作業。

④?定時檢查隧道內的氧氣濃度，當氧氣濃度過低時應增設通風機。

3、用電安全措施

①?現場所有的供電線路設施應由專業電工負責安裝敷設。

②?照明線路應在隧道側壁上架空敷設，動力電纜應采取靠側壁埋地敷設。

③?各種配電箱、插座不得直接放在地上，并噴涂紅色危險標志。

④?各種電動工具使用之前均應由電工進行檢查，并裝設漏電保護裝置。

⑤?全員培訓觸電急救措施。

4、防火安全措施

①?施工作業平臺配備防火沙、消防鍬、消防桶、滅火器等防火器材，每個作業面配備兩只手提式干粉滅器。

②?隧道內禁止吸煙。

③?氧氣瓶、乙炔瓶以及液化氣瓶與作業面的間距要符合安全規定。

④?對于易燃物品加強管理，不能隨意丟棄和堆放