非洲丛林沼泽地带长输管道施工技术

张洪军

中石化江苏油建工程有限公司，江苏扬州 225001

1 工程概况

加纳位于非洲西部，属于热带国家，其西南部地处温暖潮湿的森林地带，气候与亚马逊相似，有着长达540 km的海岸线。加纳南部的雨季从四月持续到六月，再从九月到十月。气温一般都在21～31℃之间。

由中石化江苏油建工程有限公司承建的加纳天然气管道，管道走向基本顺着海岸线。主线从Altuabo首站（AIS） 开始，经过Essiam a分输站（EDS）、TRMS计量站最终与电站连接。其中AIS首站位于AT01桩位处，EDS分输站位于AT16桩位处，塔科拉迪调节和计量站位于AT52-2桩位处。管道设计压力为10 MPa，全长105 km，管材钢级X65，规格为D 508 mm×10.31/11.91/14.27mm。

需穿过丛林沼泽地带的管道长度约15 km，该地段地形地貌及地质状况比较复杂。地表有树木、植被，清除表层树木、植被后，下层是淤泥，见图1。该地段管道安装施工难度在全线中是最大的。项目部领导和工程技术人员对于沼泽地带管材运输、管道组焊、管沟开挖及管道下沟等施工技术做了大量的探索和试验，总结摸索出了非洲丛林沼泽地带的管道施工方法。

2 非洲丛林沼泽地带管道施工难点分析

（1）管道走向靠近海边，社会依托条件差，不少管道路由地段车辆不能到达。

（2）淤泥层较厚，其厚度为3m左右的沼泽区有1.6 km，其厚度为2～2.5m的沼泽区有3.4 km，其余地段深度为1m左右，根据地勘报告，沼泽区含沙层厚度为1～2m，基本不具备承载力。运输车辆及施工设备无法进场开展施工作业带扫线施工，轮式及履带式大型施工设备无法直接驶入施工作业带进行作业；大量的钢管运送到沼泽水网施工地带有着很大的难度；管道整体下沟需要使用大型设备，要求有较高的地面承载力，在管道下沟过程中可能发生设备倾斜侧翻、深陷淤泥等安全事故。

图1 扫线后的作业带

（3）管道焊接作业环境湿度大，对焊接质量有较大影响，难以保证管道焊接质量。

（4）地下水位较高，加之淤泥具有流动性，管沟开挖一次成型较难。

（5）在丛林水网特殊地段施工过程中，对管道防腐层的保护及补口作业质量控制存在较大难度。

3 施工方案及关键过程控制措施

经过对15 km丛林沼泽地带的多次踏勘与探测，可将该线路段的地形地貌及地质分为三种类型：一是沼泽地内无水，但有厚3m左右的淤泥，管沟开挖不能成型；二是沼泽地有2～2.5m厚的淤泥，且有大面积地表水；三是沼泽地内水较少，基础土质较好，淤泥厚度小于1 m，管沟开挖能成型。针对以上三种类型地形、地貌及地质状况，制订了相应的施工方案及技术措施。

（1）针对淤泥层较厚，基本不具备承载力的地质状况，取土垫路作施工便道，为运布管及施工机械设备进场提供先决条件，见图2；同时在沼泽地两侧选取地势较为平坦、干燥的地段，用推土机、挖机垫土平整出200m×40m的场地作为钢管堆放及管段预制平台；施工便道延伸至各个平台。

图2 就地取土垫路

（2）对于3m厚淤泥地段，在平台上组焊10～15根钢管构成一预制管段，按照规范要求组焊、探伤、防腐补口补伤合格。用钢板封堵笫一管段首端，开孔焊接DN100mm的进水管及DN65mm的排气管；用水陆两用履带挖掘机进行扫线作业，见图3，并沿着中心线进行带水挖沟，开挖管沟深度比管道埋深要大0.5m；卷扬机连接钢丝绳牵引管道入沟；顺次连接第一管段与第二管段，第二管段与第三管段等；用钢板封堵最后管段末端，在管道末端开孔焊接DN100mm的进水管及DN65mm的排气管，并将管道全部移动至管沟内；打开DN100mm的进水阀向管道内注水，利用管道及管内水的重力使管道下沉至沟底；检查合格后安装配重块并开始管沟回填。

图3 水陆两用履带挖掘机作业

（3）对于2 m厚淤泥地段，根据管道设计走向用挂小红旗的竹竿标出中心线，在距离中心线一侧8m的位置平移设定一条辅助中心线，然后以平移设定的中心线为轴线划定8～10m宽的作业带；在此作业带上垫土、压实形成机械设备行走通道及沟上焊接作业带；用直径为100mm、长度为2.5～3m左右的木桩，利用挖掘机对作业带边线的临近管沟边缘垂直打桩，桩间距为1～1.5m，防止挖管沟时导致沟边垮塌；将焊接好的管段平移至管道中心线位置下沟。

（4）对于浅淤泥地段，实施对作业带垫土压实的措施；用沟上焊接方法完成直管段的组焊作业；挖掘机在管道两侧对称挖沟，借助管道自重，采用原地下沉到位的沉管法完成安装任务。

（5）保证焊接质量的措施。焊接作业除严格执行焊接工艺规程外，还需要设置防风、防雨操作棚，操作棚内安装热风机以降低空气湿度，控制焊接环境。

（6） 防腐层的保护措施。管道防腐层的施工质量是决定管道使用寿命的因素之一。本工程要求施工作业人员提高质量意识，在起吊、运输、补口补伤、下沟和回填全过程中高度重视施工质量；全过程采用电火花检漏仪跟踪检查，绝不放过一个漏点；管道下沟回填后，用雷达检漏仪再次检测，实现零漏点目标。

4 结束语

在攻克15 km丛林沼泽淤泥地段管道施工技术后，经过近两年努力，完成了全线安装任务。经德国监理的严格检验，工程质量符合设计和相关标准的规定要求。本工程也为海外类似管道施工项目建设积累了宝贵经验。