1   概述

在近10年國內(nèi)外大型長輸管道工程施工過程中，管道通過的地形越顯復(fù)雜，山高坡陡，溝壑縱橫，給施工帶來了很大的困難，無法發(fā)揮機械化流水作業(yè)的優(yōu)勢。尤其是開展山地施工時，可能由于缺乏山地施工技術(shù)及經(jīng)驗，存在山地施工時速度緩慢、安全性低等問題，嚴重制約管道施工進度。選擇合理、高效、安全的施工方法是解決該問題的主要辦法，可以實現(xiàn)省力、省時、經(jīng)濟、保質(zhì)、安全。合理的施工方法是決定施工安全性的前提，而安全的施工環(huán)境又能保證施工過程的順利進行，兩者在整個施工過程中缺一不可，相輔相成。

2   高效安全的山地施工方法

在選擇山地施工的施工方法時，應(yīng)根據(jù)不同的地形、地貌、土質(zhì)松軟程度、坡度的緩急等一系列影響安全和進度的因素入手，對施工工藝中的每個具體細節(jié)進行深思熟慮，在保證安全的前提下，采用科學(xué)合理的施工方法。

2.1  設(shè)備能到達坡頂?shù)纳降厥┕し椒?/span>

如果山體（或沖溝）的斜坡段比較整齊，管道敷設(shè)較簡單，且山頂有預(yù)制場地，在管道下溝時宜采用整體吊裝法和溜管法進行施工。具體施工步驟如下。

①管溝開挖

圖1   地錨、鋼絲繩等的設(shè)置

②管道組焊

采用溜管法時，單根鋼管用吊管機吊入溝內(nèi)，用四腳架、外對口器進行組對焊接，管道組對焊接采用在溝內(nèi)指定地點進行施工的方法，指定地點是由于受地理環(huán)境限制，焊接人員只能在某個地點進行工作。若在斜坡敷設(shè)的管道較短，管道可以先在平地上進行整體組焊，然后再下溝。

③管道下溝

a.      整體吊裝法

整體吊裝法指在斜坡所需要敷設(shè)的管道長度較小、管道總質(zhì)量滿足吊車安全操作的情況下，把兩根以上的管道組對焊接完成后一起吊裝下溝。在坡頂預(yù)制完成的管道下溝時，可以用吊車或吊管機（加長吊桿）直接吊放至溝內(nèi)。經(jīng)過現(xiàn)場多次實踐，該施工方法行之有效且安全性較好。但需要注意吊管機等起重設(shè)備在施工前必須進行性能檢查，對其安全性能進行測試，且其所在的地形坡度一般不能超過12°。整體吊裝法管道下溝見圖2。

圖2   整體吊裝法管道下溝

b.      溜管法

溜管法指由于斜坡太長無法進行整體吊裝，采用將一根根管道或者幾根預(yù)制好的管道逐漸吊裝到位，在溝下進行組對焊接的方法。所使用的主要設(shè)備包括卷揚機、吊管機等，鋼絲繩連接第一根管道和卷揚機，卷揚機主要用來牽引鋼絲繩以固定管道位置和防止管道下滑產(chǎn)生危險，吊管機主要用來吊鋼管到一定位置進行組對焊接。

在進行鋼管下溝時，一般用柔性物（草袋、毛氈）將管道包裹，外表面用竹片保護，用鐵絲捆扎牢固，管端焊制封頭、吊耳（鋼管的保護見圖3）。將鋼絲繩拴在吊耳上，鋼絲繩另一端連接卷揚機。用吊車或吊管機（加長吊桿）直接將第一根管道吊放到管溝內(nèi)，用卷揚機牽引著向山底（沖溝）下方移動，緩緩向下溜管，直到第一根管道尾端到達組焊預(yù)定位置（一般為斜坡頂部附近）停止溜管；然后用吊車或吊管機吊裝第二根管道，在組焊預(yù)定位置進行組對焊接作業(yè)。第一、二根鋼管組焊且焊縫冷卻后，在吊管機的配合下，卷揚機牽引著兩根管道緩緩向山坡（沖溝）下方移動，當管道尾端到達組焊預(yù)定位置后，吊車或吊管機吊裝第三根管道，在組焊預(yù)定位置進行組對焊接作業(yè)。依此類推，直至達到要求的敷設(shè)管道長度。通過彎管連接坡頂管道和斜坡管道，坡頂管道敷設(shè)長度宜大于100 m，確保斜坡管道在牽引鋼絲繩解開后的穩(wěn)定性。溜管法施工見圖4。

圖3   鋼管的保護

圖4   溜管法施工

當管道沿縱坡翻越山體、山坡傾斜角為30°~50°時適用溜管法作業(yè)。當山坡傾斜角大于50°時，機械設(shè)備上下坡、布管、溝下焊接、防腐等都存在極大安全隱患。此時可在坡頂將坡體的一組組管道（如2根或3根為一組）預(yù)制成型，在完成檢測及防腐的基礎(chǔ)上，在坡體管溝內(nèi)鋪墊10~15 mm厚細土后，采取溜管法進行管道敷設(shè)。此方法在山西煤層氣管道工程中得到廣泛應(yīng)用，為保障坡地施工安全、縮短施工工期起到了至關(guān)重要的作用。溜管法施工現(xiàn)場見圖5。

圖5   溜管法施工現(xiàn)場

2.2  設(shè)備只能到達坡底的山地施工方法

如果山體（沖溝）地形比較復(fù)雜，吊管機等大型設(shè)備及管材無法到達坡頂，只能采取拖管法進行施工。管溝開挖方法與2.1節(jié)相同。

圖6   拖管法施工

2.3  山地地形復(fù)雜的施工方法

①軌道運管法

此方法（見圖7）主要指在隧道的一端設(shè)置卷揚機，卷揚機通過鋼絲繩牽引運管小車在隧道內(nèi)敷設(shè)的軌道上行走，從而達到運送鋼管的目的。

在山地內(nèi)施工經(jīng)常會遇到無法正常通過的山體，通常情況下這種山體采用隧道的形式通過。因運管設(shè)備無法進入到隧道內(nèi)，為了安全、方便、快捷地完成施工，在已完成的隧道內(nèi)敷設(shè)軌道，制造運管小車，用來完成運管工作。此方法在較為特殊的情況下才會采用，曾在蘭成渝管道天燈寺隧道附近的山地施工時采用，共運送管道285根，總管道長度達3.42 km，為后續(xù)的施工爭取了時間。

圖7   軌道運管法

②懸纜運管法

懸纜運管法就是利用懸纜（鋼絲繩）做承重索，利用卷揚機牽引滑輪組在懸纜上移動，將滑輪組下方吊著的鋼管運送至管溝內(nèi)，逐根進行組焊。

在山地內(nèi)因山體較高且山坡傾斜角大于60°時，采用車輛運輸及前述的運輸方式安全隱患較大，修筑施工便道既耗費資源又浪費時間，而采用懸纜運管法既保證了安全，又節(jié)省了時間。首先在山頂和山腳分別設(shè)立一座懸纜塔（龍門架），懸纜塔通過拉索和砼地錨固定。在坡頂設(shè)置3臺卷揚機，其中卷揚機1通過鋼絲繩牽引第一根鋼管，卷揚機2、3分別控制行走滑輪和起落滑輪，調(diào)整后續(xù)管道的位置，3臺卷揚機分別用管地錨和砼地錨加固。用鋼絲繩連接兩塔，鋼絲繩上懸掛起重滑輪組，鋼管懸掛在起重滑輪組上，利用卷揚機通過鋼絲繩牽引起重滑輪組，從而使掛在起重滑輪組上的鋼管運送至組對焊接位置。在距離斜坡底部長度為單根管道長度的位置設(shè)置焊接平臺，在第一根鋼管前端焊接封頭、吊耳，吊耳通過鋼絲繩與卷揚機1相連，卷揚機1拖動管道向上移動，當鋼管后端到達焊接平臺時停止拖動。用卷揚機2、3配合從管垛吊裝單根鋼管上端至焊接平臺位置，進行管道焊接組對。依此類推，完成整條管道的組對焊接。此方法在陜京輸氣管道通過十八盤時得以采用，每天運送和組焊鋼管60余根。懸纜運管法施工見圖8，起重滑輪組結(jié)構(gòu)見圖9。

圖8   懸纜運管法

圖9   起重滑輪組結(jié)構(gòu)

3  選擇合理的山地施工方法的要點

多年的山地施工經(jīng)驗表明，山地施工方法的正確選擇是提高山地施工效率的關(guān)鍵，合理的山地施工方法能夠降低安全風(fēng)險，加快施工進度，節(jié)約成本。選擇合理的山地施工方法的要點如下：

①在選擇山地施工方法前，要詳細了解周圍環(huán)境、交通狀況、地形地貌、土壤土質(zhì)等情況。

②在選擇山地施工方法時要進行廣泛調(diào)研，聽取技術(shù)人員意見，特別是一線施工人員建議，并聘請專家對施工方案進行審核。

③根據(jù)施工方案進行安全風(fēng)險辨識，對每個施工步驟可能出現(xiàn)的安全隱患必須制定詳細的安全防范措施，且保障措施落實到位；在施工過程中隨時根據(jù)天氣、人員等情況對風(fēng)險進行動態(tài)辨識，確保把風(fēng)險控制在可接受范圍內(nèi)；現(xiàn)場必須配備專職安全監(jiān)督人員，仔細查看周圍情況，對可能發(fā)生的危險隨時提出預(yù)警。