管道線路工程

管道線路工程pipeline route engineering， 用管子、管件、閥門等連線管道起點站、中間站和終點站，構成管道運輸線路的工程，包括管道組裝和敷設，管道閥門和管件的安裝，河流、湖泊、道路等障礙的穿跨越，管道防腐和管道附屬構築物的修築（如水土保護、線路標誌）等工程項目。管道線路工程是管道工程的主體部分,約占管道工程總投資的2/3。管道線路工程的建設程式是先進行路由選擇和線路圖設計，再進行管道施工。

基本介紹

• 中文名：管道線路工程
• 外文名：pipeline route engineering 
• 零部件：管子，管件，閥門等
• 施工方面：管道施工，管材預加工，挖溝
• 施工注意事項：注意自然環境保護
• 線路選擇因素：交通便利，施工程度小等

線路選擇

確定管道由起點站到達終點站的基本走向，即確定管道平面位置。站間管道是整體密閉的承壓系統，輸送壓力一般為40～70千克力/厘米2，高的可達84千克力/厘米2。單相油、氣管道的線路走向通常不受地形坡度的限制。管道走向選擇的基本原則是：①線路儘可能短,一般以不超過航空直線長的5%為宜；②滿足管道輸送工藝的要求；③選擇適宜的站址；④大型穿跨越工程要儘可能少，選擇工程量小、技術上可能而又安全、施工方便的地點，這往往是確定管道走向的重要依據；⑤沿線有充分的動力、水和建築材料供應條件；⑥儘可能避開不良地質地段、地震區和有礦藏的地區；⑦能夠妥善處理管道與其沿線城鎮、工礦、農田水利及其他建築物（現有的和規劃中的）的相互關係；⑧交通比較方便，便於施工和維護；⑨注意自然環境保護。

選擇因素

路由選擇涉及的因素很多，目前選線工作尚較多地依靠經驗。常規的路由選擇方法是根據規定的管道起點和終點位置，首先在適當比例的地形圖上選出多條可能的線路走向方案，再經初步分析對比，選出幾個較優的方案,並繪製出線路縱斷面圖，同時在圖上初步布站,然後進行現場踏勘。在踏勘時，按照上述的選線原則收集自然地理、工程和水文地質、地區規劃等各種資料，作進一步綜合分析比較，提出最優的走向方案。對於線路較長、穿跨越點多、線路條件複雜和投資大的工程，需要進行綜合性的多次反覆對比。對線路中大型穿跨越工程也要提出細緻的施工方案，從工程量和投資兩方面進行對比，有的甚至還需要進行工程試驗，才能選定最終方案。

第二次世界大戰後相繼出現的航空攝影和衛星遙感技術，為選擇線路走向可提供準確、詳細的資料。近年來，還用圖論或動態規劃的方法，藉助於電子計算機選擇最佳線路走向。

線路設計

根據初選的線路走向方案，在現場埋設轉角樁定線，進行地質和水文勘察以及地形測量（地面測量或航空測量）等工作，在此基礎上繪製成線路走向平面圖和縱斷面圖。圖中標明管道的管徑、管壁厚、管材、防腐材料，保溫層的材料和結構，截斷閥的規格型號和位置，管道的敷設方式和埋深，河流及其他障礙的穿跨越方式，溫度補償形式和位置，抗震措施（見管道抗震），沿線水工保護構築物和線路標誌等。

為保持管道穩固可靠,又不妨礙交通和農田耕作,多數管道採用埋地敷設的方式。世界上埋地管道約占已建管道的98%以上。管頂的覆土厚度根據管道穩定性、地溫、凍土層（或融化層）厚度、耕作深度和安全等條件決定，一般在0.8～1.2米之間。對局部地下水位過高而不宜埋設的地段，可採用土堤敷設方式，或將管道架設在地面的管枕或管架上。

不論是地上或地下管道，由於溫度差的作用，都可能產生熱變形。常用固定墩和補償段來保護管子彎頭和同它相連的設備不受破壞。為防止沼澤地區的管道漂浮，一般採用鋼筋混凝土連續覆蓋層或馬鞍型混凝土塊加重，也可用機械式地錨來穩管。山丘陡坡地帶的管道，在必要時修築截水牆或排水溝等水工設施，防止管頂覆土流失。沙漠地區的管道多用植被或化學凝固劑固沙，避免覆蓋層移動和管道裸露。管道穿過鐵路或公路時，多在路基下裝設水泥套管或鋼套管，管道在套管中穿過，以保證管道與道路的安全。但也有不用套管而直接在路基下埋設的，這兩種方法都是規範所允許的。

管道施工

管道線路工程的施工是多種專業化技術組織起來的綜合性作業。埋地管道施工程式包括：線路開拓、管材預加工、防腐、挖溝、運管和布管、彎管和組裝、焊接、質量檢驗、試壓、下溝、回填、恢復地貌和設定標誌等。以一個每天敷設3公里左右、管徑為760毫米管道的機械化施工作業隊為例,配備300餘名技術工人和170多台設備，在平坦的地區，一年可鋪管300公里以上。其設備配備情況如下表。

線路開拓

沿管道中心線開拓出一條15～25米（局部地區可達50米左右）寬的臨時管道施工通道。管道線路開拓首先是辦理沿管道施工用地手續和向土地所有者取得管道通過權，然後開拓通道，清除通道內的樹木、樹根、石方和應搬遷的建築物等障礙物，並開出一條可通行施工機具和運管車輛的通道，以利機具通行和施工作業。

管材預加工

管材先運到施工基地的管道防腐預製加工廠進行防腐處理。通常在這裡先將兩根管子焊接成一根管段，以減少野外焊接工作量。焊接好的管段除銹和塗敷防腐層後，運到工地組裝。為了避免管道防腐層在運輸中損壞，也有在施工現場就地塗敷和包紮防腐層的。

挖溝

用人工或機械開挖管溝。挖掘各類鬆散土壤常用輪斗式挖溝機,挖溝速度為每天1.5公里；卵石地層多用單斗式挖掘機；岩石地層常採用四柱立式鑿岩機打孔，爆破後用單斗挖掘機清溝。

運管和布管 　管子由預製加工廠運往施工現場，為防止管口碰傷，逐根按一定的斜度依次擺布在管溝旁邊。

彎管

為適應地形起伏和管道走向的變化，將管子彎曲成一定的角度或組焊各種彎頭。彎管的曲率半徑小於10倍管徑時，可直接採用工廠預製的彎頭；當彎管的曲率半徑較大時，多採用彎管機在現場進行冷彎。冷彎的曲率半徑在18～40倍的管徑之間，每一管徑長度的管子，彎曲角不宜大於1.5度。當管徑超過500毫米進行彎管作業時，在管道里要裝上內芯，以防管子變形。長輸管道多不採用短節拼裝的彎頭。利用管道的彈性自然彎管（又稱彈性敷設）的曲率半徑為管徑的 500～1000倍。在管道線路轉角較小或條件容許的情況下常採用自然彎管法。

對口組裝

保證管子對口組裝的質量，才能保證焊接的質量。管壁厚薄不勻和管端圓度變形等，都會給管段對口組裝帶來困難。管徑在 300毫米以上的管子使用氣動或液動的內對口器，可以自動地整圓管端並調整好對口的間隙。管徑在1000毫米以上的內對口器上安裝有施焊裝置，以在管子內部進行焊接作業，提高組裝焊接的工效和質量。

焊接

50年代後期開始在管道施工中使用自動焊機。目前,在1米左右大管徑的管道上廣泛套用自動和半自動焊接工藝；中小管徑管道的焊接仍以人工施焊為主，焊接速度每人每分鐘可高達 500毫米。大管徑管子每個焊口至少施焊四道，即根部焊、熱焊、填充焊和蓋帽焊。

質量檢驗

主要包括兩方面檢驗。①防腐層緻密性檢查：在下溝前用電火花檢漏儀檢查，下溝回填後用音響或指針式檢漏儀檢查。②環向焊縫質量檢驗：有兩種方法，一是破壞性試驗，即按一定的焊縫數量比例，採用抽樣方法將環形焊縫從管道上割下來，作成標準試塊進行彎曲、拉伸、衝擊檢驗，要求焊縫金屬性能不低於管子母材。二是無損檢驗，即用外觀檢查和超音波探傷儀或X射線拍片等方法,檢查焊縫的夾渣、氣孔、裂紋和其他缺陷。無損檢驗一般套用於全部焊縫。

試壓

檢驗管道承受壓力的能力和發現管材及焊縫的隱患的最重要手段。管道試壓是在管道焊接成 5～20公里的管段時,在管內充水或其他介質,按管道試壓規範要求的壓力值進行。輸油管道試壓介質要儘可能使用水，只對低壓管道或在特殊情況下才使用壓縮空氣。管道試壓分強度試壓和嚴密性試壓。強度試壓的最小試驗壓力一般定為管道最大工作壓力的1.25倍。為了排除隱患和降低焊接殘餘應力,現在有提高試驗壓力的作法,最大試驗壓力可使管材應力達到規定屈服強度的 90%～120%。嚴密性試壓的試驗壓力等於最大工作壓力。

標誌

管道完成焊接、試壓和防腐處理後，進行下溝、回填、恢復地貌和植被。下溝使用吊管機。回填土時，用帶篩的螺旋迴填機先回填細土，夯實後,再回填其餘部分。回填後,在管道沿線設里程樁、轉角樁、陰極保護測試樁和穿越標誌等。當管道發生事故時，巡線員便可根據這些標誌尋找管道的位置。根據施工結果繪製出的線路工程竣工圖，標明線路實際位置以及地下構築物和管道交叉的位置、試壓段的起終點等，以便於檢查事故和維修管理。