管沟开挖工法.doc

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1、序号完成单位工法名称编号1辽河石油勘探局油田建设工程二公司滩海水基喷射开沟电缆施工工法SYGF-04-20102辽河石油勘探局油田建设工程一公司冻土地段长输管道大开挖施工工法SYGF-60-2010冻土地段长输管道大开挖施工工法辽河石油勘探局油田建设工程一公司1前言冯大永郭景利屈志伟王莹刘广瑞中俄原油管道漠河-大庆段起于漠河首站，终于大庆末站，线路全长926km，管线规格为Φ813。沿线多年冻土可分为连续多年冻土区、不连续多年冻土区和岛状多年冻土区及季节性冻土区。由于位于高寒地段，冬季极端气温达-50℃，冬季积雪时间长达3～5个月，积雪厚

2、度0.1m～0.5m，局部达1m以上，季节性冻土冻层厚度为2.5m，永冻土地段地表0.5m以下均为冻层。为避免管道施工对周围环境的影响，造成多年冻土被人为损坏，避免冻土融化对管线造成影响，这些地段需要安排在冬季进行施工。冻土施工没有成功的经验，此项目被列为局重点科技项目进行攻关，项目组成员通过研究决定：开挖施工中采用液压单钩挖掘机松动表层冻土，单斗挖掘机配合清理；其中冻土沼泽地段采用分层冻沉方法进行施工，即在上层腐殖土冻结后具备一定的承载力，采用挖掘机将上层土剥离至含水的砂砾层位置，深度一般为1.2-1.5m，进行冻沉，待第二层砂砾石层没有

3、完全冻结时，进行二次开挖，达到设计埋深要求，大大提高了施工质量和施工进度。通过第二次成功的实施，编制了本工法。2工法特点2.1该工法的层次清楚，操作简便，便于掌握。2.2管沟开挖采用大功率单斗挖掘机配合单钩挖掘机分段、分层开挖，采取人休机不休连续施工，加快施工进度，局部特坚硬地段采用爆破松动法进行开挖，综合效益明显。2.3季节性冻土沼泽地段采用分层冻沉开挖，使管沟开挖成型。3适用范围用于连续多年冻土区、不连续多年冻土区、岛状多年冻土区和季节性冻土区等高寒地段长输管道冬季大开挖施工。4工艺原理冻土地段管沟开挖因地表冻结厚度较厚且较坚硬，施工中

4、利用大马力单钩挖掘机冻土松动，然后采用单斗挖掘机配合清理进行开挖管沟，采取人休机不休连续施工。季节性冻土沼泽段在11月初作业带地表水降低后，地表土开始冻结，施工作业带具备一定的承载力，开始进行施工。管沟开挖采取分层冻沉开挖，即在上层腐殖土冻结后具备一定的承载力，采用挖掘机将上层土剥离至含水的砂砾层位置，深度一般为1.2-1.5m，然后进行冻沉，待第二层砂砾石层没有完全冻结时，进行二次开挖，达到设计埋深要求。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程，见图5.1-1。图5.1-1施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备1设备机具配备及保

5、温改造1）施工机具配备根据施工寒季施工特点，地表冻层较厚，管沟开挖困难，施工前应提前准备开挖冻土的专用设备，即单钩液压挖掘机，将液压挖掘机单斗换成单钩，可以勾松坚硬的强风化岩石、冻结土等，单钩用16锰钢材制作而成。2）多年冻土地区严寒的气候条件和恶劣的施工环境，以及冻土的特殊工程性质，施工机械必需具有良好技术性能。3）寒季平均温度-20℃，为保证设备的正常冷启动，必须采用相应措施。5.2.2多年冻土区和季节性冻土地段管沟开挖1机械开挖1）根据施工寒季施工特点，地表冻层较厚，管沟开挖困难，冻土管沟开挖可以采用单钩液压挖掘机、液压凿岩机进行破碎

6、、松动，液压挖掘机配合清理管沟。管沟开挖后沟槽内冻结速度较快，如果不能一次成型，二次清沟、开挖冻土将非常困难，应尽量避免发生二次修沟，因此单钩液压挖掘机及液压凿岩机应选择功率在360KW以上为宜，确保一次开挖成功。见图5.2.2-1。图5.2.2-1大马力单沟挖掘机松动管沟地表冻土2）管沟开挖首先采用单钩挖掘机直接骑在管沟中心线倒退法开挖，以充分提高液压单钩挖掘机松动和清理能力。利用接触点的作用力将冻土层切成块并翻松，因管沟深度较深，松动工作应分两层进行，第一层松动后马上采用液压挖掘机将冻块清理出管沟，然后进行第二层松动和清理工作，直至到达

7、设计挖深要求。见图5.2.2-2。图5.2.2-2挖掘机松动清理冻土3）管沟开挖出的表层冻土块应该堆放至熟土堆放侧，下层冻土块清理应堆放至生土堆放侧，为保证管道下沟正常进行，熟土堆放及生土堆放侧冻块采用液压凿岩机破碎后，采用液压挖掘机进行平整，保证下沟设备行走通道平整及清理管沟设备的行走通道。4）个别冻土地段因周边地下水位较高，尤其是林区地段，分布着很多冰锥和冻胀丘，周边地下水沿开挖管沟边侧的缝隙渗漏及周边地下水涌入管沟形成冻层，施工中应每隔1-2天，采用单钩挖掘机或者挖掘机进行松动，避免造成沟内积水完全冻结，给管沟清理带来麻烦。见图5.2

8、.2-3。图5.2.2-3清理管沟5）因冬季施工气温较低，设备启动较为困难，设备一旦熄火，启动相当困难，因此管沟开挖应采取设备连续运转，实行人休机不休，设备操作人员进行三班倒班作