摘要：近年来，国家一带一路经济带发展对清洁能源需求不断增长，大口径天然气长输管道工程日益增多，高寒地区冬季施工成为不可避免的问题，管道局采用自主研发的CPP900系列自动焊接设备，经过中俄东线天然气管道工程（北段）（试验段一期）高寒地区冬季施工的试验验证，管道局项目部结合现场记录对自动焊工艺进行了工效、资源消耗及费用分析，编制了D1422mm管道自动焊试验成果和估价表，为后续干线施工提供技术、经济支持。
关键词：D1422mm管道；自动焊接；工效；费用分析
前言：2016年11月至2017年3月中俄东线天然气管道工程（北段）（试验段一期）施工期间，进行了国内首次黑河高寒地区D1422mm管道自动焊接工艺施工试验。开工前项目部结合高寒地区施工条件组织编制了自动焊工序的试验和验证方案，施工过程中对各施工步骤的消耗时间、资源投入、技术要点及工效进行了全程记录，完工后结合现场记录对自动焊工艺进行了工效、资源消耗及费用分析，编制了D1422自动焊试验成果和估价表，与2015年12月中石油集团公司发布的《直径1422mm天然气管道工程临时计价依据》中的自动焊定额进行了对比，并向管道公司造价部门提出了定额调整建议，为后续干线施工提供技术、经济支持。
1.高寒地区自动焊工效测算
1.1 中频预热试验过程及工效分析
在试验段一期黑河高寒地区自动焊焊接作业中，项目部根据现场情况先后使用了5种类型的中频加热设备，分别为气动开合钳式、液压开合钳式、双圈式、单圈式和钳式电动开合。
根据不同形式中频加热设备的预热时间的对比，推荐采用钳式电动开合中频预热设备。在此基础上，测算冬季条件下管口预热步骤的工效。
根据计算，采用算术平均值法计算工效，单道焊口的预热平均用时（包含中频加热器的安装、加热和拆除时间）=2652min÷107道=24.7min/道。
1.2 自动焊沟上焊接工效分析
自动焊流水作业试验重点对木墩和土墩的稳定性、坡口加工、管口清理及打磨、管口组对、预热、焊接等工序、步骤的消耗时间、资源投入进行了记录，根据实际情况及时对资源配置进行调整，并对现场实际工效进行了分析和测算。
按照以最短工作时间步骤为核心，通过调整时间较长步骤的资源配置满足实际施工为原则，选取“组对、预热及根焊”步骤为工效测算的基础数据，按每天工作8h计算，扣除工作准备时间90min、午餐及暖棚休息时间50min、收工整理时间30min。自动焊流水作业的综合工效=（480-90-50-30）min/40min/道=7.75道/工日。
2.施工费用分析
2.1《直径1422mm天然气管道工程临时计价依据》情况
2015年集团公司发布的（文号：油总造字[2015]6号）《直径1422mm天然气管道工程临时计价依据》（以下简称：“1422计价依据”），作为中俄东线天然气管道工程投资控制的依据。
《1422计价依据》参照2013版石油建设安装工程预算定额（以下简称“2013版定额”）编制，其中的D1422×21.4mm规格的主要工序基价与2013版定额中的D1219×21mm的自动焊工序基价相差1.40倍系数，中频预热与2013版定额工序基价相差1.18倍系数。
《1422计价依据》是在缺乏现场写实资料的情况下，参照2013版定额推算编制的，经过试验段一期的现场验证，发现自动焊工序的实际资源配置、工效和费用与《1422计价依据》差异很大。
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基于以上情况，管道局项目部在试验段一期对各工序的每个步骤进行现场写实记录，经过分析整理，编制了D1422×21.4mm的坡口加工、中频预热和自动焊等工序的估价表。
2.2试验段一期估价表编制及分析
根据现场施工记录和资源使用表，管道局项目部测算出自动焊等工序单公里的综合工日、设备台班消耗量，结合《1422计价依据》现有的机械台班单价、人工单价编制了估价表，并对《1422计价依据》中的相关工序的资源配置、工效进行了对比分析。
极寒低温环境下D1422×21.4mm管道自动焊取定工效7.75道/工日，《1422计价依据》中工效为15道/工日。单公里基价对比如下：计价依据基价297373元，估价表基价805577元。
极寒低温环境下自动焊工效低于《1422计价依据》规定工序的主要原因为管口预热时间较长。试验段一期现场气温较低，温降梯度大，经现场试验，提前预热时待组对完成后管口温度已降至现场温度。根据现场记录数据分析，在 +10℃-- -20℃的温度环境下，组对完成后，中频加热器安装、预热、拆除和设备移动时间为22-25分钟；而实际组对、预热和根焊时间为40分钟，预热降效的比例为55%--62.5%。同时考虑到需要进行流水作业，现场设备配置与定额有所增加，导致实际施工费用增加。
3.试验结论
（1）高寒地区进行大口径管道自动焊接需提前对各相关设备进行冬防措施改造，确保在极寒低温条件下设备运转正常。
（2）高寒地区D1422mm×21.4mm管道自动焊接流水作业冬季综合工效取决于管口组对、预热和根焊的关键时间，在现有的资源配置条件下，每天综合工效约为7.75道口。
（3）推荐采用小流水作业方式即根焊和热焊为1组，填充1至填充3为1组，盖面为1组。可节省有效焊接作业时间，质量问题责任追溯较为容易。
（4）《1422计价依据》中各工序基价是在试验段未实施的前提下，参照2013版定额推算编制的，经过试验段一期的现场验证，发现实际资源配置工效、费用较《1422计价依据》差异较大。建议参考试验段一期估价表对2016版《1422计价依据》进行修订，修订后作为编制概算的依据。
结语：为实现机械化高效作业的连续施工和整体推进，需要后续工程建设中转变设计理念、创新施工组织。针对X80级、D1422口径管道自动焊作业，首先应深化施工图设计，建议尽量减少弯管、弯头的使用量，多采用弹性敷设的施工方式，避免其成为制约自动焊连续作业的外部因素。其次建议加强管道线路征地外协的力度，为自动焊施工连续作业创造先决条件；最后需要优化施工作业组织模式，采用按工序连续作业+整体推进的方案，整合自动焊、自动检测、机械化补口、管道整体下沟，大段落整体试压干燥等专业化资源，协同组织施工，实现工程施工整体效率的最大化。
参考文献：
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[6]中俄东线试验段一期批复的试验及验证方案（30项）.
[7]中俄东线试验段一期试验成果（23项）.
[8].中俄东线试验段一期各工序现场记录、资源使用表、日报.
[9]《直径1422mm天然气管道工程临时计价依据》（文号：油总造字[2016]6号）
论文作者:姜振宁
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/16
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