长输管道穿越公路和地下障碍物措施的研究

【摘要】随着现代化建设的发展，大型长输管道工程建设量增大，在长输管道敷设施工时常常会遇到穿越道路、地下埋藏物、建筑物等障碍设施，为保证长输管道长期稳定运行，穿越工程变得尤为重要，是长输管道工程中重要的施工控制点，本文主要通过对“日照—仪征原油管道及配套工程”中穿越国家一级高速公路“宁通高速”实例的分析，具体研究长输管道附属工程中穿越公路、地下障碍物施工方法和措施的制定。

【关键词】顶管；地下障碍物；发送沟；管道穿越

1 工程特点及地质情况

宁通高速公路穿越工程地点位于仪征市青山镇。根据中国兵器工业北方勘察设计研究院《日照-仪征原油管道工程宁通高速公路穿越岩土工程勘察报告》，穿越处属于粘土层，公路南、北两为林园，地层含水量大，地质承载能力极差，管道埋深为宁通高速公路路面以下 10m 处，操作井和接收井距离公路主道边 30 米，保护套管长度 115m，套管为混凝土管（G 型接口）DRC1350×2000GⅢA，原油管道为φ914×15.9，长度 126.5m。此段管线同时穿越宁通高速公路及两侧辅道、鲁宁输油管道、光缆，穿越长度较长，土质松软、地下水位高，致使发送沟成沟困难，管道安装施工需要特殊措施，以保证施工顺利完工、道路安全通行。

2 施工前准备

穿越施工工序：施工准备→顶砼管施工→管段组焊（无损检测、防腐补口、补伤、电火花检漏、清扫试压）→管道内支架、阴极保护及钢支撑架安装→钢管道穿越→套管封堵及附件安装→地貌恢复。

3 顶管施工

3.1 施工工序：测量放线—降水打板桩—挖操作坑和接收坑—制作顶管靠背—安装轨道和设备—顶管（边顶进边清土）—停顶退程加顶铁—退程加接管—检查—退程加接管—测量纠偏—检查—接管顶管—清除管内淤泥土—穿越检查

3.2 顶前施工技术措施

操作坑、接收坑开挖：操作坑设置在宁通高速公路的西面，接收坑设置在宁通高速公路的东面，操作坑、接收坑，采用人工与机械相互配合的方式开挖基坑，所取出的土方堆置在堆管场附近。

降水：因管道埋设在地表以下 10m，公路南侧为林园、北侧为林园，地下水位高、水量大，基坑渗水严重，根据现场实际勘查，采取井点降水方法施工，穿越位置两侧各设置 4 组井点 6 寸降水装置，间距 1m。在基坑一角开挖一个积水坑。混凝土底座：因基坑深、水位高，在基坑底部浇注 C30 防渗混凝土，在基坑后壁浇注 C30 防渗混凝土。

3.3 顶管施工

顶管施工要坚持“先挖后顶，随挖随顶”的施工原则，顶铁安装平直，顶进时严禁偏心，以免使顶铁崩出伤人，发现不正常时立即停止顶进。在整个顶进操作中坚持连续作业，若顶进间隔时间过长，土容易下塌，使顶力增大。开挖后要及时顶进，及时测量，可使顶力限制在较小的范围内。套管在顶进时，必须对顶进管段中线的方位及高程严格控制，以保证顶管的质量，顶管时的中线容易产生方位和高程上的偏差。其原因如下：由于后座墙受力发生倾斜，造成中线左右偏离；由于顶力作用点和管中线不一致，造成中线左右偏差，在前方挖土时，管底超挖而使高程起伏不均；顶管的端面或后背上下部位的土壤承载力相差较大；导轨安装有较大误差；顶铁质量差，受力后变形等。

4 穿越管段组焊

穿越防腐管道安装φ914×15.9 材质，长度 126.5m，三层 PE加强级外防腐。

管段单独进行强度及严密性试压，试压介质采用无腐蚀性洁净水，强度试压压力为 12.75Mpa，严密性试压压力为 8.5Mpa，压力测试符合设计要求。

5 发送沟开挖加固及穿越光缆、管道保护

5.1 测量放线：测量出宁通高速公路及其两侧的自然地坪标高，以便确定穿越深度。放线同时放出发送沟与接管沟的位置和开挖土方放置边线。

5.2 发送沟开挖及加固措施：因施工地土质松软，地下水位较高，发送沟开挖极易坍塌，且开挖深度为 10 米，给施工带来了极大的挑战。施工中使用的反铲挖掘机最大挖土深度在 5 米以内，为了施工安全，引沟开挖共分为 3 个阶梯，开挖过程中为防止坍塌每开挖一阶层在边缘打钢桩，每根长度 3m，间距 1m；在第一阶梯和第二阶梯钢桩外侧沟壁设置建筑模板，高度 2m；在发送沟内打 6mm 厚钢板桩，高度 2m，钢板桩与钢板桩之间扣接，对角用钢管焊接支撑，间距 3m，保证钢板的稳定，防止塌方；停设备处铺钢板。

5.3 穿越光缆、原输油管道交叉保护：根据实地探测，需连续穿越光缆和鲁宁输油管道，两处穿越都在发送沟与顶管操作井之

间，增加了穿越长度和施工难度，因发送沟分为三层阶梯开挖，所以成沟后上口宽度在较大，地下障碍物开挖长度长，为了保证施工安全，采用机械和人工配合开挖。穿越地下光缆施工措施：管道穿越地下光缆时，为了防止开挖较长导致光缆断裂，用五根各长 3m 的角钢∟75×5 对光缆进行保护，用Φ1.6 的镀锌铁丝将两角钢绑扎，然后用沥青对角钢外部进行普通级防腐，并在开挖出光缆下方架设交叉竹竿，将光缆托住，防止重力下坠撕裂光缆。穿越鲁宁输油管道施工措施：接收沟开挖处存在穿越已建管道（鲁宁输油管道Φ711），用挖掘机开挖管沟，与发送沟开挖一致，并用保护措施保护原管线。

6 管段下沟穿越

6.1 由于现场的地形较复杂，经过现场勘察，决定将穿越点设置一台卷扬机（作牵引用），发送沟需与水泥套管在同一条直线上。由于穿越长度较长，所以采取机械与人工相结合的方法施工，设置一块供穿越时用的“管道穿越引沟及预制场地”，以便放置设备及预制管段，发送沟深度与水泥套管深度一致。

6.2 管道滑轮钢支撑架制作：钢支撑架是为减少管道内支架与砼管的摩擦力，保护内支架不损坏，便于穿越。管道钢支撑架，强度高，承受能力强。安装方法：在预制好的管段首端安装管道钢支撑架。在安装过程中，为了防止钢支撑架在安装过程中损伤管道防腐层。在其间加一层δ＝5mm、宽为 100mm 的胶皮，紧固管道钢支撑架上的螺栓，防止在穿越过程中松动。

6.3 井点降水设置及安装：因管道穿越位置在路面以下-10m，管线埋设较深，地下水位高，渗水严重，粘泥土分布，导致穿越用发送沟开挖成型困难，管道吊装设备无法到位，管线安装无法顺利进行。采用井点降水措施，在穿越发送沟两侧各 15m 范围内设置 5 组井点 6 寸降水装置，每组 100 根，24 小时不间断降水。

6.4 利用挖掘机及吊车把管段上装钢支架的一端搁置到水泥套管内，用机械方法进行穿越，然后发动卷扬机牵引，挖掘机在后端配合送管。吊车进行管道吊装工作卷扬机安装说明：卷扬机安装在水泥套管的中心线上，要求安装稳固，有足够的操作空间，卷扬机安装位置视穿越的实际情况而定，要有利于管道穿越的需

要，操作面积要满足管道穿越及人员的施工要求，为了保证卷扬机负载时安全，卷扬机基础尺寸（3.0m×3.0m×2m），基础采用 C30混凝土现浇，内配钢筋网。

6.5 套管封堵：按照设计要求封堵套管两端。套管两端封堵采用 MU10 红砖，M10 水泥砂浆砌筑，再用沥青麻丝封堵防水，套管两端回填土分层夯实。

7 结束语

长输管道尤其是大口径长输管道山地施工中，穿越是一项常见的施工内容，也是重要的施工节点。制定方案时应全盘考虑工程地质、水文地质条件等方面对施工的影响，选择不同的施工措施，提高施工安全性，减少工程成本投入，提高经营效益。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准（GB 50424-2007）油气输送管道穿越施工规范[S].

[2]田西宁，孙百超，王金岩，王卫强，李小玲，刘圭群，李巍.穿、跨越技术在长输管道敷设中的应用与发展[J].当代化工.2008（04）.