长输管线大开挖穿越淤泥质粘土河流的施工方法

2015-03-23许瑜中国石油天然气管道局第三工程分公司河南中牟451450

化工管理 2015年7期

许瑜(中国石油天然气管道局第三工程分公司，河南中牟 451450)

许瑜(中国石油天然气管道局第三工程分公司，河南中牟 451450)

近年来，随着长输管线穿越河流技术的不断进步，由于地区气候的差异和地质条件的不同，长输管线穿越河流的方式也在发生变化。长输管线穿越河流时，由于受到河水浮力和水流的影响，容易发生管道的抬高、水平推移，有时候还会悬空和振动，甚至管线会因为产生巨大的压力发生断裂。因此，长输管线穿越河流时，需要根据实际情况实施不同的施工方法。本文主要介绍长输管线大开挖穿越淤泥质粘土河流的施工方法，以及这种方法施行过程中需要注意的问题，并对这类施工方法提出相关建议。

长输管线；大开挖；淤泥质粘土

随着西部大开发战略的施行以及发展步伐的加快，我国的长输管道也在加快建设，进入了一个新的高潮，出现了西气东输、川气东送等工程，这些工程都属于长距离的管道工程。因地形复杂，我国的管道工程在施工过程中会穿越大大小小的河流，而穿越大型河流的困难性和复杂性往往是限制工程工期的控制性因素。长输管线穿过河流时，分穿越和跨越两种方式。由于穿越具有能够节约工程成本、缩短工期、缩小施工难度、克服出现的问题等优点，所以，在长输管线工程中，常采用穿越的方式。

1 淤泥质粘土河流铺设管道常见的问题

穿越通常有大开挖沟埋在水域基床冲刷稳定层以下敷设，隧道穿越和定向钻穿越三种形式。这三种方式各有特点，使用的范围也不同。对于淤泥质粘土河流的穿越，采用大开挖沟的施工方法，也即是将管道埋于河床稳定层内的穿越敷设方式。

(1)淤泥质粘土淤泥质粘土是那些天然含水量大于液限，孔隙比在0到1之间的软土。淤泥质粘土的形成需要经过几个环节，它是在静水，或者流速很低的流水的环境条件下沉积的，然后经过生物化学的作用形成。淤泥质粘土的特点是压缩性高、变形大和强度低。有的含水量大的淤泥质粘土还具有流塑性。如沼泽、稻田等都属于淤泥质粘土。从承载能力大小上来说，淤泥质粘土可以分为三种类型：第一种是对于对地的压力为0.02～0.03兆帕的施工机械来说，可以来回行走。第二种是对地的压力不超过0.01兆帕的机械，可以操作和行走。最后一种是任何施工机械都无法行走的。

(2)淤泥质粘土对大开挖造成的影响淤泥质粘土地段对大开挖穿越造成的影响有三点，首先，由于承载力小，导致大型的施工机械设备如挖掘机、吊管机、运管车、焊接车等无法直接在淤泥质粘土上进行施工作业，最终给工程施工带来极大的困难。其次是淤泥质粘土具有的压缩性高、流塑性和易变形的特点，给围堰的稳固性和管沟的开挖造成了很大的不利影响。如果挖出来的淤泥粘土不及时运走，而是堆在围堰的两侧，这些粘土会对围堰产生挤压，使围堰受到力的作用发生变形。当挖深较深的时候，围堰下方的淤泥质粘土就会沿着管沟的方向流动，最终引起围堰的塌垮。最后一点是淤泥质粘土含水量大，极其不利于管沟的成型和沟下进行的作业。

2 长输管道穿越淤泥质粘土河流的措施

(1)管沟开挖措施穿越淤泥质粘土地段的管沟开挖采取的措施有几个要点，首先，要用两台长臂挖掘机在管道的两侧同时进行开挖工作，开挖的过程是从管沟外侧向里侧挖，先把沟边的土挖完，而管线下方的土要等管线的重力作用使其下方的土自行塌落到沟底后，再用挖掘机从管线下方将土挖出，挖到设计的深度时，继续向后开挖。注意在管沟开挖时，在挖掘机的履带下面设组合式钢制的浮板，这样的作用是增大挖掘机的承载力，使挖掘机可以边挖沟边移动。其次，对于那些土质较软、容易塌陷的地段往往采用超宽开挖法开挖管沟。最后，采用挖集水坑的措施，因为沉管地段的地下水位较高，通过挖集水坑，用潜水泵把水抽出来，再用明沟排水的方法来降低地下水位。还要特别注意开挖出的淤泥的处理，要及时把淤泥运出去。

(2)稳定管道的措施管道穿越淤泥质粘土的河流时，要采取相应的措施来稳固管道，可以通过预制装配式混凝土加重块连续覆盖层加重稳固管道，也可以用大口径管套在小口径管的外面，它们环形的环形空间注入水泥浆的复壁管来加重管道的方法，还有加重管线壁法，压放预制混凝土的马鞍块来加重管壁的方法等等。我国在油气管道穿越河流的工程中，一般采用混凝土结构加重稳管的方法，因为这种方法投资少、适应性强、技术成熟、加重稳管的质量容易得到保证，这种方法的优点使其得到了广泛的应用。

(3)管道穿越的围堰和降水措施由于淤泥质粘土的特点，就要求必须增加围堰的稳固性。有的工程采用双围堰来加固，这种方法是采用块石来垫层，上面铺上黄土，外面的两侧加上防水布。围堰既有其本身的作用，还可以成为吊车和拉土车的便捷通道。围堰的内侧可以使挖掘机通行。这种方法既增加了围堰的稳固性，又不浪费围堰上层的空间。淤泥质粘土由于含水量极其大，地下水位极其高，增加了淤泥清理的难度。对于这个问题，可以在双围堰内侧打降水井，这样可以保证地表水不会因为高差而流进施工区域。