长输管线导流截流开挖施工技术

郑慧君，张大伟，胡玉梅，庄向仕，杨建亮

(1.承德石油高等专科学校 建筑工程系，河北 承德 067000;2.北京交通大学 经济管理系，北京 100044)

导流截流开挖施工是利用挖掘机对沟渠进行开挖管道敷设的方法。导流截流开挖的优点是施工简单、直接，施工成本低，适合于在宽阔的地表、不存在障碍物(如建筑物)的地段敷设地下管线。开挖穿越河流施工工艺相对复杂，本文以某在建工程为例，对导流截流开挖施工工艺进行研究。

1 工程概况

本穿越工程为位于华北某地干渠穿越，该穿越工程属小型穿越。穿越段管线设计压力为6.4 MPa，管径为Φ508 mm，设计系数采用0.72，穿越处管线由南向北，采用大开挖方式穿越，穿越处管线与城东干渠夹角78°。

2 导流截流开挖施工程序

施工准备—测量放线确定挡水坝位置—开挖导流沟—筑挡水坝—坝内作业带清理及管沟开挖—管线预制—管段就位安装—管沟回填—拆除挡水坝—水保施工。

3 导流截流施工技术要求

3.1 施工准备

施工前应先熟悉图纸，勘察现场，掌握所要施工河流及沟渠的设计要求及现场地形、穿越土层地质情况，搞清所施工区内的原有管线情况，对相应资料进行现场报验，准备好施工所需器具机械，并上报监理。开工之前需办齐各种施工手续。

3.2 测量放线

采用GPS 定位，全站仪进行测量。测量放线先用木桩做出标记，将管线中心线、作业带边线按图纸要求进行实际标识，再确定围堰及导流渠的具体位置。

3.3 筑挡水坝

3.3.1 确定挡水坝位置

先根据施工平面图将管线穿越的实际位置标记出来，然后再开始开挖导流沟，导流沟挖好后，作挡水坝(见图1)。在管道中心位置埋设木桩。参照管道埋深、管沟开挖坡度、管沟宽度以及浆砌石护岸的位置确定坝与管道中心线间的距离，同时开挖管沟时要考虑管沟塌方、土方回淤以及土方能在围堰内堆积的高度，确保施工时水坝堆积的土方不会对管道下沟造成影响。

3.3.2 导流沟、筑坝

采用履带挖掘机取土筑挡水坝，挡水坝坡比取1 ∶1，新筑截水坝需要压实，可用挖掘机分层进行碾压。新筑截水坝(见图2)上游坝顶宽3 m，底宽6 m，高出水面1.5 m。下游坝顶宽2 m，底宽4 m，高出水面1.5 m。土坝筑成后在坝的外侧采用土袋堆砌成护坡，以防止河水直接冲刷坝体。

3.4 坝内作业带清理及管沟开挖

采用污水泵将坝内残存河水排到坝体以外河道内。采用挖掘机先清理出挡水坝内管线的施工作业带。若遇到河底土质松软的情况，可铺设枕木排进行加固作业带强度，以方便施工机械通过。将管线控制桩进行复位，测量出管道中心线以及管道变坡点的位置并撒出白灰线来作为标记。穿越处地层主要为粉质粘土，管沟较深处采用分台阶开挖方式开挖，共分两台，台宽均为4 m;管底宽度取1.5 m，下层边坡比取1 ∶1，上层边坡比取1 ∶1，管沟尺寸可根据现场的实际条件进行必要调整。挖深10.8 m 处管沟分台开挖，见图3。

采用挖掘机进行管沟开挖，根据地下水位情况在沟底设置相应的积水坑，采用2″污水泵进行排水。先用挖掘机将河道内淤泥清理至河道外岸边，再放管沟开挖线，用挖掘机开挖粉质土层，边坡按1 ∶1 放坡，用挖掘机清沟，沟深比设计图纸加深500 mm。

3.5 管线预制

穿越河道主管线先根据图纸要求在作业带预制，主管线无损检测、补口、保温合格后，采用3 台40吨吊管机整体吊装至挖好的管沟内。预制段就位后，再安装两边管道，最后试压与一段管线共同进行。焊缝检验采用100%射线照相检验。管道防腐保温层:本穿越段埋地保温管道防腐保温层采用加强级熔结环氧粉末防腐层(厚度为≥400 μm)-聚氨酯泡沫塑料保温层(厚度40 mm)-聚乙烯夹克保护层(厚度6.0±0.2 mm)结构。穿越段管道防腐层现场补口采用带环氧底漆的高温型热收缩带补口;环氧底漆干膜厚度≥400 μm;防护层补口采用热收缩带补口，具体结构:保温层采用泡沫管壳。安装时先缠绕一层聚乙烯内带(主要为了保护泡沫层，并起固定作用)，聚乙烯内带搭接10 ～20 mm，再采用常温型热收缩带，补口套(带)与防护层搭接长度不小于100 mm。防腐保温层补口结构见图4。

3.6 管沟回填

回填前先安装平衡压重袋，一般土壤河床管道先细土回填予以稳管，上部分层碾压回填原土。小回填至管顶500 mm 完成后，铺设标识带，之后再大回填。

3.7 水工保护

河道两岸采用草袋进行护坡保护。稳管采用平衡压袋稳管。

3.7.1 草袋护坡

草袋规格可选用50 cm×70 cm×20 cm，实际装填体积按70%计算。土料就地取材，不得装填块石土，选用碎石土时，碎石含量不得超过20%。

1)必须置于老土层上，坡面需整平、夯实。两端圆滑嵌入原坡0.5 m。

2)码砌不得形成通缝，相互错开，并简单压实。

3.7.2 平衡压袋

按图纸要求，共安装36 组平衡压袋。压袋填充物质宜为中粗砂，或是粒径不大于50 mm 的卵石，但不可使用耕土。

1)施工过程中要注意保护压袋，避免划伤损坏。施工时要将管道上部淤泥清除，然后再压袋紧密排列在管道两侧。应边清淤边压，以免管道止浮。

2)每个平衡压袋重量200 kg，每组平衡压袋6 个，平衡压袋规格1.6 m×1.1 m×0.55 m，平衡压袋间距5 m。

4 结 论

导流截流开挖施工完成后，对地貌进行恢复，即保证了长输管线快速施工，又减少对自然环境的影响。通过采用导流截流开挖，可以有效保证长输管线的建设。

［1］ 庄向仕.大型原油储罐基础防渗膜施工［J］.承德石油高等专科学校学报，2015(4):9－12，17.

［2］ 韩彦龙，孙晨曦，王二利.基于ANSYS 的空分轴系及其零部件有限元模型研究［J］.承德石油高等专科学校学报，2014(3):16－18，27.

［3］ 徐小兵.油气长输管道工程施工技术手册［M］.石油工业出版社，2011.

［4］ 贺俊.大跨度小净距导流洞应力应变影响因素研究［D］.西南石油大学，2014.

［5］ 曾红专.大沙河大学城段污水处理及景观用水工程项目施工技术及组织管理研究［D］.武汉:武汉大学，2004.