开挖穿越已建油气管道及光缆的施工分析

王 浩

(中铁十八局集团建筑安装工程有限公司，天津 300300)

光缆和油气管道交叉施工技术在我国油气管道施工中的应用已经超过了20年，此种施工方式下，光缆会受到地面自然沉降、地质条件变化、土方回填等因素的共同影响，极易发生损坏。光缆线路一旦发生故障，就会影响通信系统传输效率，不利于油气管道的安全生产及经济效益的提升，因此在管道施工建设中，光缆施工尤为重要。但开挖穿越已建油气管道及光缆施工是一项非常复杂且系统的工作，任何一个环节控制不当，都会影响整体质量[1]。基于此，结合工程实例，开展开挖穿越已建油气管道及光缆施工的分析就显得尤为必要。

一、工程概述

陕西省天然气股份有限公司主要负责天然气管网的规划、建设、施工、管理等工作。已经建成的天然气长输管道超过11条，总里程接近3000公里，年天然气输送量超过130亿立方米，是我国规模最大、里程最长的天然气管道建设公司。作为“气化陕西”工程的实施主体单位，公司加大投入，积极开展相关的配套工程的实施，为全面实现“气化陕西”目标奠定了基础。

眉县至陇县天然气输气管道干线起于眉县分输站，经眉县、岐山、凤翔、千阳、陇县至陇县分输站。管道全长119.44km，管道输送介质为天然气，线路管道为GB/T 9711 PSL2级螺旋缝埋弧焊钢管，3PE加强级防腐，设计压力4.0Mpa，规格为φ457×8，管道材质为L360M，管线年设计输气能力4.32亿米3/年。

二、开挖穿越已建油气管道及光缆交叉施工可行性分析

开挖穿越已建油气管道及光缆交叉施工具有很强的可行性，不但可以大幅度节约土地资源，减少工作量，而且还能节约投资成本，这一点也契合了我国项目管控所提倡的理念。需要施工现场管理人员、监理人员、施工人员等投入更多的精力，对每个项目施工环节进行全面系统的管理。并要求各个承包单位之间友好、积极配合，这也是新时代项目管理所提倡的正确方式。但从大环境的角度来看，项目管理人员多把管理重点放在对外协调上，对内管理往往比较松懈。监理人员的责任心及处事方式，通常无法起相应的作用，而施工单位又过于注重自身经济利益，致使开挖穿越已建油气管道及光缆施工中存在很多矛盾，对施工项目造成了非常严重的影响。此外，在具体施工中经常会遇到一些赶工期、抢险抢修、政策发生变动的问题，也对施工质量及施工进度造成了不同程度的影响。

因此，在开挖穿越已建油气管道及光缆交叉施工中，必须对施工项目管理团队的能力、管理方式、项目周期、建设成本等进行综合考虑全面控制，以保证施工质量。

三、开挖穿越已建油气管道及光缆的施工

（一）总体施工流程

本工程管线交叉穿越施工流程示意图如图1所示：

图1 管线交叉穿越施工流程示意图

从图1中可以看出，管线交叉穿越施工工序比较多，任何一个环节控制不当，都会影响总体施工质量。因此，在具体施工中，为最大限度上保证施工进度和施工的安全性，在施工之前需要进行系统、规范、详尽的勘察和分析，进而全面掌握和了解在施工中容易发生的问题，及时制定有针对性的解决方案，以保证施工的安全性，避免地下障碍物被损坏。

（二）开挖穿越已建油气管道、光缆施工

1.与已建油气管道交叉施工技术

严格按照设计线位进行测量放线，并确定和已建油气管道的交叉点，施工中严禁大型机械设备在已建管线上来回行走，避免管道受压，保证管道运行的安全性。在沟槽开挖时，要邀请专业的工程监理部门进行旁站监督，对管线进行复测[2]。按照勘测确定好管道的位置，挖出规格为2m×0.5m的长形沟槽。如果出现细土层或者警示带，要进行人工缓慢开挖，直到露出已建管道和光电缆为止。

2.管道、光缆穿越施工

穿越地下管道和地下光缆穿越施工示意图如图2和图3所示：

图2 穿越地下管道施工示意图(单位：mm）

由图2所示，穿越地下管道施工需要在已建管道下设置管道支撑进行支护，距离新建输气管道的距离约为600mm。

图3 地下光缆穿越施工示意图(单位：mm）

由图3所示，在已建电缆上设置护缆套管，套管长度和管道支撑相同，均为所挖土方底部左右外延500mm。

（三）管道穿越施工

1.穿越段预制

在进行穿管和光缆联合施工中，需要先把主体管道预制焊接出来。多数情况下，为保证后期施工能够顺利开展，预制管道的长度要超出标高20mm左右。此外，穿越段施工方法，要尽量和检验标准的主体相互一致。管道沟槽开挖结束之后，要先把穿越段管道全部放入已建管道、光缆一侧的管沟中，通过专业的吊管机进行预制管道安装，促使预制好的穿越段管道可以从其下方通过[3]。在具体施工中，要严禁大型设备在管线上行走，如果必须通过，需要在管线上架设钢板，避免管道直接受压，保证已建管线不被破坏，并合理安排专业驾驶人员进行操作。开挖管沟时，必须先确定出光缆及管道的走向和深度，采用人工挖出光缆及管道，用平铲法挖土，避免损伤电缆或管道。

2.质量验收

管道和光缆下穿完成之后，净间距不能低于设计图纸的标准，并且在两管之间要设置10mm橡胶板作为绝缘隔离物[4]。

3.回填施工

相对油气管道进行电火花检漏试验，确保防腐施工质量，有损坏的位置对其进行防腐处理，检查合格之后再进行回填，通过采用人工回填，回填的土质必须为细土，并且回填土严禁正对管道砸击，要从侧面缓慢推入，回填500mm之后，敷设警示带，再回填到原地面。

（四）顶管穿越施工

在本工程施工中，由于受到地形条件的影响，不宜暴露兰郑长管线而采用顶管施工。在管线外5m开挖工作坑进行顶管作业，套管的规格为D1200×3000，在施工之前，邀请兰郑长管线输油站管理人员现场复测管线位置，撒上白灰进行标记。按照复测的埋深情况，进行人工开挖，确保穿越部位的管道可视。在顶管穿越施工中，在工作坑侧开挖发送沟，并进行管道组装焊接。严格按照设计要求的深度进行顶管施工，保证和兰郑长管线垂直间距在600mm以上，交角角度控制在60°以上。

顶管穿越分套管顶进施工和主管施工，套管顶进由顶管施工机组负责，主管施工由线路施工机组就近施工。先进行套管的顶进施工，同时采用半自动焊施工方法在沟上进行管线预制，完成无损检测和防腐[6]。待套管顶进完成后再进行主管线输送，顶管穿越施工示意图如图4所示。

图4 顶管施工示意图（单位：mm）

在兰郑长管线两侧放出管道中心线，选择地势比较低的一侧作为操作坑，另一侧则为接收坑，并确定顶管穿越的具体位置，待套管顶进后再继续人工掏土，如此循序渐进，直至穿过兰郑长管线5米为止。待发送沟开挖完毕后，将安装好绝缘支撑的主管道用配套滑车送入套管内。施工中清土、排渣采用轨道小滑车配合施工。在具体施工过程中，严禁机械设备在管线上方上行走，将设备停留在工作坑一侧，避免损坏管线。但施工结束之后交叉点位置合理地标识，并明确管线穿越的具体位置，便于后期运营和维护。交叉点于公路附近位置，保证与兰郑长管线垂直间距及角度后，先进行兰郑长管线穿越施工，结束后，于公路另一侧（此侧无兰郑长管线）进行顶管穿越公路施工，穿越公路后进行连头。

四、施工效果

本开挖穿越已建油气管道及光缆工程项目，首先进行管道支撑与护缆套管，做好保护措施，然后开展顶管穿越施工，待施工结束之后进行焊接接头作业，其后对其套管进行封堵，从而在原有管道及光缆未受到破坏基础上，保证了新建管道功能良好。之后回填作业，恢复了地貌，达到了施工预期效果。

本文结合工程实例，分析了开挖穿越已建油气管道及光缆的施工。分析结果表明，油气管道和光缆施工工序比较复杂，任何一个环节控制不当，都会影响施工质量。因此，在具体施工中需要切实做好施工工序的选择工作，并从开挖穿越已建油气管道、光缆和顶管穿越已建油气管道、光缆等方面同时入手，才能保证施工质量，值得施工单位高度重视。