油气长输管道顶管穿越施工技术

张明明

中石化中原建设工程有限公司 河南濮阳 457000

1 长输管线顶管穿越施工技术

1.1 安装顶管设备

在顶管安装过程中，允许偏差控制在1 mm 之内，轴线允许偏差应小于3 mm，顶面高层允许偏差在3 mm 左右。在顶管安装中，应该检查安装稳定性，如果存在偏差应及时处理，例如天然气管道需要计算出应力、水力等数值，在实际操作中，应对管线穿越不良问题进行保护，追踪工程施工质量，及时找出存在的问题，统一处理。

1.2 千斤顶油泵安装

在安装油泵过程中，应严格按照要求进行操作，在顶管施工时，采用的油泵和千斤顶相迎合，在完成油泵安装工作后，需要及时调试处理，注意运行速度，在油泵和接触位置相融合时，再调整运行速度。在顶进过程中，如果油压突然发生变化，应该停止操作，检查问题所在，在处理以后再进行顶进。

1.3 丁铁使用及安装

在安装丁铁过程中，需要保证轴线对称平行于管线。在轴线、顶管和丁铁之间、丁铁与丁铁之间不得存在杂物。顶进过程中，在丁铁上方和后侧不可站有操作人员，随时对顶进情况进行检查，利用缓冲材料进行处理，在顶力大于管节抗压强度的情况下，将 U型丁铁安装在管端。

1.4 主管道穿越施工

在穿越主管道前，需要清理套管中的杂物，结合设计要求，在管道穿越之前安装一个塑料滑块。通过使用吊管机，起吊主管将其安装在沟底，利用钢丝处理，带动主管穿越，拖入主管线到指定位置，切下拖管头。在穿越主管线过程中，需要将其慢慢拖入到预定套管中，把拖头切下，主管绝缘电阻利用摇表进行检查，如果和设计要求不相同，需要拖出管线，处理以后再拖入到指定套管中。在检查通过以后，利用厚度为80 mm 的胶皮，将其安装在管线位置，对其进行封堵，利用水泥砂浆封堵管口，其外表则需要利用强度为C 20的混凝土进行抹面，抹面厚度为25 mm。顶管穿越施工流程示意图见图1。

图1 顶管穿越施工流程示意图

2 油气长输管道顶管穿越施工要点

2.1 顶管穿越施工

在实际施工中，结合工程现场实际情况，顶管方式有千斤顶顶管法和水平螺旋钻机顶管法。其中，千斤顶顶管法也就是指利用千斤顶当做原动力的一种顶管方法，而水平螺旋钻机顶管法则是利用水平螺旋钻机钻进的方法。在实际施工中，需要结合工程设计的控制桩位，利用全站仪等设备进行穿越轴线测量，操作坑位置一般设置在给定套管位置外侧，选择在道路两侧平摊位置进行操作。在接收坑开挖过程中，一般和操作坑开挖流程相同，需要做好测量放线和支护操作工作，接收坑位置需要设定在给定套管位置外侧，形状以矩形为主，坑底尺寸为4m×4m，坑底根据地段埋设深度进行确定。在穿越钻孔施工中，钻孔顶进混凝土套管每根长度和钻杆长度保持一致，每节套管设置位置应准确无误，钻进1.5 m 以后需要对钻孔位置进行检查，查看是否存在偏钻现象。如果存在，应该及时调整钻机。在管套密封处理过程中，混凝土套管接缝位置应采取涂刷石油沥青麻絮施工方法，套管内部下端60°应平整无杂物，保证主管施工工作顺利进行。

2.2 顶管工程计算

在顶管工程计算过程中，一般会采用两种方法，一个是卸荷拱法，另一个是无卸荷拱法，其中，卸荷拱法适合应用在隧道工程中。在使用卸荷拱法时，需要在原状土中顶管上，利用覆土作用在管道上的垂直土荷载，计算出土层内产生的自然卸荷拱荷载，结合拱轴相关理论，卸荷拱上界面自然形成抛物线

卸荷拱的高度h1按下式计算

式中，γs表示的是土的单位容重（kN／m3）；D 0表示的是管道外直径（m）。在当顶管工程无法满足大于0.6（土壤的坚实系数）和 H 大于2h1的情况下，需要按照顶管以上所有覆土计算土柱压力，管顶垂直土荷载计算公式为：

顶管在砂石、卵石等土层中，或者穿越河底软土层，将不能形成卸荷拱，在这种情况下，顶管垂直土荷载应该按照公式（4）进行计算。在顶管处于地下水位以下的情况下，需要适当降低地下水位。由于地下水位比较高，将会产生流沙，如粉砂、细砂等。水位应适当降至到顶坑坑底以下的100 cm 左右位置，尽可能避免在雨季施工。

3 结语

综上所述，油气长输管道工程作为一项多学科结合的系统性工作，在管道施工建设中，相关人员应全面改善工程施工质量，按照施工要求，对工程现场地质、水文等情况进行检查，选择适宜的施工技术和设备，保证管道施工质量。但是在实际施工过程中，由于施工难度大，一旦操作不当，将会引发严重的施工问题。而顶管穿越技术的出现，给无拆卸施工工作的开展提供了可能，促进油气长输管道施工工作顺利进行。在实际操作中，需要熟练掌握油气长输管道顶管穿越施工要点，选择适宜的施工技术，将其价值全面发挥，保证油气长输管道工程稳定发展。