长输管道河流穿越大开挖施工难点和综合控制办法分析
时间：2020-06-08 03:22:32 来源：达达文档网 本文已影响 人 
谭永亮
摘 要：近年来，国内管道的河流穿越技术得到了快速发展，而合理选择穿越方式是长输管道敷设前期设计中的核心技术问题，也是工程前期设计的主要关注点。本文通过对长输管道穿越大型河流大开挖施工技术进行研究及其对周边环境产生的影响，结合具体工程实例，使长输管道穿越大型河流采用大开挖施工的安全及可靠性能够引起大家广泛的关注。
关键词：长输管道;河流穿越大开挖;施工难点
目前，国内天然气长输管道穿越河流的主要技术为跨越及穿越两种方式。对于大型河流，开挖敷设即为大开挖穿越施工，施工工艺简单，成本较低。其实质是施工机械在待穿越的河道里开挖一定深度的管沟，然后将管道敷设回填在管沟内，同时采取合理稳管措施的一种管道穿越方式。
1水文、工程地质及环境条件
1.1水文、工程地质条件
穿越处地处温带半干旱。半湿润大陆性季风气候区，四季分明，雨热同期。该河流常年流水，河水量四季差距明显。一年中水量主要集中在7-9月，在11月至次年4月水量较少。施工宜选在春冬枯水期进行。该地气温极端高温39.6℃，最低-31.8℃，年平均8.3℃，年平均降水量451mm，最大积雪深度16cm，冻土深达150cm。河流穿越处地形平坦，地层主要由粉砂粉土、砂砾石、中风化砂岩泥岩组成。淤泥层为粉砂粉土，厚度小于0.3m。其下为中风化砂岩，较硬。管道穿越场区区域地质构造不发育，无不良地质作用，基本处于相对稳定状态，适宜采用大开挖穿越方式。
1.2环境条件
社会依托较好，有进场道路，但仍需修筑施工便道。宜采用爆破或带炮锤的挖机开挖管沟。
2施工程序
2.1施工工艺流程
2.2施工准备
施工前应征得河道管理及相关部门认可，签订协议后方可施工;应对现场道路、地形地貌及河水流量进行详细复勘，并在枯水期进行。施工前3d将开挖时间等信息通知河流下游可能受影响的居民，使之做好准备。做好施工队伍工作的分配，职责分工等。对施工人员进行技术交底，使之熟悉设计图纸和施工方案并备好施工机具、材料等。
2.3测量放线
应根据控制桩放出管沟中心线、边界;稳管段、弯头及护岸处，同样进行放线、标记;根据施工方案确定围堰堰体、导流渠尺寸和位置，一并放线标记。
2.4导流沟施工
若河流水流较大，可以使用一台挖掘机，在围堰对岸的原河道内，在穿越点上下各50m处挖掘一道深至岩层、宽9m的排水沟，促进河道内排水畅通，防止局部水流过大。
2.5围堰施工
确定河流上游和下游两道围堰之间的重合距离为60m。堰体的长度根据河面宽度调整，保证能满足施工，同时距离河岸至少有10m的排水宽度。完成导流沟开挖后，立即用推土机、挖掘机进行围堰施工。因河水流较急，应先进行上游围堰施工。围堰尺寸为：顶宽9m，底宽12m，堰高4m（可根据现场水量调整），堰高应高于河面1.5m。从上游向下游围堰。考虑到坝的防渗需要，可在坝的迎水面用宽4m的无纺布作防渗层，并在外面码一层草袋子压实。
2.6围堰排水
在围堰围好后，立即用发电机、水泵将堰体内的积水排到堰外。并在施工期间及时将围堰内积水排出。为了控制渗水，在上、下游堰之间可设集水坑，用潜水泵排出坑内积水。
2.7管沟开挖
管道开挖时，应与相关部门密切配合，确保施工过程中的安全。管沟挖深按设计要求进行，一般埋置于基岩下1.0m（距管顶）。现场穿越段管沟表层为粉砂、砾石厚度0.3～0.5m，下层为中风化沙岩、泥岩。需要将表层土、砾石揭掉后，对石方段使用带炮锤的挖掘机挖沟。在围堰内积水基本排出后，用挖掘机对作业带进行推扫。河槽内第一层揭层厚度为0.5m，宽12m，主要根据现场适当调整，以不影响施工为准。揭层采用推土机和挖掘机共同作业。石方段管沟带炮锤的挖掘机挖沟。对口焊接处管沟应在约9.0m范围内适当加宽。对沟底进行复测，确保达到设计埋深。清理、修整管沟内碎石和底部尖石，并用20cm细混凝土浇筑沟底，防止管道防腐层损坏。
2.8管沟排水
考虑地层渗流等因素，管沟开挖时应进行必要的排水;可以采用机泵明排水的方式，可视管沟内涌水量确定机泵的数量。
2.9管线组焊
在管沟开挖完成的基础上，进行侧穿越段管道预制。焊接施工前，制定详细的焊接措施，焊工应具有相应的资格证书方可上岗。穿越管线组焊施工应严格按照焊接工艺进行，在管线头部焊接上封堵头。
3质量及HSE保障措施
3.1质量保障措施
焊接严格按照焊接工艺评定及施工规范施工;认真按照设计图纸施工，正确进行配管下料;管沟开挖前应放好线，开挖过程中及时进行测量，达到设计深度和坡度;集排水工作应及时有效进行;沟下焊接是确保干燥环境，保证焊接质量;管沟回填时应先按设计进行水保施工，待完成或达到一定强度后，进行原状土等回填，回填应进行一定的夯实;施工保护涉及砼的，严格控制灰浆的配合比，冬期施工应采取相应措施保证砼浇筑质量并注意获取气候信息，选择晴天施工。
3.2 HSE保障措施
实行持证上岗、定人定机的原则，尽量做到责任到人;所有操作人员应严格按照安全操作规程进行施工;管沟开挖应进行坡比试验，确保管沟放坡系数是安全的，彻底消除塌方现象;水中作業要严格按照用电制度进行操作，由专人统一负责;了解河流的汛期情况及上下游的控水情况，应尽量选择在枯水期进行施工;要定期检查堰体的质量情况，消除一切不安全隐患.
4 结语
天然气长输管道穿越大型河流的施工，是目前长输管道施工中比较常见的一项穿越工程，也是一项系统工程。除了受水文地质条件，穿越长度及穿越位置的制约，还受到水利部门及季节因素的影响。根据现场施工条件、技术因素以及对周边环境的影响选择最优的穿越方式。本文结合具体工程实例，详细阐明了大开挖施工工程中主要施工工序及技术特点。结合现场良好的施工组织管理，该段穿越得以顺利实施同时也取得良好的施工效果。对今后长输管道穿越大型河流提供了一定的参考价值。
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