淺談天然氣長(zhǎng)輸管道頂管穿越高速公路對(duì)公路的防護(hù)

張建偉 欒松山

摘 要 近年來，天然氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)日趨增多，天然氣管道穿越高速公路一般都采用頂管穿越的方式，但是隨著穿越數(shù)量不斷增加，高速路面也出現(xiàn)不同程度的下沉或者隆起問題，主要是穿越過程中路面的塌陷，高速公路管理部門對(duì)此越來越重視，所以在頂管穿越高速公路過程中更要加強(qiáng)對(duì)公路路基及路面的保護(hù)工作，以避免高速公路在車輛通行過程中產(chǎn)生安全隱患。

關(guān)鍵詞 天然氣管道 高速公路 頂管 塌方 路面保護(hù)

中圖分類號(hào)：F407.22;U177 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2021）04-0055-02

現(xiàn)如今，越來越多的管道穿越高速公路，其中包括天然氣長(zhǎng)輸管道、原油長(zhǎng)輸管道、供熱管道、電力管道等，其中天然氣長(zhǎng)輸管道穿越高速公路最為普遍。在天然氣長(zhǎng)輸管道穿越高速公路時(shí)不能采用大開挖穿越的方式進(jìn)行施工，一般均采用頂管穿越，其優(yōu)點(diǎn)為不影響交通、造價(jià)低、施工安全、施工速度快等，正是有這些優(yōu)點(diǎn)，多數(shù)管道穿越高速公路一般均采用頂管穿越的方式。但是，在天然氣長(zhǎng)輸管道頂管穿越高速公路過程中也存在著一些問題，采用頂管施工有可能對(duì)高速公路路面產(chǎn)生影響，甚至?xí)斐筛咚俾访嫦鲁粒坊莸任：?。本文根?jù)“川氣入湘”天然氣輸氣管道工程頂管穿越岳宜高速施工保護(hù)措施，淺談頂管穿越對(duì)高速公路地基及其路面的保護(hù)。

1 頂管穿越高速公路概況

“川氣入湘”天然氣輸氣管線工程，管線敷設(shè)過程中與已建岳宜高速公路交叉穿越，穿越方式以頂管的方式穿越，套管采用鋼筋混凝土套管，高速公路路面寬度為40m，頂管穿越套管長(zhǎng)度70m。頂管周線方向與公路夾角88°36′。該段地質(zhì)分別為：表層為耕植土，地表有明顯的積水;設(shè)計(jì)頂管深度位于粉質(zhì)粘土層，粉質(zhì)粘土含水量較大;但是在實(shí)際施工過程中該地段地質(zhì)條件復(fù)雜，在頂管位置地表為淤泥，穿越層有流沙，在這種地質(zhì)條件下進(jìn)行頂管施工，如果保護(hù)措施不當(dāng)，將會(huì)對(duì)高速公路車輛通行造成嚴(yán)重威脅，甚至?xí)l(fā)交通事故，所以在頂管穿越高速公路過程中對(duì)高速公路的保護(hù)尤為重要。

2 頂管穿越過程中容易出現(xiàn)的問題

在頂管穿越高速公路施工過程中如果采取的施工措施不合理或者達(dá)不到要求將會(huì)造成諸多問題，頂管過程中產(chǎn)生的主要問題如下：

（1）在地質(zhì)條件復(fù)雜的地段開挖操作坑過程中造成公路路基塌陷;（2）由于定管用套管質(zhì)量不符合頂管用套管要求，出現(xiàn)套管破碎造成路面塌陷;（3）頂進(jìn)過程中保護(hù)措施不當(dāng)或者路面沉降觀測(cè)不及時(shí)，在產(chǎn)生路面下沉?xí)r不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題;（4）套管縫隙處理不符合要求，造成路面延遲塌陷，從而造成交通事故。針對(duì)容易出現(xiàn)的問題，我們?cè)谑┕ぶ胁扇×讼鄳?yīng)的措施，將問題提前發(fā)現(xiàn)，提前采取措施，避免了以上問題的出現(xiàn)[1]。

3 長(zhǎng)輸管道穿越公路斷面頂管技術(shù)施工前準(zhǔn)備

3.1 施工前準(zhǔn)備

施工前充分了解和熟悉施工圖紙，了解長(zhǎng)距離管道地質(zhì)和地形及其與高速公路交叉的結(jié)構(gòu)、深度，在頂管施工技術(shù)開始之前，對(duì)頂管施工設(shè)備、各種輔助設(shè)備、施工材料和施工機(jī)械及工具進(jìn)行詳細(xì)地檢察，確保設(shè)備齊全，然后根據(jù)施工計(jì)劃及時(shí)向有關(guān)部門提供施工計(jì)劃并必須上報(bào)給施工隊(duì)，然后在施工過程中必須做好安全防范措施，確保施工安全。

3.2 誤差校正

在頂管施工過程中，難免會(huì)出現(xiàn)一些誤差，所以需要采取一定的措施來糾正現(xiàn)有的誤差。校正方法主要包括開挖校正法和頂木校正法：開挖校正法是指管在調(diào)整的過程中，連續(xù)的頂起，然后回到設(shè)計(jì)位置;另一種方法是頂木校正法，該過程中，一般使用方木或圓木，撐在管子偏向一側(cè)的內(nèi)壁與墊有木板的管前土層之間，將千斤頂開動(dòng)，頂木在千斤頂?shù)淖饔孟庐a(chǎn)生分力，從而進(jìn)行校正，該方法主要適用于開挖校正法不能發(fā)揮作用的時(shí)候。

3.3 拆除頂管設(shè)施

在出土的袖長(zhǎng)滿足設(shè)計(jì)要求后，或者通過一些測(cè)試，確定達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)，之后停止頂起工作，然后使用起重機(jī)拆除這些設(shè)施，為了避免一些危險(xiǎn)的事故在施工過程中發(fā)生，做好安全預(yù)防措施和安全警告標(biāo)簽，這是在頂管設(shè)備拆除過程中必須要注意的事項(xiàng)。

3.4 工作管交叉

在工作管穿越施工過程中，要采取措施，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)模式進(jìn)行施工，認(rèn)真落實(shí)施工過程中存在的規(guī)范問題。然后，要密切關(guān)注施工人員的職業(yè)素質(zhì)和安全責(zé)任意識(shí)，對(duì)其進(jìn)行一定的教育，提高其質(zhì)量意識(shí)和責(zé)任。設(shè)置一定數(shù)量的專職檢驗(yàn)員對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，并做好檢驗(yàn)記錄;冬季，相關(guān)設(shè)備應(yīng)采取防凍措施。在運(yùn)輸、施工、安裝過程中應(yīng)采取管道保護(hù)措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。

3.5 采取一定的防護(hù)措施

在施工之前，必須確定施工人員的工作資格，然后到施工現(xiàn)場(chǎng)施工和檢測(cè)，也要進(jìn)行一定的檢查，確保其有資格獲得頂管施工工作。在施工之前，聯(lián)系協(xié)調(diào)好相關(guān)部門，確保得到相關(guān)部門的許可，并在得到相關(guān)手續(xù)之后才能進(jìn)行建設(shè)施工。在建設(shè)的過程中，應(yīng)采取一定的隔離措施，禁止非工作人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，影響施工工作;施工前，應(yīng)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行一定程度的檢測(cè)，對(duì)操作的設(shè)備和工具應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)其絕緣性能，做好安全意識(shí)，防止泄漏現(xiàn)象的發(fā)生[2]。同時(shí)，針對(duì)各種類型的電動(dòng)設(shè)備和工具，應(yīng)該設(shè)置專門的放置區(qū)域，對(duì)用電、布線等問題進(jìn)行合理的規(guī)劃，避免操作過程中的互相影響，并在醒目處設(shè)置警示牌，防止非專業(yè)操作人員進(jìn)入該區(qū)域。

4 主要采取的保護(hù)措施

4.1 加強(qiáng)主觀認(rèn)識(shí)

施工人員對(duì)頂管技術(shù)了解不夠，掌握難度不是很清楚。那么作業(yè)人員對(duì)混凝土的思考仍然停留在以前的狀態(tài)，對(duì)頂管技術(shù)存在的問題沒有及時(shí)的認(rèn)識(shí)。因此，加強(qiáng)對(duì)頂管施工人員的技能和責(zé)任意識(shí)的培訓(xùn)和強(qiáng)化，對(duì)頂管施工的順利進(jìn)行有著非常大的促進(jìn)作用。建立安全施工責(zé)任機(jī)制，并嚴(yán)格執(zhí)行參與施工人員培訓(xùn)后的考核工作，堅(jiān)決貫徹落實(shí)安全與質(zhì)量共同保證的原則。在施工過程中，必須做到安全第一，工期、效益都不能凌駕于安全之上。

4.2 管道采用污水導(dǎo)流

對(duì)長(zhǎng)距離管道中的污水和污泥進(jìn)行一定程度的清洗也是頂管技術(shù)需要考慮的一個(gè)重要因素。通過管道的堆放，將管道內(nèi)的污水引流到一定程度，及時(shí)進(jìn)行通風(fēng)，并安排相應(yīng)的管理人員和清理人員對(duì)管道內(nèi)的污泥進(jìn)行清理。施工過程中，一定要根據(jù)施工環(huán)境，提前規(guī)劃好污泥污水的引流路線，堅(jiān)決杜絕一切破壞環(huán)境的行為發(fā)生，始終堅(jiān)持綠色、環(huán)保原則，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，切忌因小失大。

4.3 在地質(zhì)條件復(fù)雜的地段開挖操作坑過程中造成公路路基塌陷

在操作坑靠近高速公路一側(cè)周采用200mm的槽鋼進(jìn)行打樁，每根槽鋼長(zhǎng)6m，在槽鋼樁外用10mm厚鋼板插入淤泥中，防止開挖操作坑過程中路基產(chǎn)生塌方。槽鋼樁完成后，采用長(zhǎng)臂挖機(jī)對(duì)操作坑土方進(jìn)行分層開挖，開挖深度至3.6-3.8m后，對(duì)基坑底的土質(zhì)進(jìn)行換填，換填厚度1m，采用片石換填原土，在片石砼上面澆筑鋼筋混凝土頂管操作坑，澆筑鋼筋混凝土操作坑尺寸為6m×4m，從而有效防止操作坑下沉及塌方，保障了頂管穿越高速公路的成功率，同時(shí)有效保證路基的穩(wěn)定性，對(duì)路基進(jìn)行有效的防護(hù)作用[3]。

4.4 套管質(zhì)量不符合頂管用套管要求，出現(xiàn)套管破碎造成路面塌陷

套管采購(gòu)屬于施工單位自購(gòu)材料，對(duì)自購(gòu)材料采購(gòu)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)和技術(shù)要求進(jìn)行，實(shí)地考查重點(diǎn)物資供貨廠（商），并根據(jù)需要采取駐廠監(jiān)造、檢驗(yàn)等措施，確保物資的采購(gòu)質(zhì)量。在施工前對(duì)套管質(zhì)量進(jìn)行檢查，并提供第三方質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告，報(bào)監(jiān)理業(yè)主審核后方可使用，確?；炷撂坠茉陧斶M(jìn)過程中套管不被擠壓破碎。針對(duì)供貨商的考察要從招標(biāo)初期開始，從生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)時(shí)間、后期售后維護(hù)、責(zé)任承擔(dān)等方面，確保供貨商的資質(zhì)和水平。在簽訂合同協(xié)議時(shí)，要明確生產(chǎn)單位的義務(wù)和責(zé)任，從法律層面確保其能提供安全可靠且質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)的材料。

4.5 頂進(jìn)過程中保護(hù)措施不當(dāng)或者路面沉降觀測(cè)不及時(shí)，在產(chǎn)生路面下沉?xí)r不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題

（1）及時(shí)進(jìn)行路面沉降觀測(cè)保證路面不出現(xiàn)塌陷;（2）采用交通導(dǎo)行方法，避免頂進(jìn)挖掘過程中產(chǎn)生路基塌陷。

4.6 套管縫隙處理不符合要求，造成路面塌陷

在套管頂進(jìn)完成后對(duì)套管內(nèi)接縫進(jìn)行處理，采用細(xì)石混凝土進(jìn)行接縫填實(shí)，并且在穿越套管完成后再套管內(nèi)填充中砂，避免產(chǎn)生路面塌陷和天然氣管道和套管之間的空隙，防止天然氣管道運(yùn)行中對(duì)公路產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。

5 頂進(jìn)施工安全措施

頂管施工時(shí)，管內(nèi)為存在危險(xiǎn)的有限空間，人員清渣時(shí)嚴(yán)格規(guī)定連續(xù)作業(yè)時(shí)間每人不得超過1小時(shí)，避免因缺氧造成的呼吸困難。

對(duì)于可控定向鉆井配合頂管在長(zhǎng)距離管道工程頂管施工中的應(yīng)用，需要考慮以下幾點(diǎn)：第一，對(duì)施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行全面、詳細(xì)的研究和分析。在準(zhǔn)備進(jìn)行基坑開挖作業(yè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行作業(yè)，如頂進(jìn)偏差，還要及時(shí)報(bào)告結(jié)果，通常由施工領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員和研究小組糾正偏差措施;第二，做好保護(hù)措施，做好環(huán)境檢查。在地下頂管前不斷處理各種勘探、地下管線及構(gòu)造物，確保管道外壁50cm以內(nèi)的凈空空間;第三，選擇好施工方法和技術(shù);第四，全面了解施工機(jī)械性能;第五，施工單位要提前做好分析，估計(jì)符合合同要求;第六，維護(hù)頂管設(shè)備，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前檢查;第七，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件確定基坑、建筑物、地下管線的最小距離。降水根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地下水位判斷。為確保施工順利進(jìn)行，在作業(yè)坑內(nèi)設(shè)置分流井。

6 結(jié)語

天然氣長(zhǎng)輸管道頂管穿越高速公路施工是管道施工中的常見穿越，在高速公路頂管過程中必須加強(qiáng)過程管理，采取有效措施避免高速公路出現(xiàn)塌陷問題。我們?cè)陧敼艽┰皆酪烁咚俟愤^程中采用了以上措施及方法，防止了對(duì)高速公路的路面塌陷，對(duì)該工程交工驗(yàn)收中打好了基礎(chǔ)，能夠順利取得交通管理部門的驗(yàn)收，在以后的天然氣長(zhǎng)輸管道穿越高速公路施工管理中有著一定的借鑒作用。

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