長(zhǎng)輸管道河流穿跨越方案分析

丁天良

（大慶油田工程建設(shè)公司國(guó)際工程事業(yè)部，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

近年來(lái)，隨著油氣資源需求量的不斷增加，使得長(zhǎng)輸管道工程大量興建，長(zhǎng)輸管道工程為在油氣輸送的效率，保障油氣輸送的安全性等方面發(fā)揮了不可替代的關(guān)鍵作用。由于我國(guó)幅員遼闊，地域間在地形、地質(zhì)、氣候等方面的差異較大，在長(zhǎng)輸管道工程當(dāng)中不可避免會(huì)存在一些特殊地形的施工情況，其中長(zhǎng)輸管道穿跨越河流工程是管道施工的難點(diǎn)，技術(shù)要求高、施工難度大，在河流穿跨越工程中必須要合理制定施工方案，綜合考慮多方因素，確保河流穿跨越工程的施工水平。

1 長(zhǎng)輸管道河流穿跨越方案的制定原則

我國(guó)地域廣闊，長(zhǎng)輸管道工程的數(shù)量多，覆蓋距離廣，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)研究與探索，針對(duì)長(zhǎng)輸管道穿跨越河流已經(jīng)積累了一定的施工經(jīng)驗(yàn)，掌握了較為完整的設(shè)計(jì)規(guī)劃及施工方法。針對(duì)不同情況的河流，在開展穿跨越施工當(dāng)中也需要綜合考慮多種因素，選擇最為合理的施工方案。總體而言，長(zhǎng)輸管道河流穿跨越方案的制定應(yīng)當(dāng)本著穿越為主、跨越為輔的總原則[1]，再針對(duì)以下情況選擇適合的施工方式：

（1）長(zhǎng)輸管道工程本身的規(guī)模較大、施工難度較大，在實(shí)際的施工過(guò)程中面對(duì)著復(fù)雜的地形和地質(zhì)結(jié)構(gòu)，考慮到管道工程建成后的運(yùn)行及維護(hù)管理工作量大，復(fù)雜程度高，故而在長(zhǎng)輸管道穿跨越河流工程中應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇穿越施工的方式；

（2）在制定長(zhǎng)輸管道穿越河流的方案時(shí)，需要考慮到河流本身的寬度、流量、流速等情況，全面勘查施工環(huán)境，掌握詳細(xì)的河流動(dòng)態(tài)、水文、地質(zhì)、土壤等信息，合理的選擇施工方式。針對(duì)流量大、流速快的大型河流，為了減少工程量，避免對(duì)水上通航造成不利影響，應(yīng)當(dāng)盡可能選擇非開挖的穿越施工方案；

（3）在非開挖穿越方案當(dāng)中，可以采取定向鉆穿越的施工技術(shù)，這種施工技術(shù)的應(yīng)用不會(huì)對(duì)河堤或提防造成破壞，施工過(guò)程中對(duì)水上通航的影響較小，不會(huì)對(duì)河床造成干擾，且定向鉆穿越施工的周期較短，安全性高，在大中型河流穿越施工當(dāng)中可以起到較為理想的施工效果；

（4）如果長(zhǎng)輸管道穿越施工的條件不能滿足定向鉆穿越施工的要求，針對(duì)中大型河流可以通過(guò)挖掘隧道、盾構(gòu)、頂管等施工方式進(jìn)行施工，在方案的制定上需要考慮現(xiàn)實(shí)情況合理的進(jìn)行選擇。

2 長(zhǎng)輸管道河流穿跨越施工方案

在目前的長(zhǎng)輸管道河流穿跨越施工中，常見的河流穿越施工方式包括了大開挖穿越、定向鉆穿越、頂管穿越、鉆爆隧道穿越等幾類；常見的河流跨越施工方式包括了套管直跨、桁架跨越、鋼拱橋跨越等幾類。具體而言，長(zhǎng)輸管道河流穿跨越方案的制定需要考慮實(shí)際的施工條件綜合對(duì)比及應(yīng)用以下施工方法：

2.1 長(zhǎng)輸管道河流穿越施工方案

（1）大開挖穿越施工。在長(zhǎng)輸管道河流穿越施工當(dāng)中應(yīng)用大開挖穿越方式是將管道直接鋪設(shè)于河床的穩(wěn)定性層內(nèi)，這種施工方式技術(shù)手段較為成熟，整體造價(jià)較低，因而在長(zhǎng)輸管道河流穿跨越施工中的應(yīng)用較為普遍。但是采用大開挖穿越施工的方式由于管道埋設(shè)的深度比較淺，管道長(zhǎng)期受到河流的沖刷，也容易被通航的船舶破壞，在應(yīng)用時(shí)需要考慮風(fēng)險(xiǎn)因素，尤其是針對(duì)一些通航量大、水流量大的大型河流，不適于大開挖穿越施工的方式；

（2）定向鉆穿越施工。定向鉆穿越施工是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙使用定向鉆進(jìn)行擴(kuò)孔和管道的回拖安裝。定向鉆穿越施工的成本較低、安全風(fēng)險(xiǎn)小，適用范圍廣。采用定向鉆穿越施工的方式適用于地層條件較為穩(wěn)定的河床，并且在應(yīng)用定向鉆穿越施工方式時(shí)，河岸的一側(cè)需要具有能夠放置鉆機(jī)、泥漿池、蓄水池及堆放材料的空間；而另一側(cè)則需要有預(yù)制管道安裝及管道回拖的場(chǎng)地[2]。由于定向鉆穿越方法對(duì)于施工人員的技術(shù)要求較高，在實(shí)際的施工當(dāng)中需要加強(qiáng)技術(shù)管理，在定向鉆穿越過(guò)程中確保施工質(zhì)量，針對(duì)不同地質(zhì)條件下的定向鉆穿越施工需要制定全面周全的施工規(guī)劃，確保定向鉆穿越施工的效果；

（3）頂管穿越施工。頂管穿越也是在長(zhǎng)輸管道河流穿跨越工程中常用的非開挖施工方式。頂管穿越施工包括了普通頂管施工及機(jī)械頂管施工等方式。普通頂管施工是采用人工挖掘的方式，而機(jī)械頂管施工是采用機(jī)械挖掘的方式。頂管穿越施工的難點(diǎn)在于在開挖過(guò)程中頂推力過(guò)大容易造成機(jī)頭抱死，頂進(jìn)時(shí)位置容易發(fā)生偏差。這對(duì)于大型河流工程而言施工技術(shù)要求高，因此在大型河流的穿越工程中應(yīng)用較少；

（4）鉆爆隧道穿越施工。鉆爆隧道穿越施工是通過(guò)人工鉆孔加爆破的方式在水下穿透巖層，而后在隧道當(dāng)中鋪設(shè)管道。鉆爆隧道穿越施工對(duì)于施工技術(shù)的要求較高，近年來(lái)隨著相關(guān)領(lǐng)域科技水平的不斷提高，使得鉆爆隧道穿越施工的技術(shù)越加成熟，應(yīng)用更加廣泛。鉆爆隧道穿越施工方式適用于巖層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、巖層的透水性不佳、整體結(jié)構(gòu)較為完好的情況，在應(yīng)用鉆爆隧道穿越施工方法時(shí)需要做好水源管理，通過(guò)科學(xué)的隔水、堵水、排水措施為施工創(chuàng)造良好條件[3]。

2.2 長(zhǎng)輸管道河流跨越施工方案

（1）套管直跨施工。套管直跨是長(zhǎng)輸管道河流跨越施工中的常用施工方法，套管直跨施工是通過(guò)在長(zhǎng)輸管道外加設(shè)套管形成支護(hù)結(jié)構(gòu)，利用套管的支撐力達(dá)到跨越河流的目的。套管直跨施工方法經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的應(yīng)用施工技術(shù)已經(jīng)較為成熟，且施工方法比較簡(jiǎn)單，但是套管直跨施工對(duì)于套管的承壓能力要求較高，因此較為適用于小型河流的跨越施工；

（2）桁架跨越施工。桁架跨越施工是通過(guò)架設(shè)單跨桁架或多跨連續(xù)桁架形成較為穩(wěn)固的空間鋼結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)行長(zhǎng)輸管道河流跨越施工，桁架跨越也是目前管道河流跨越施工中的常用施工方法。但是桁架跨越施工是將桁架的支墩架設(shè)在河床當(dāng)中，在施工過(guò)程中支墩會(huì)受到水流反復(fù)的沖刷，對(duì)河道泄洪造成一定的影響[4]；

（3）鋼拱橋跨越施工。鋼拱橋跨越施工是通過(guò)在河流上方架設(shè)鋼型拱橋形成較為穩(wěn)定的拱形結(jié)構(gòu)，這種拱形結(jié)構(gòu)受力比較均勻，視覺(jué)上較為美觀，易于施工且材料用量較少，在實(shí)際的施工當(dāng)中需要考慮河流的寬度，合理應(yīng)用鋼拱橋跨越施工 技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

在長(zhǎng)輸管道工程建設(shè)當(dāng)中河流穿跨越施工是比較常見的情況，河流穿跨越施工的難度大、復(fù)雜程度高，并且在施工過(guò)程中受環(huán)境因素的影響較大。針對(duì)長(zhǎng)輸管道河流穿跨越工程，必須要對(duì)各種施工方法進(jìn)行對(duì)比，綜合考慮各類影響因素，確保成熟管道河流穿跨越方案的合理性。