西气东输管道穿越工程设计探讨 论文一 　　西气东输管道工程穿越设计探讨 　　西气东输管道工程中长庆院设计第12标段、第13标段，土建专业仅设计线路部分的穿跨越，包括穿越宁夏、陕西境内的黄河干渠、冲沟、河流、国省道路、古长城等。具体如下：穿越干渠14处；冲沟34处；道路13处；河流24处；穿越古长城2处； 　　1冲沟穿越 　　穿越冲沟的方式：对边坡比较稳定的冲沟，可直接穿越，边坡加防护措施，沟底深埋。穿越冲沟的加固措施应采取导流排水、边坡加固及植物护坡措施等综合治理方法，并应防止冲沟的溯源侵蚀。 　　对于管道埋设至河床基岩以下大于0.5米的冲沟穿越宜采用现浇混凝土进行稳管；对于管道埋设在砂质和砂卵石河床的冲沟穿越，宜采用混凝土加重块或混凝土连续覆盖层进行稳管。 　　对于大口径的管道穿越在设计阶段冲沟穿越均采用大弯头、小开挖的方式，而实际应采用小弯头、大开挖的方式。因为在12标段2处穿越非常有代表性：管道一公司施工冲沟将设计采用的大于13º的弯头均用11º的弯管代替，开挖坡度控制在20º-25º，管道坡度同样控制在20º-25º，并且施工设备可以利用开挖后的坡度；管道四公司施工冲沟未改设计，这样减少了土方量，但是为了使施工设备通过冲沟，同样将开挖坡度控制在20º-25º，给焊接管道增加困难。 　　2公路穿越 　　本项目工程管道穿过高速公路、等级公路，管道穿越等级公路一般采用顶管方式。由于工程管道管径大，不能随意改变方向，除高速公路和高等级公路外，管道直接穿过公路可以交角较小，这样穿越长度稍长，但可减少管道长度和弯头数量。本次设计高速路处于正在建设时期，西气东输管道分公司已与相关部门协商提前予埋了钢筋混凝土套管，本次设计仅给出工程量。 　　管道穿越国道、省道、专用公路等等级公路均采用套管保护，套管顶的埋深≥1.2米，套管应伸出路基坡脚或边沟外2米。 　　乡村公路一般采用直接开挖沟敷设方式。 　　由于部分道路处于岩石段，穿越采用了大开挖的方式，但是由于对交通的影响大，所以改为顶管穿越，实际上在部分岩石段表面为风化岩石。 　　设计前与道路管理部门的设计协议的签定是非常必要的，本次设计前与各管理部门均签定了设计协议所以施工较为顺利。 　　3干渠穿越 　　由于干渠不能够直接开挖，设计采用顶管穿越。但是干渠深度、宽度较大施工困难，施工作业带深度达到6米左右，会对干渠的安全构成危险。如与水利部门协商可以进行大开挖，则可以直接敷设管线，然后将干渠恢复原状，但是干渠面层为混凝土保护面层则大开挖破坏范围较大，并且工程量大、地区范围大。沿渠岸一般均有沙石道路，设计为跨越对干渠道路有影响且外露的长度大。 　　在施工过程中，由于水渠部门的影响，此次设计穿越方式未能施工，水渠管理部门委托宁夏水利水电设计院另行设计，具体的做法主要：渠堤砌护长度为管道中心线上下游各50m，水渠砌护范围过大，穿越段设钢筋混凝土涵管，水渠渠面各种防渗措施设计均有，渠面为浆砌石护面，并且必须在9月的停水期施工，施工时间仅有30天，由于线路穿越干渠次数多，部分穿越角度小于45º，设计代表在施工过程中，在穿越两端增加弯头或者弯管，以减少穿越长度，实际投资增加了，所以在今后的设计中应重视穿越位置选择。 　　4中小型河流穿越 　　管道经过中小型河，直接开挖，如果河流流量大，可采用导流形式开挖。管道穿越大中型河流时，管顶埋深设至河床稳定层以下1.0米，穿越小型河流时，管顶埋深设至河床稳定层以下0.5米， 　　对于管道埋设至河床基岩以下大于0.5米的河流穿越宜采用现浇混凝土进行稳管；对于管道埋设在砂质和砂卵石河床的河流穿越，宜采用混凝土加重块或混凝土连续覆盖层进行稳管。 　　河流护岸的设计应根据施工放坡的范围确定，例如：红柳河穿越设计按45º，但是实际放坡为20º-25º，这样与设计给的工程量差别较大。 　　护岸的设计、施工应根据周围地形结合考虑，例如：苦水河穿越2003年5月施工完成，护岸也完成，但是东岸有400米长、坡度大于25º的坡未施工水工保护，线路施工到10月开始，经过7、8、9月的雨季后，东岸的水工保护破坏严重，到了10月不得不拆除重新施工。 　　5穿越已建的地下管道应在悬空长度之两端应做临时支承护坡，施工过程中，不得损坏防腐保温层，以及在悬空管道上施加任何外荷载。分层夯实覆盖土。前段未完，不得开挖后段。一般管道悬空时间最长不宜超过１０天。在勘查阶段应实地查明地下构筑物，存在时间长的不应该遗漏。 　　古长城穿越 　　管道穿过古长城共计2处，管道穿越一般采用顶管方式。施工单位、设计单位与文物保护部门及相关部门协商确定了古长城地基的埋深，采用顶管方式穿越古长城。 　　穿越方式 　　1顶管穿越一般用于管道穿越等级公路和干线铁路工程。顶管穿越长度一般设计为40m，在公路（干渠）一侧选定一个施工场地(一般在作业带范围内即可)，挖槽布置设备，用千斤顶顶钢筋混凝土套管，并从管内不断挖出弃土。穿越过程中，在布管侧开挖好发送沟，并进行管道组装焊接。 　　2导流开挖，一般用于中小型河流、塘、库、堰、渠等管道穿越工程。通常用草袋土筑成围堰，导流，抽水、开挖、敷管填埋后，拆除围堰，再施工另一半。该方式在河床平坦地区较多采用。对于流量小的河流直接用开挖后的土筑成围堰，中间增加排水管，可以一次施工完成。 　　3当采用定向钻穿越大型河流、中型河流、鱼塘等连续的水域、高速公路时，对于大中型河流，穿越的入土、出土点要选择在距离大堤80~100m以外处，对于其他穿越，也应留出一定距离。定向钻穿越的入土角应选为9~12º，出土角应选为4~8º，曲率半径1500D。 　　定向钻穿越入土点距曲线起点的最小距离应为20m，管线位于河床下的最小埋深不小于6m。 　　定向钻穿越工程，一岸应有钻机与泥浆池、蓄水池场地，另一岸应有管线组装场地。 　　标准图 　　1干渠穿越 　　由于宁夏地区分布有许多引黄工程灌渠、渡槽是农业的生命线，如果渠为混凝土面层，采用顶管穿越，顶管的长度为2米的倍数，一般渠边有砂石路，顶管的范围为：渠顶宽+2x2(米)。部分干渠面层属于混凝土预制块，如果经协商可以进行大开挖直接埋设，然后将干渠恢复原状。管顶距渠底面距离不小于1.5米。如果采用穿越段设钢筋混凝土涵管，管顶距涵管顶面距离不小于1.2米。 　　2小型河流（冲沟）穿越 　　管道经过小型河（冲沟），直接开挖，如果河流流量大，可采用导流形式开挖。管道穿越小型河流（冲沟）时，管顶埋深设至河床稳定层以下0.5米，两端水平延伸与线路相接。如果线路断面图与标准图不附以线路图为准。 　　对于管道埋设至河床基岩以下大于0.5米的河流（冲沟）穿越宜采用现浇混凝土进行稳管；对于管道埋设在砂质和砂卵石河床的河流（冲沟）穿越，宜采用混凝土加重块、混凝土连续覆盖层进行稳管。 　　冲沟（河流）两岸的护坡进行加固并做好截水、排水措施。在管线所处的坡顶均应加截水墙，防止坡顶、梁上的汇水顺流沿管沟汇流，导致护坡面破坏，措施如下： 　　a20°～30°，长度大于30m的斜坡都采取地表排水措施，每隔8m~10m设置灰土（3:7）挡土墙，尽可能使水流分散以避免向管线方向汇水 　　b坡度大于30°的斜坡，每隔8m~10m设毛石挡土坎，每个挡土坎上方设截水墙，管沟底部及回填土层必须夯实，压实系数不小于0.93。 　　3小型河流（冲沟）跨越 　　管道经过小型河（冲沟），部分小型河（冲沟）切深3-6米，沟宽度10-20米，且工程地质表明洪水位与沟深相同，如果设计为跨越必须高出洪水位2米，2个90°弯头的长度大于12米，设计为跨越不合理。如果管线按两端的埋深水平通过，洪水位比官线底2m则设计跨越是不合理的，基础支墩距离沟边大于等于4米，本设计标段跨越共计4处，跨度均不超过25米，并且设计了护坡。 　　不能跨越通过时，则设计为穿越，管底有2种形式：U型V型前后的管线连接。 　　施工建议 　　1施工前，施工单位及业主必须与相关部门联系，取得施工许可证及解决现场施工可能产生的问题。 　　2此地区的冲沟（河流）枯水期约在5~6月和12月~次年2月间，建议为施工期。冲沟（河流）推荐采用导渠引流，基岩部分管沟采用钻孔埋小剂量炸药爆破，然后人工清挖成型。根据岩石的性质和施工单位技术水平，也可人工开挖。 　　3对施工提出下列要求和建议：缩短施工周期，采用边开挖、边铺管、边回填、边治理、边种植的流水作业施工。尽量缩小施工作业带的宽度，固定施工便道、料厂。合理堆放弃土，充分利用天然洼地铺放沙土，种植林草。保护植被，严禁滥砍、滥伐、滥烧。 　　4部分冲沟两岸均为砂土，管沟回填的方法：采用一层沙然后铺一层柳条，直到管沟回填完；河床为粉土层厚度大，在施工毛石护坎（挡土墙）时底部处理采用：先打柳木桩之后再砌筑护坎（挡土墙）；由于此地区部分地方毛石运输、价格等因素的影响，有些陡坎高度不大，不受洪水冲刷的影响，采用草袋子内装2:8灰土做为护坎，角度可以从45°到80°不等。 　　 山东荣山管道工程有限责任公司,水平定向钻机施工的专业单位,15年的非开挖工程施工经验,在不开挖地表面情况下进行管道穿越施工,掌握非开挖领先技术的专业单位,拥有多种型号的水平定向钻(HDD)设备,承接管道穿越工程、非开挖穿越公路、非开挖管道穿越工程，铺设石油管道、通信电力管道、天然气管道、自来水管道等各类管线工程。