宋龍進，彭建國，耿勁松

（1.中石化管道儲運公司華東管道工程有限公司，江蘇徐州 221008；2.中國石油工程建設公司，北京 100011）

山區(qū)管道施工通道修筑及管溝開挖技術(shù)

宋龍進1，彭建國2，耿勁松1

（1.中石化管道儲運公司華東管道工程有限公司，江蘇徐州 221008；2.中國石油工程建設公司，北京 100011）

山區(qū)地段敷設油氣輸送管道時,由于沿線地形起伏較大、表面巖石不規(guī)則出露、遍布陡坡長坡、河谷縱橫、道路崎嶇,不像平原施工易于修出大型機械能施展開的施工便道和施工作業(yè)帶，給管道安裝、尤其大口徑管道安裝帶來巨大困難。文章針對不同的山體特點及地形地貌，分析了山區(qū)段管道施工通道修筑及管溝開挖技術(shù)，主要包括在橫坡、縱坡及其他特殊地段修筑施工通道技術(shù)和在橫坡、縱坡上開挖管溝技術(shù)。這些技術(shù)在川氣東送管道山區(qū)段線路施工中成功應用，保證了川氣東送管道工程的順利完工，可為今后同類山區(qū)段長輸管道工程施工借鑒。

山區(qū)地段；管道施工；通道修筑；管溝開挖

山區(qū)地段敷設油氣輸送管道時,由于沿線地形起伏較大、表面巖石不規(guī)則出露、遍布陡坡長坡、河谷縱橫、道路崎嶇,不像在平原地帶施工容易修出供大型機械施工的便道和作業(yè)帶，給管道安裝、尤其大口徑管道安裝帶來巨大困難。山區(qū)管道施工通道及管溝開挖工作是影響工程總體進度非常關(guān)鍵的工序，因此必須根據(jù)山體特點及地形地貌，制訂相適應的施工通道修筑及管溝開挖方案。

1 山區(qū)管道施工通道修筑技術(shù)

山地段地勢高低不平，為降低修筑難度，保證設備通行，應合理選擇修筑路線，一般沿管道平均3 km修建一條施工通道；施工通道要避開山體不穩(wěn)定地段，盡量在坡度變化較緩的地方修筑，盡量走山體的順坡而不走山體的橫披；當施工作業(yè)帶因遇陡坡斷頭時，還需分別在坡頂或坡腳修筑施工通道、溝邊通道；在沿施工作業(yè)帶內(nèi)修筑并貫通全線時，通道應選擇在作業(yè)帶內(nèi)地形較平坦、地勢較開闊的一側(cè)修筑，另一側(cè)留作開挖管溝、敷設管道用；修筑施工通道時，應盡可能利用原有的道路，對有利用價值的道路進行拓寬、推填、平整、碾壓，使其承載力和寬度均能滿足施工機械行走和操作的要求，無需做泥結(jié)石或碎石路面，在施工過程中，根據(jù)路面損傷情況隨時維護；山區(qū)土方工程應在發(fā)生泥石流、山洪、石崩、持續(xù)暴雨和雪崩等災害可能最小的時期進行。

1.1 橫坡上修筑施工通道

管道沿橫坡敷設時，由于橫坡容易造成滾管以及施工設備損壞，為保證設備及施工作業(yè)人員的安全，施工作業(yè)帶一般不宜出現(xiàn)大于8°的橫坡，因此在進行作業(yè)帶開拓時，其目標就是將橫向坡度降至8°以下，如圖1所示。

圖1 在橫坡上修筑施工通道示意

針對現(xiàn)場自然橫坡的具體情況，需采取如下措施：在地勢較為平緩的山間臺地或者坡度小于10°的平緩地段，應盡量利用施工作業(yè)帶，以減少施工工程量與征地面積；坡度為10°～20°時，可直接在斜坡上挖填土修建；坡度為20°～30°時，需在作業(yè)帶填方坡腳處修建擋土墻護坡，在地表松軟或易滑坡的地段打樁加固并用毛石砌筑，以保證施工作業(yè)帶安全可靠；坡度超過30°時，在必要的地段應繞行修筑施工便道，并通過修建分級式護坡，確保作業(yè)帶穩(wěn)固，墻體寬度可隨高度變化；對于坡度較大的長、陡地段，可修筑 “之”字形施工通道，在通道與管道交叉處修筑設備停放平臺。

當斜坡為黃土土質(zhì)時，可用單斗挖掘機和推土機進行挖填方、降坡、碾壓，人工配合修整；斜坡為基巖時，可先用人工清除表面附著物，再采用爆破松動后用機械或人工方式進行平整；對局部凹凸不平的小坡脊、沖溝和孤石，由于推土機無法通行，可采用爆破方式或巖石開鑿機粉碎突出的坡背和塊石，再用推土機清掃，人工或機械平整；當線路上空有電力線、附近有公路、民宅時，采取覆蓋被等防飛濺措施；對于坡度大于25°的地段，填方坡腳處要用塊石或袋裝土堆砌，以保證便道穩(wěn)固，在挖方坡頂處清除易松動滑落的孤石或土石方，以保證車輛通過安全。

1.2 縱坡上修筑施工通道

位于縱坡 （梯田或臺地）上的施工通道可采用挖高填低的施工方法，對梯田、臺地進行降坡處理，如圖2所示。

圖2 縱坡上修筑通道示意

當斜坡為梯田、臺地時，可用單斗挖掘機和推土機進行挖填方、降坡、碾壓，人工配合修整；對于石質(zhì)山坡地，可采用爆破后機械配合人工就地挖填方降坡的方式修建。

1.3 其他特殊地段修筑施工通道

1.3.1 需劈 （削）山段修筑施工通道

在需劈 （削）山段，可采用堆碼砂袋、填土堆砂袋堡坎、砌石等措施將原有道路加寬，必要時可打樁加固，填方區(qū)應夯實、壓平，如圖3所示。

圖3 需劈 （削）山地段修筑施工通道示意

1.3.2 公路銜接處修筑施工通道

施工通道與公路連接處，采用編織袋裝土進行鋪墊，保證通道與公路平緩過渡不至損壞公路和路肩。當路邊有排水溝時，應埋設過水涵管，如圖4所示。

圖4 與公路銜接處修筑施工通道示意

1.3.3 溝渠交匯處修筑施工通道

施工通道與不能斷流的溝渠交叉時，修筑通道前應預埋過水涵管，并用編織袋裝土進行填充鋪墊，或根據(jù)現(xiàn)場實際情況架設鋼結(jié)構(gòu)便橋，如圖5所示。

圖5 與溝渠交匯處修筑施工通道示意

1.3.4 河谷及沖 （洪）積地段修筑施工通道

河谷地帶和山坡坡腳處的沖 （洪）積地段，地下水位較高，地質(zhì)松軟，具有濕陷特性，此時采取地基強化措施修筑復合通道，底層先鋪墊較大的石塊，然后覆蓋碎石土層，呈梯形鋪墊下寬上窄，最后再碾壓平整，施工通道結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 河谷及沖 (洪)積地段處修筑施工通道示意

2 山區(qū)管道施工管溝開挖技術(shù)

2.1 橫坡上開挖管溝

在橫坡上開挖管溝時，如果橫坡大于或等于8°，需先修臺基，為線路提供施工場地，并保證管道運行時所需的正常維護管道的條件，臺基一般寬9 m左右，內(nèi)側(cè)3 m寬部分供修筑邊溝和管溝，外側(cè)6 m寬部分供施工機械通行，彎曲地段上臺基寬度應增加1.4～3 m。

臺基修筑分兩種類型，一類是一半是挖方，一半是填方，填方用于通行施工機械，如圖7所示；另一類是不利用棄土，臺基全部開挖出來，如圖8所示。第一種類型適用于坡度在18°以下的斜坡，第二類適用于坡度超過18°的斜坡地帶。

圖7 半挖方—半填方土臺基示意

圖8 全部開挖臺基示意

2.2 縱坡上用機械開挖管溝

施工機械在縱坡上挖溝，必須考慮其是否穩(wěn)定，是否能正常操作。施工機械的穩(wěn)定性與坡度的大小、土壤的類別、土壤的性質(zhì)及狀態(tài)、機械和土壤接觸的狀態(tài)有關(guān)。施工機具正常操作的極限坡度，就是機具在斜坡上開始自動打滑的臨界坡度，如圖9所示。

圖9 挖掘機穩(wěn)定狀態(tài)受力分析

αf

臨界坡度可用下式計算：

式中 αf——計算臨界坡度 （°）；

f——鋼在泥土上的滑動摩擦系數(shù)。

極限坡度 （αj）為穩(wěn)定安全系數(shù)采用1.5時的計算臨界坡度，即αj=αf/1.5；計算結(jié)果見表1，供參考。

表1 鋼在各種土壤上的摩擦系數(shù)和極限坡度

當施工坡度超過極限坡度時，為使施工機具不下滑，可施加外力拉住施工機具，機具不下滑所需的拉力H可用公式 （2）、 （3）計算。

在非黏性土上：在黏性土上：

式中H——機具不下滑所需的拉力/N；

K——機具穩(wěn)定安全系數(shù)，K>1時，機具穩(wěn)定；K<1時，機具不穩(wěn)定，為保證機具安全操作，取K≥1.5：

Q——機具的質(zhì)量/kg；

g——重力加速度，g=9.81 m/s2；

α——縱坡坡度/（°）；

φ——土壤內(nèi)摩擦角/（°）；

C——機具與土壤之間的嚙合力/Pa；F——機具與土壤的接觸面積/m2。求出H后，就可以計算拖拉施工機具的鋼絲繩直徑，按施工需要采取適當措施在坡頂提供拉力，保障施工機具的穩(wěn)定。也有一些特殊的情況，例如：雨天在松土地面上挖溝時，不論坡度如何，施工機械必須用拖拉機等拖住施工，該拖拉機必須放在斜坡頂部。

3 結(jié)束語

山區(qū)段管道施工通道修筑及管溝開挖技術(shù)，在川氣東送管道山區(qū)段線路施工中成功應用，保證了川氣東送管道工程的順利完工，可為今后同類山區(qū)段長輸管道工程施工提供借鑒。

Technology of Building Construction Access Roads and Excavating Trenches in Mountainous Area Pipeline Construction

SONG Long-jin（East China Pipeline Engineering Construction Co.,Ltd.,SINOPEC Pipeline Storage and Transport Company， Xuzhou 221008， China）,PENG Jian-guo,GENG Jin-song

Because of undulating terrain,irregular exposed surface rocks,spread steep slopes and long slopes,crisscross valleys and rugged roads along pipeline routes in mountainous areas,the pipeline laying in mountainous areas,unlike in plain,is hard to build construction access road and operating zone for large machinery running,and brings great difficulties to pipeline installation,especially to large diameter pipeline installation.This article analyses the technology of building construction access roads and excavating trenches in pipeline construction in mountainous areas according to different characteristics of mountains and terrains,including the technology of building access roads in cross slope,longitudinal slope and other special sections，and the technology of excavating trenches in cross slope and longitudinal slope.These technologies were successfully applied in the mountainous pipeline construction of Sichuan to East Gas Transmission Pipeline and ensure that the Sichuan to East Gas Pipeline Project completed successfully.It can provide reference for future similar long-distance pipeline construction projects in mountainous areas.

mountainous area;pipeline construction;building construction access road;trench excavation

10.3969/j.issn.1001-2206.2012.05.025

宋龍進 （1982-），男，江蘇如皋人，工程師，2004年畢業(yè)于中國石油大學 （華東）過程裝備與控制工程專業(yè)，現(xiàn)從事管道搶維修和技術(shù)質(zhì)量管理工作。

2011-08-31；

2012-06-04