劉 翼，王耀忠，沈飛軍，吳 銳，金 鑫，李德明，崔 迪

（1.中國(guó)石油西氣東輸管道公司，武漢 430074 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 工程學(xué)院，武漢 430074）

控制性開(kāi)挖沉管作業(yè)在現(xiàn)役管道不停輸移動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)用

劉 翼1，王耀忠1，沈飛軍1，吳 銳2，金 鑫1，李德明1，崔 迪1

（1.中國(guó)石油西氣東輸管道公司，武漢 430074 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 工程學(xué)院，武漢 430074）

以忠 武輸氣管道榔坪河谷沉管工程為背景，結(jié)合場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)條件，采用控制性開(kāi)挖沉管作業(yè)對(duì)該漂管進(jìn)行沉管復(fù)位施工設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了控制性開(kāi)挖沉管作業(yè)技術(shù)在現(xiàn)役管道不停輸移動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)用。該控制性開(kāi)挖沉管作業(yè)施工達(dá)到了預(yù)期效果，在受限條件下管道沉管施工既防止了重力式混凝土擋渣墻因施工擾動(dòng)發(fā)生傾覆對(duì)管道和施工人員造成的毀滅性災(zāi)難的重大安全隱患，又使管道的沉降深度得到了提升（由原設(shè)計(jì)最大沉降量Δ＝－1 m提升至Δ＝－1.5 m）。該方案在忠 武輸氣管道榔坪河谷沉管工程上取得了成功，可為其他類似管道工程提供指導(dǎo)。

管道；漂浮；控制性開(kāi)挖；沉管

2011年7月受特大暴雨沖刷影響，管道在湖北省長(zhǎng)陽(yáng)縣榔坪鎮(zhèn)沿榔坪河谷敷設(shè)ZW304＋450、ZW306＋060段發(fā)生漂管險(xiǎn)情，造成管段裸露。管道軸向、水平方向均發(fā)生變形。局部管道產(chǎn)生形變疊加，嚴(yán)重威脅管道運(yùn)行安全。

根據(jù)《忠縣－武漢輸氣管道長(zhǎng)陽(yáng)縣段線路工程地質(zhì)勘察報(bào)告》［1］，該段管道主要在河漫灘敷設(shè)，主要地層巖性為卵石和砂礫石、細(xì)砂組成，成分以灰?guī)r為主，厚度大卵石層厚度為0.5～0.8 m，0.8 m以下為砂礫石層，地下水位深度0～1.5 m，水質(zhì)較好，對(duì)管道弱腐蝕。該段河道最大沖刷深度為1.93 m。

2012年3月對(duì)兩處管段實(shí)施沉管復(fù)位施工。ZW306＋060段管道管頂最小埋深為0.06 m；在里程0＋135—0＋285段埋深在0.06～1 m之間，沉管段長(zhǎng)度為150 m，兩側(cè)過(guò)渡段長(zhǎng)度均取100米。管道兩側(cè)5～10 m外為高速公路修建重力式混凝土擋渣墻，墻背后棄渣高度在30～50 m之間。擋墻墻高8 m，部分地段基礎(chǔ)已懸空。如在此地段進(jìn)行沉管工程施工存在重大的安全隱患［2－5］。原管溝開(kāi)挖一次成型單獨(dú)設(shè)明渠導(dǎo)流設(shè)計(jì)方案出于安全考慮，擋渣墻基礎(chǔ)前一定范圍內(nèi)（條件允許的地段＞3 m）不允許開(kāi)挖，以減少對(duì)擋渣墻的擾動(dòng)。兩側(cè)擋渣墻間最小間距為13 m，留出擋渣墻安全距離和導(dǎo)流溝寬度后，因受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境限制，設(shè)計(jì)單位按常規(guī)方法通過(guò)計(jì)算得出管道最大沉降量Δ＝ －1 m。

為保證沉管工作順利開(kāi)展，結(jié)合管道完整性、可操作性、安全性等情況，本文對(duì)比分析兩個(gè)管溝開(kāi)挖實(shí)施方案：管溝開(kāi)挖一次成型單獨(dú)設(shè)明渠導(dǎo)流；控制性單側(cè)開(kāi)挖管溝分次成型、導(dǎo)流渠與管溝合并設(shè)置［6－8］，并選擇第二方案，在受限條件下管道沉管施工中防止了重力式混凝土擋渣墻因施工擾動(dòng)發(fā)生傾覆對(duì)管道和施工人員造成的毀滅性災(zāi)難的重大安全隱患，又使管道達(dá)到了理想沉降深度，在忠 武輸氣管道榔坪河谷沉管工程上取得了成功應(yīng)用。

1 K306＋060段管道沉降值Δ的確定

1.1 管道最大允許跨度確定

根據(jù)《現(xiàn)役管道的不停輸移動(dòng)推薦作法》附錄E計(jì)算如下：

式中：S為管道彈性截面模量，W為單位長(zhǎng)度輸氣管道重量，SA為管道軸向彎曲應(yīng)力。

經(jīng)計(jì)算，最大允許跨度為30.1 m?？紤]到在實(shí)際施工中，焊口部位比較脆弱，布置支撐墩時(shí)應(yīng)避開(kāi)環(huán)形焊口。結(jié)合單根管道長(zhǎng)度和計(jì)算出的最大允許跨度，確定直管段支撐間距不得大于20 m。

1.2 沉降量確定

根據(jù)勘測(cè)資料：ZW306＋060段管道管頂最小埋深為0.06 m；根據(jù)《忠縣－武漢輸氣管道長(zhǎng)陽(yáng)縣段線路工程地質(zhì)勘察報(bào)告》［1］：該段河道最大沖刷深度為1.93 m。管道兩側(cè)5～10 m外為公路擋渣墻，管溝開(kāi)挖深度受限，管道只能沉降到一定深度。分析現(xiàn)場(chǎng)情況，擋渣墻為重力式擋土墻，墻高8m，0＋135—0＋285段基礎(chǔ)已裸露，出于安全考慮，擋渣墻基礎(chǔ)前一定范圍內(nèi)不允許開(kāi)挖，以減少對(duì)擋渣墻的擾動(dòng)。兩側(cè)擋渣墻間最小間距為13 m，留出距擋渣墻安全距離和導(dǎo)流溝寬度后，開(kāi)挖管溝最大上開(kāi)口寬度為6 m，考慮管溝下底寬2.5 m，則可推算出開(kāi)挖深度為1.7 m，如解決了擋渣墻基礎(chǔ)距管道最近段的穩(wěn)定性、同時(shí)解決地表水的沖刷、地下水的涌出等問(wèn)題，管道最大沉降量Δ＝ －1.5 m理論上可以實(shí)現(xiàn)。

2 施工流程設(shè)計(jì)

2.1 定位測(cè)量

施工前要與忠武輸氣管道轄區(qū)分輸站取得聯(lián)系，由設(shè)計(jì)單位到現(xiàn)場(chǎng)指定ZW306＋060樁的準(zhǔn)確位置及管道的大體走向。分別由ZW306＋060樁點(diǎn)所在位置開(kāi)始，用RD4000PCM“雷迪”管道探測(cè)器將沉管區(qū)段內(nèi)的忠武管道進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并在地面釘木樁作出明顯標(biāo)記，木樁間距不＞10 m。在木樁上要求標(biāo)明管道的實(shí)際埋深，并做好相應(yīng)的記錄。管道定位后按照設(shè)計(jì)圖給出的相關(guān)位置，將需沉管段在實(shí)地放線測(cè)量確定兩端點(diǎn)并設(shè)標(biāo)記樁定位，然后從兩端點(diǎn)開(kāi)始沿管道中線位置向外各延伸需沉管過(guò)渡段長(zhǎng)度并在端點(diǎn)設(shè)標(biāo)記樁定位，將需沉管段加上兩端過(guò)渡段之和作為整個(gè)沉管開(kāi)挖管溝長(zhǎng)度。

用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量高程，用百米尺確認(rèn)管道長(zhǎng)度，定位測(cè)量后為驗(yàn)證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，任意選擇幾處標(biāo)記點(diǎn)采取人工開(kāi)挖探坑的方式，核對(duì)測(cè)量位置、深度等數(shù)據(jù)是否與實(shí)際相符。探坑開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)采取有效措施，防止對(duì)管道防腐層造成損傷。

2.2 拆除搶險(xiǎn)時(shí)保護(hù)措施

2.2.1 沿沉管區(qū)域在施工前每隔50 m開(kāi)挖井點(diǎn)降水坑，坑深6 m。并設(shè)置￠200抽水泵8臺(tái)。24小時(shí)抽水降低施工區(qū)域的地下水位，直至沉管結(jié)束。

2.2.2 拆除護(hù)坦、硬覆蓋及管段管頂覆土清除。在沉降段內(nèi)拆除作業(yè)帶區(qū)域內(nèi)的護(hù)坦及硬覆蓋，根據(jù)前期定位測(cè)量及人工開(kāi)挖探坑的結(jié)果，逐段按照管道的埋深開(kāi)挖管頂覆土，每隔11 m設(shè)置1 m×1 m×1 m支墩和壓墩。開(kāi)挖前應(yīng)首先試挖一點(diǎn)以核對(duì)前期測(cè)量結(jié)果，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行連續(xù)開(kāi)挖。

2.2.3 管道暴露后，在補(bǔ)傷完成后采取全管段上覆蓋編織袋砂袋的方式防止防腐層在施工時(shí)再次損壞及管道在解除上層土束縛后變形量過(guò)大。

2.2.4 在開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)根據(jù)需要，在管溝內(nèi)每10～20 m設(shè)置一個(gè)積水坑，坑內(nèi)設(shè)置水泵，隨時(shí)排除管溝內(nèi)積水。

2.3 管道測(cè)量

管道暴露后，用水準(zhǔn)儀對(duì)管道縱斷面標(biāo)高和平面位置進(jìn)行復(fù)測(cè)，對(duì)管位、彎管等進(jìn)行準(zhǔn)確定位，同時(shí)應(yīng)及時(shí)記錄相關(guān)信息并根據(jù)復(fù)測(cè)后實(shí)際情況確定或調(diào)整相應(yīng)的沉管方案和實(shí)施措施。

2.4 過(guò)渡段的調(diào)配

在對(duì)管道縱斷面標(biāo)高和水平位置進(jìn)行復(fù)測(cè)及對(duì)管位、彎管等進(jìn)行準(zhǔn)確定位后，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整分配兩側(cè)過(guò)渡段的長(zhǎng)度以滿足實(shí)際沉管的需要。

2.5 無(wú)損探傷

復(fù)查忠武管道在該段內(nèi)的竣工資料，檢查鋼管出廠合格證及相應(yīng)的焊接檢驗(yàn)記錄，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)判斷焊口是否合格。對(duì)有異常情況的環(huán)焊縫和彎管等特殊管段焊口必須進(jìn)行無(wú)損探傷檢測(cè)并形成相關(guān)檢驗(yàn)記錄。

2.6 防腐補(bǔ)口

根據(jù)探傷結(jié)果對(duì)防腐層破損處用的粘彈體進(jìn)行補(bǔ)傷；拆除沉降段內(nèi)環(huán)形焊縫原有全部熱收縮套，用電動(dòng)鋼絲刷清除殘留物，最后用中央制塑冷纏帶按照企業(yè)規(guī)范對(duì)環(huán)形焊縫及粘彈體填充部分進(jìn)行纏繞保護(hù)施工，冷纏帶需要用電吹風(fēng)邊吹邊纏繞。

2.7 設(shè)標(biāo)記樁

將沉管段長(zhǎng)度以及兩側(cè)過(guò)渡段按間隔5 m等分設(shè)標(biāo)記樁并編號(hào)（編號(hào)從0起）。

2.8 起吊墩設(shè)置

采取導(dǎo)鏈法沉降，需要設(shè)置起吊墩。在每間隔11m標(biāo)記樁處設(shè)置起吊墩，起吊墩的位置應(yīng)該避開(kāi)管道環(huán)焊縫位置，距離不小于3 m，支墩坑尺寸為：底口4 m（寬）×3 m（長(zhǎng)），坡比為1：0.33，管線支墩坑全部采用人工開(kāi)挖，支墩采用編織袋裝沙壘砌，兩側(cè)與管溝壁填塞嚴(yán)實(shí)，避免塌方。根據(jù)管溝開(kāi)挖后管位實(shí)際情況，為防止沉管過(guò)程中造成應(yīng)力集中，在彎管兩側(cè)和中間部位必須增設(shè)支墩。支墩開(kāi)挖時(shí)應(yīng)采用抽水泵及時(shí)將坑內(nèi)積水排出，確保支墩牢固穩(wěn)定。

2.9 管溝開(kāi)挖

支墩施工完畢后，管線兩側(cè)5 m采用人工方式開(kāi)挖管溝。管溝開(kāi)挖前將管道上的壓重袋全部移到支墩上面，以免影響管溝開(kāi)挖，為便于管道下沉操作，管溝底寬為6.5 m，管溝深度應(yīng)超挖200 mm。5 m以外開(kāi)挖采取機(jī)械方式，邊坡坡度1∶1.5，兩側(cè)用雙層沙袋砌護(hù)，防止塌墩，根據(jù)具體情況適當(dāng)加鋼管支護(hù)，發(fā)現(xiàn)管邊有滑塌跡象者及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。

2.10 管道沉降

2.10.1 導(dǎo)鏈法 需按50 cm下沉量為一個(gè)階段，在每階段下沉操作完成后，對(duì)管道應(yīng)進(jìn)行一次環(huán)焊縫外觀檢查。在沉降達(dá)到最大沉降量的1／2時(shí)，應(yīng)對(duì)特殊的環(huán)焊口進(jìn)行一次超聲波檢查，檢查合格后方可進(jìn)行下一階段的沉管。為了不使管道縱向受壓，防止彎頭產(chǎn)生變形，在沉降過(guò)程中，應(yīng)采取措施保證彎管整體沉降。（如有彎管或彎頭）

為保證管道位移時(shí)均勻受力，管道在位移時(shí)應(yīng)每隔11 m，設(shè)置吊點(diǎn)，吊點(diǎn)采用編織袋砌筑的固定起吊墩上架設(shè)6 m長(zhǎng)的φ315無(wú)縫鋼管作為橫擔(dān)架設(shè)，鋼絞線環(huán)扣穿橫擔(dān)連接10 T手動(dòng)葫蘆，通過(guò)指揮使得位移能夠統(tǒng)一協(xié)調(diào)進(jìn)行，避免在位移過(guò)程中出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。為保證下沉操作安全，在每處應(yīng)配備起吊設(shè)備不少于3臺(tái)。并且應(yīng)配置足夠數(shù)量的橫擔(dān)和手動(dòng)葫蘆等設(shè)備。下沉操作時(shí)，管溝內(nèi)嚴(yán)禁站人。為便于管道下沉操作，一般段管溝底寬不應(yīng)小于3.0 m。

具體步驟：沉降前應(yīng)對(duì)管道外防腐層進(jìn)行一次全面的電火花檢漏，在確認(rèn)管道無(wú)損傷之后進(jìn)行管道沉降工作。如有損傷及時(shí)補(bǔ)傷，補(bǔ)傷完成后為避免防腐層在沉降過(guò)程中在次損壞對(duì)管線全段包裹毛氈。沉管過(guò)程按照單雙數(shù)支墩分別下降的次序來(lái)進(jìn)行。首次利用起吊裝置從編號(hào)為1的支墩開(kāi)始依次將編號(hào)為單數(shù)的支墩處管道吊起離開(kāi)支撐墩，起吊高度以管道離開(kāi)支墩為準(zhǔn)，同時(shí)撤掉一層沙袋（約100 mm），沙袋堆放在管溝邊上，然后將管道緩慢回落，待全部編號(hào)為單數(shù)的支墩撤掉一層沙袋后管道承重于雙號(hào)支墩上，再按照相同的方法將編號(hào)為雙號(hào)的支墩上的管道依次吊起并撤掉兩層沙袋，然后緩慢回落直至管道落在單號(hào)支撐墩上。為了不使管道受壓，防止彎管產(chǎn)生變形，在沉降過(guò)程中，應(yīng)在彎管兩側(cè)設(shè)置吊點(diǎn)保證彎管隨直管段整體垂直沉降，確保彎管段不發(fā)生角度改變，不產(chǎn)生應(yīng)力集中，示意如圖1。

圖1

管溝底部采用回填細(xì)土鋪墊，厚度約為200 mm，管道頂部300 mm以下采用編織袋袋裝土堆填，管頂1.0 m以下部分管溝全部采用人工回填卵礫石。

過(guò)渡段范圍內(nèi)自沉管端點(diǎn)至開(kāi)挖端點(diǎn)逐漸減少各個(gè)支墩的沉降量，各支墩的具體沉降量根據(jù)《現(xiàn)役管道的不停輸移動(dòng)推薦做法》計(jì)算方法來(lái)計(jì)算確定。

在沉降至設(shè)計(jì)標(biāo)高一半時(shí)對(duì)相關(guān)環(huán)焊口進(jìn)行一次無(wú)損探傷復(fù)檢，并比照初始記錄判定是否存在缺陷損傷和擴(kuò)展。確認(rèn)無(wú)誤后再繼續(xù)沉降直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2.11 沉降量數(shù)字化控制

沉管測(cè)量，是指挖出管道到沉管結(jié)束整個(gè)過(guò)程中的測(cè)量。當(dāng)管道頂裸露在外時(shí)對(duì)管道進(jìn)行測(cè)量，測(cè)出管頂標(biāo)高，作為整個(gè)沉管測(cè)量的控制測(cè)量。根據(jù)設(shè)計(jì)給的沉管后最終管頂標(biāo)高，計(jì)算出管道的總沉降量。（總沉降量＝裸露時(shí)管頂標(biāo)高－設(shè)計(jì)給的沉管后管頂標(biāo)高）當(dāng)整個(gè)管道懸空、做好支撐后對(duì)管道頂再次進(jìn)行精確測(cè)量，得出管頂標(biāo)高，根據(jù)設(shè)計(jì)給的沉管后最終管頂標(biāo)高，計(jì)算出管道的沉管過(guò)程沉降量。（沉管過(guò)程沉降量＝管道懸空時(shí)管頂標(biāo)高－設(shè)計(jì)給的沉管后管頂標(biāo)高）得出沉管過(guò)程沉降量后，用標(biāo)桿法對(duì)整個(gè)沉管過(guò)程進(jìn)行測(cè)量控制，這種測(cè)量法既操作簡(jiǎn)單，又醒目可見(jiàn)。（如圖2所示）

圖2 標(biāo)桿法沉管測(cè)量示意圖

標(biāo)桿的制作，標(biāo)桿選用直的、光滑的、比較堅(jiān)硬的桿子。在桿子上面做好10 cm為單位的刻度。為了醒目其間，標(biāo)桿可做成紅、白相間。標(biāo)桿的長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際所需的長(zhǎng)度確定。標(biāo)桿穿進(jìn)指針套管，一端用膠帶固定在管道上。橫梁選用直的且堅(jiān)硬的桿子，兩頭要牢固的固定在起吊墩上，使橫梁不要擺動(dòng)。指針采用比標(biāo)桿稍粗一點(diǎn)的塑料套管，固定在管道正上方的橫梁上。在正對(duì)指針套管下口的標(biāo)桿處用藍(lán)顏色的塑料膠帶做標(biāo)記，在標(biāo)桿的上方標(biāo)出已計(jì)算好的沉管過(guò)程沉降量做好標(biāo)記。等管道下沉到，指針套管的下口指到標(biāo)桿最上方的標(biāo)記處證明管道沉降到位。

沉管作業(yè)全部做完之后，對(duì)管道進(jìn)行最終測(cè)量，測(cè)出管道頂標(biāo)高。最終測(cè)量的目的是對(duì)管道總沉降量的校核，確認(rèn)管道以達(dá)到設(shè)計(jì)要求下沉的位置。

用標(biāo)桿法對(duì)沉管過(guò)程進(jìn)行控制測(cè)量醒目、直觀、簡(jiǎn)單，既是普通工人給他稍作說(shuō)明他也會(huì)懂，在整個(gè)過(guò)程中也利于操作。橫梁、標(biāo)桿可二次利用，大大的降低了成本。在技術(shù)上有著明顯的改進(jìn)，以前沉管過(guò)程中的測(cè)量，是拿竹竿代替標(biāo)桿用或用鋼卷尺直接量，這些做法都不科學(xué)更不便于操作，對(duì)沉管精確度的影響非常大。標(biāo)桿法直接從目視的角度轉(zhuǎn)變到了數(shù)字化，既科學(xué)有便于操作。

2.12 無(wú)損探傷復(fù)核

管道確定到達(dá)設(shè)計(jì)高度后，再次對(duì)上述環(huán)焊口進(jìn)行無(wú)損探傷，以確定管道是否存在損傷。

2.13 防腐補(bǔ)口、補(bǔ)傷

補(bǔ)口：清除失效的補(bǔ)口絕緣層、機(jī)械除銹達(dá)St3、兩側(cè)的PE帶表面打毛、纏粘彈體一層、安裝熱收縮帶；

補(bǔ)傷：清除失效的補(bǔ)傷絕緣層、機(jī)械除銹達(dá)St3采用比損傷處實(shí)物各邊緣大于10 cm的粘彈體進(jìn)行補(bǔ)貼，然后沿軸線方向在距損傷處兩邊各150 mm寬之處纏繞高壓絕緣膠帶。

2.14 管溝回填

管道沉降至設(shè)計(jì)標(biāo)高前應(yīng)預(yù)先在管溝底部鋪墊厚度200 mm的細(xì)土墊層。管道頂部300 mm以下采用編織袋袋裝土堆填。管頂1.0 m以下部分管溝全部采用人工回填。人工填到管頂1.0 m后改為挖掘機(jī)回填，分層壓填密實(shí)至地表高度。

2.15 地貌恢復(fù)、水工設(shè)施設(shè)置和恢復(fù)

管溝回填后及時(shí)恢復(fù)地貌。原有的標(biāo)志樁、陰保樁按原位置設(shè)立。拆除施工臨時(shí)堆砌的截水壩和堰體，平整場(chǎng)地?；謴?fù)河道。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

由于ZW306＋060段管中心距擋墻基礎(chǔ)小于距離為0.87 m，施工受限。在對(duì)ZW306＋060段沉管治理工程施工過(guò)程中需采用管溝控制性分層開(kāi)挖及在未成型管溝單側(cè)多次設(shè)置導(dǎo)流渠和對(duì)管道兩側(cè)重力式擋渣墻基礎(chǔ)采取了打木樁、砌筑編織袋擋土墻的施工措施。通過(guò)控制性開(kāi)挖施工保證管溝成型及最大限度的減少了外運(yùn)土的工作量并在施工過(guò)程中實(shí)時(shí)對(duì)管道兩側(cè)重力式擋渣墻進(jìn)行位移和形變監(jiān)測(cè)。

具體操作步驟為：

1）在施工區(qū)域上游設(shè)編織袋圍堰一道截取河道內(nèi)地表水。

2）在施工區(qū)域下游開(kāi)挖導(dǎo)流渠一道，利用施工區(qū)域上下游高差對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的地下水進(jìn)行疏導(dǎo)。

3）施工區(qū)內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以砂礫石為主，靠近山體兩側(cè)砌渣場(chǎng)吸取了大量的山體滲水以形成了兩個(gè)巨大的蓄水池?？紤]降低施工區(qū)域內(nèi)擋土墻兩側(cè)的滲水，在施工區(qū)域內(nèi)設(shè)置井點(diǎn)降水坑。

4）為降低施工對(duì)管道兩側(cè)擋渣墻的擾動(dòng)采用管溝控制性分層開(kāi)挖及在未成型管溝單側(cè)多次設(shè)置導(dǎo)流渠和對(duì)管道兩側(cè)重力式擋渣墻基礎(chǔ)采取了打木樁、砌筑編織袋擋土墻的施工措施。

具體做法為：

1）施工順序?yàn)榘词┕ち鞒虉D順序圖3所示操作。

2）管道距擋土墻最窄處且擋墻基礎(chǔ)懸空處的32.7 m區(qū)域?yàn)樽詈箝_(kāi)挖區(qū)段，將此段考慮為特殊區(qū)段。開(kāi)挖順序?yàn)槭┕^(qū)域的上下游同時(shí)展開(kāi)施工。

3）管溝開(kāi)挖方式采用機(jī)械配合人工方式進(jìn)行。距管道中心線兩側(cè)各5米區(qū)域以內(nèi)采用人工方式作業(yè)，區(qū)域以外采用機(jī)械作業(yè)方式進(jìn)行。

4）開(kāi)挖成型管溝底寬按6.5 m控制，管溝開(kāi)挖寬度控制線按以管道中心兩側(cè)各6 m設(shè)置。特殊區(qū)段可適當(dāng)放寬管溝另一側(cè)寬度并控制最窄處管溝外側(cè)距擋墻基礎(chǔ)大放角距離不小于50 cm?？紤]沉管段的起、終點(diǎn)的管線埋深及開(kāi)挖余土需外運(yùn)，起、終點(diǎn)段的管溝的頂部寬度可適當(dāng)放寬，但最寬處不大于20 m。

5）在開(kāi)挖的同時(shí)設(shè)置支護(hù)。

6）分層單側(cè)多次開(kāi)挖后的管溝考慮管溝排水并最大限度穩(wěn)定管溝避免管溝塌方，控制管溝頂寬過(guò)寬造成擋墻基礎(chǔ)失穩(wěn)發(fā)生傾覆需設(shè)置編織袋上覆蓋防滲膜導(dǎo)流渠。

7）考慮管溝成型后溝底較深需設(shè)安全通道。安全通道采用編織袋修筑。

8）管溝內(nèi)靠近管道附近的體積較小（體積0.3 m3以內(nèi)）的巨石采用風(fēng)鎬破碎，體積較大的巨石采用風(fēng)鎬打孔孔內(nèi)裝靜態(tài)膨脹劑的方法破碎。

9）由于管溝內(nèi)的礫石含量在10%～30%之間，為保證回填時(shí)礫石滾落砸傷管道防腐層，在管道進(jìn)行沉降前管溝底部滿鋪填裝細(xì)砂的編織袋、沉降后管頂頂部以下管溝內(nèi)采用人工回填填裝細(xì)砂的編織袋方式回填。靠近管周的編織袋與管道填塞密實(shí)。防止管道局部懸空，產(chǎn)生應(yīng)力。

4 技術(shù)革新點(diǎn)與原有技術(shù)的綜合比較

在役輸油氣管道不停輸移動(dòng)施工中，常規(guī)做法一是在確定管道沉降值后，在管溝開(kāi)挖過(guò)程中一次將管溝開(kāi)挖成型；二是在管道穿越河道（谷）地段采用導(dǎo)流渠與管溝分別設(shè)置的方式［9－10］，兩種設(shè)置的綜合比較如表1。經(jīng)過(guò)對(duì)ZW306＋060段沉管治理工程施工流程的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了在受限條件和重大危險(xiǎn)源共存的條件下，管道超設(shè)計(jì)預(yù)期值的沉降。使得施工作業(yè)更加簡(jiǎn)便，并節(jié)約了施工作業(yè)成本。

技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：通過(guò)對(duì)不停輸沉管工程中管溝開(kāi)挖工序的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使過(guò)管道在受限條件下達(dá)到超設(shè)計(jì)預(yù)期沉降深度。

表1 技術(shù)案新點(diǎn)與原有常規(guī)技術(shù)的比較

圖3 施工設(shè)計(jì)流程圖

5 結(jié) 論

該控制性單側(cè)開(kāi)挖管溝分次成型、導(dǎo)流渠與管溝合并設(shè)置的優(yōu)化方案在忠 武輸氣管道榔坪河谷沉管工程上取得了成功。通過(guò)在受限環(huán)境沉管工程中使用控制性單側(cè)開(kāi)挖管溝分次成型、導(dǎo)流渠與管溝合并設(shè)置的施工方法，使施工的安全性得到了提高的同時(shí)，縮短了施工周期降低了施工成本。

優(yōu)化的方案體現(xiàn)在既防止重力式混凝土擋渣墻因施工擾動(dòng)發(fā)生傾覆對(duì)管道和施工人員造成的毀滅性災(zāi)難的重大安全隱患，又使管道的沉降深度得到提升（由原設(shè)計(jì)最大沉降量Δ＝－1 m，提升至Δ＝－1.5 m）。

在役管道不停輸沉管工程均可考慮采用此法施工即可保證管道的完整性，又可縮短工期降低工程成本。

［1］《忠縣－武漢輸氣管道長(zhǎng)陽(yáng)縣段線路工程地質(zhì)勘察報(bào)告》［R］.

［2］范曉明，雷毅，劉景洪.輸油氣管道的漂管沉降施工技術(shù)［J］.油氣儲(chǔ)運(yùn)，2005（5）：45-47，62-67.

［3］鄭永強(qiáng).輸油管道的漂管沉降施工技術(shù)［J］.黑龍江科技信息，2011（33）：303.

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［6］康寶.輸油氣管道水網(wǎng)地帶漂管沉降施工［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2012（9）：74-75.

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［8］黃金清.漂管施工技術(shù)在穿越鹵水管排施工中的應(yīng)用［J］.青海石油，2009（2）：90-93.

［9］謝可凱，李詩(shī)贊，宋華.在役管道沉管技術(shù)研究［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（1）：91，93.

［10］朱曉峰，沈紅光，趙?？?管道沉管技術(shù)及應(yīng)用的探討［J］.油氣田地面工程，2008（8）：12-13.

（編輯 梁遠(yuǎn)華）

The Application of Controlling Excavation Immersed Tube Technology in Active Pipeline Moving Process

Liu Yi1，Wang Yaozhong1，Shen Feijun1，Wu Rui2，Jin Xin1，Li Deming1，Cui Di1

（1.China Petroleum Pipeline Corporations，Wuhan 430074，China；2.Faculty of Engineering，China University of Geosciences，Wuhan 430074，China）

Taking an example from Zhong-Wu Lang Ping Valley Gas Pipeline Project，we combined the engineering geological of the site area，and learn from experience in similar projects.Then，on this basis，we carried out the design of the immersed work，introduced the applications of the immersed controlled excavation work.The results show that the immersed controlled excavation work achieved the expected results.Practice shows that the controlled excavation construction not only prevent gravity retaining wall concrete construction disturbance and construction personnel devastation，but also improved the depth of pipeline settlement（original design maximum settlement increased to－1.5m from －1.0m.）.The program for Zhong-Wu Lang Ping Valley Gas Pipeline engineering success，and can providing guidance for other similar pipeline project.

pipeline；float；controlling excavation；immersed tube1工程概況

TE973.4

A

1674-4764（2013）S2-0124-05

10.11835／j.issn.1674-4764.2013.S2.032

2013-09-30

劉翼（1982-），男，主要從事埋地長(zhǎng)輸管道的完整性管理，（E-mail）Liuyi＿h(yuǎn)z＠petrochina.com.cn。