陳偉（中油遼河工程有限公司油氣管道所，遼寧 盤(pán)錦 124010）

隨著管道事業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)管道的施工技術(shù)也日趨成熟，尤其是在管道的穿越施工技術(shù)更是取得了十分顯著的提升。近十余年來(lái)，國(guó)家不斷投資建設(shè)了西氣東輸一線(xiàn)、二線(xiàn)、三線(xiàn)，陜京一線(xiàn)，二線(xiàn)以及眾多的大型原油、成品油管線(xiàn)工程，在這些重點(diǎn)長(zhǎng)輸管道工程中，許多河流、山體、公路、鐵路、長(zhǎng)城等的穿越均采用過(guò)頂管穿越的方法。

不同于上述大型管道的頂管穿越技術(shù)，本文將介紹一種小型頂管穿越技術(shù)，它成功的應(yīng)用在海外油田集輸管道的道路、鐵路等穿越施工中，它的優(yōu)點(diǎn)就是操作空間小、施工周期短、施工成本低。這種小型頂管穿越技術(shù)主要的設(shè)備組成包括：鋼套管、液壓缸、頂進(jìn)設(shè)備，頂進(jìn)軌道、螺旋鉆具、排泥葉輪等。它與國(guó)內(nèi)常規(guī)頂管技術(shù)的區(qū)別是，采用了一套螺旋鉆具作為頂進(jìn)設(shè)備，而且通常采用比管線(xiàn)稍大兩個(gè)尺寸等級(jí)的普通鋼管作為保護(hù)套管，它具體的施工工藝技術(shù)和過(guò)程如下：

1根據(jù)主管線(xiàn)的規(guī)格，選擇適當(dāng)?shù)奶坠芤?guī)格。由于考慮到主管需要安裝絕緣支撐架、以及鋼套管內(nèi)的犧牲陽(yáng)極布置，以及施工空間等因素，建議套管級(jí)別的選用至少比主管大200mm以上。同時(shí)這種小型的穿越技術(shù)，不建議采用較大規(guī)格套管，例如當(dāng)套管在DN800以上，建議采用鋼筋混凝土套管。

2操作坑開(kāi)挖，設(shè)備布置。操作坑的開(kāi)挖應(yīng)充分保證施工空間的要求，如若土質(zhì)松軟、穿越深度較大、地下水位高等情況，應(yīng)充分做好排水、防水以及操作坑周邊的支護(hù)工作。頂進(jìn)軌道應(yīng)按照設(shè)計(jì)道路穿越角度和深度布置，確保角度誤差在1度以?xún)?nèi)，同時(shí)保證頂進(jìn)、頂出點(diǎn)誤差不超過(guò)0.5m。

3頂進(jìn)施工。選擇對(duì)應(yīng)規(guī)格的螺旋鉆具，并從套管內(nèi)穿過(guò)，開(kāi)始進(jìn)行掘進(jìn)施工。利用發(fā)電機(jī)帶動(dòng)螺旋鉆具旋轉(zhuǎn)頂進(jìn)，隨著鉆具的不斷頂進(jìn)和螺旋葉輪旋轉(zhuǎn)將鉆具掘進(jìn)的泥水等帶出套管，同時(shí)需要定時(shí)的清理鉆具所帶出的泥水，避免堵塞鉆具末端的泥水排出口。隨著鉆具的掘進(jìn)，以及套管內(nèi)泥土的排出，利用液壓千斤頂慢慢將套管頂入。當(dāng)采用鋼制套管施工時(shí)，每一根套管頂入深度留2m的空間，待完成與下一根套管的焊接后，繼續(xù)進(jìn)行頂進(jìn)施工，直至完成設(shè)計(jì)頂管長(zhǎng)度。

該種小型頂管最大的優(yōu)點(diǎn)就是施工周期短，在實(shí)際應(yīng)用案例中，基本2-3天可完成一處中型道路的頂管施工。其次就是操作簡(jiǎn)單，大大降低了施工成本。當(dāng)然它也存在一定的局限性，對(duì)施工環(huán)境有一定的要求，它所適用的環(huán)境主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

3.1土壤、碎石土、沙土等地質(zhì)條件

由于施工工藝采用螺旋鉆具的鉆進(jìn)松動(dòng)土壤、利用葉輪的旋轉(zhuǎn)將土壤帶出套管，陸續(xù)頂進(jìn)施工。這樣的螺旋鉆具在巖石等級(jí)較高的地質(zhì)條件下極易損壞鉆具，造成頂管失敗，所以該工藝大多適用于非巖石地層，而巖石地質(zhì)條件下，需考慮采用特殊鉆具和附加工藝。

3.2小管徑工藝管線(xiàn)

很多國(guó)內(nèi)常規(guī)頂管工藝，采用人工手掘式施工，為保證人員操作空間，對(duì)套管的尺寸要求不小于DN800，往往對(duì)于小管徑工藝管線(xiàn)來(lái)說(shuō)，增加了掘土量，加大了施工周期，同時(shí)采用大的套管也是一種成本上的浪費(fèi)。所以對(duì)于小管徑工藝管線(xiàn)來(lái)說(shuō)，在這些方面，它的經(jīng)濟(jì)和成本優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)的更為顯著。

3.3周邊環(huán)境腐蝕性相對(duì)不高

由于該穿越通常采用普通等級(jí)鋼作為套管，大多不做防腐處理，即使做防腐處理，在頂管過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)損傷。所以它最大的缺點(diǎn)就是抗腐蝕性差，所以需要對(duì)套管和套管內(nèi)管線(xiàn)分別做陰極保護(hù)，常規(guī)采用犧牲陽(yáng)極帶的處理方法。如若周邊土壤腐蝕性強(qiáng)，即使采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)，也很難保證套管的使用壽命。當(dāng)套管出現(xiàn)腐蝕穿孔，降低了套管的支撐強(qiáng)度，漸漸失去保護(hù)作用，此外與外界隔離的套管內(nèi)空間打破，對(duì)于工藝管線(xiàn)的防腐和安全運(yùn)行也存在一定的影響。所以，該工藝的選擇應(yīng)適當(dāng)選在土壤腐蝕性不高，地下水位相對(duì)較低的地段。

事實(shí)證明，這種小型頂管穿越施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可操作性高，施工周期和成本大大減少，在許多車(chē)流量稍大的道路施工中，相對(duì)于大開(kāi)挖穿越技術(shù)也有著一定的優(yōu)越性。據(jù)調(diào)查，目前中東地區(qū)多個(gè)重要的石油生產(chǎn)國(guó)，在油田內(nèi)廣泛采用了這種小型頂管穿越施工技術(shù)，并已經(jīng)得到了有效的推廣。正是由于它相對(duì)于傳統(tǒng)頂管穿越技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)也漸漸的應(yīng)用到許多小型、低等級(jí)管道的穿越施工中去，相信隨著國(guó)內(nèi)石油行業(yè)的發(fā)展以及城市管道建設(shè)的推進(jìn)，這種小型頂管穿越技術(shù)還有更廣闊的應(yīng)用前景。

[1]何利民，高祁.《大型油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施施工》.石油大學(xué)出版社，2007年9月1日.

[2]王曉慧，羅樹(shù)德.《淺談施工頂管技術(shù)》.科技風(fēng)，2010年9月.