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管道科技中心開展臨近地鐵的油氣管道鋪設(shè)施工處理標(biāo)準(zhǔn)研究

地鐵施工對(duì)油氣管道主要影響包括：（1）地鐵施工引起油氣管道的水平位移及垂直位移（沉降）；（2）地鐵供電采用直流供電，產(chǎn)生的雜散電流會(huì)嚴(yán)重腐蝕地下金屬管道；（3）施工中常采用爆破施工，爆破產(chǎn)生的沖擊波會(huì)引起管道振動(dòng)，造成管道的破壞。針對(duì)以上問題，為保證地鐵建設(shè)對(duì)管道影響降到最低，應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：（1）針對(duì)地鐵建設(shè)及后期運(yùn)行過程中引起的沉降及管道變形進(jìn)行控制；（2）針對(duì)爆破、防止沉降、雜散電流防護(hù)等均需要足夠的安全間距；（3）針對(duì)地鐵建設(shè)及后期運(yùn)行過程中引起的沉降以及管道位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)；（4）對(duì)管道采取足夠的防位移穩(wěn)定措施；（5）采取直流雜散電流控制措施。以下是針對(duì)各項(xiàng)措施對(duì)比國(guó)內(nèi)外相關(guān)油氣管道和地鐵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求，得出的相關(guān)建議。

1 沉降及位移

涉及到沉及位移監(jiān)測(cè)的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)主要有：（1）上海市《地鐵基坑工程施工規(guī)程》明確了周邊環(huán)境設(shè)施的保護(hù)要求，對(duì)不同地基等級(jí)的地面最大沉降量及圍護(hù)墻水平位移控制要求，和相關(guān)環(huán)境保護(hù)要求做出了明確定義；（2）Q/SY 1487《采空區(qū)油氣管道安全設(shè)計(jì)與防護(hù)技術(shù)規(guī)范》對(duì)采空區(qū)油氣管道線路選擇、安全設(shè)計(jì)、變形要求等進(jìn)行了規(guī)定；（3）德國(guó)地鐵施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定管線允許的變形量。

由于管道直徑、土體彈性模量、粘聚力、內(nèi)摩擦角、隧道開挖順序、隧道開挖進(jìn)尺、隧道與管道相對(duì)位置等因素對(duì)隧道施工中的垂直和水平位移有較大影響，應(yīng)充分考慮這些因素后確定地鐵及隧道垂直間距、水平間距、位移監(jiān)測(cè)等。同時(shí)根據(jù)上海市《地鐵基坑工程施工規(guī)程》，管道應(yīng)屬于二級(jí)基坑的環(huán)境保護(hù)要求范圍。對(duì)于管道變形量的控制德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求較為嚴(yán)格，建議參考借鑒德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。

建議針對(duì)地面沉降和管道位移補(bǔ)充以下條款：（1）確定管道與地鐵隧道安全距離時(shí)，應(yīng)充分考慮管道直徑、土體彈性模量、土體粘聚力、土體內(nèi)摩擦角、隧道開挖順序、隧道開挖進(jìn)尺、隧道與管道相對(duì)位置等因素的影響。（2）地鐵施工時(shí)，地面最大沉降量不應(yīng)大于0.2%H（H應(yīng)為基坑開挖深度及隧道地板深度）最大水平位移不應(yīng)大于0.3%H，抗隆起安全系數(shù)不應(yīng)小于2.0。（3）根據(jù)德國(guó)地鐵施工標(biāo)準(zhǔn)，地下管線水平變形允許值為0.6mm/m，傾斜變形允許值為1-2mm/m。

2 安全間距

涉及到地鐵與油氣管道安全間距的標(biāo)準(zhǔn)主要有：（1）GB 50253第4.1.6條要求“輸油管道與鐵路并行敷設(shè)時(shí)，管道應(yīng)敷設(shè)在鐵路用地范圍邊線3m以外，且原油、成品油管道距鐵路線不應(yīng)小于25m、液化石油氣管道距鐵路線不應(yīng)小于50m；（2）GB50028規(guī)定地下燃?xì)夤艿琅c建筑物、構(gòu)筑物或相鄰管道之間的垂直凈距要求，高壓A/B地下燃?xì)夤艿琅c建筑物外墻面之間的水平凈距不應(yīng)小于30 m/15m, (當(dāng)管道壁厚不小于9.5mm或?qū)θ細(xì)夤艿啦扇∮行У谋Ｗo(hù)措施時(shí)，不應(yīng)小于15 m/10m);（3）上海地方標(biāo)準(zhǔn)DGJ 08-102-2003《城鎮(zhèn)高壓、超高壓天然氣管道工程技術(shù)規(guī)程》規(guī)定了高壓和超高壓輸氣管道與其他建（構(gòu)）筑物的水平間距根據(jù)管徑不同在25-30m之間；（4）《北京地鐵工程監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)指南》據(jù)基坑開發(fā)深度、隧道地板埋深對(duì)基坑和隧道影響范圍及安全分級(jí)進(jìn)行了劃分，同時(shí)對(duì)基坑周邊影響范圍進(jìn)行了安全分級(jí)；（5）SY/0325-2001《鋼質(zhì)管道穿越鐵路和公路推薦做法》規(guī)定穿越鐵路的輸送管，其最小覆蓋層厚度（從管頂至鐵路路基的距離），軌枕下不小于1.8m，鐵路界限范圍內(nèi)其他表面以下或距排水溝溝底的距離不小于0.9m，輸送易揮發(fā)液體的管線不小于1.2m。（6）GB 50423-2013規(guī)定油氣管道穿越鐵路時(shí)，套管頂部最小覆蓋層厚度，鐵路路肩以下不小于1.7m，自然地面或邊溝以下不小于1.0m。

綜合上述標(biāo)準(zhǔn)中值得借鑒之處，建議針對(duì)地鐵與管道間距補(bǔ)充以下內(nèi)容：（1）并行間距：①管道與地鐵站、地鐵隧道的水平間距應(yīng)充分考慮管道直徑、管道壓力、隧道深度、基坑深度以及土質(zhì)的影響后確定。②管道與地鐵站的水平間距不宜小于2H（車站基坑開挖深度），并不應(yīng)小于30m。對(duì)于安全間距不能滿足要求且采取有效措施后水平凈距可適當(dāng)縮小，但不應(yīng)小于1 H，且不應(yīng)小于10m。淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土構(gòu)成的軟弱地基處宜大于4H。③管道與地鐵隧道的水平間距不宜小于1.5Hi（隧道底板深度），并不應(yīng)小于30m。對(duì)于安全間距不能滿足要求且采取有效措施后水平凈距可適當(dāng)縮小，但不應(yīng)小于1 Hi，且不應(yīng)小于10m。淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土構(gòu)成的軟弱地基處宜大于4 Hi。（2）交叉間距：①管道與地鐵隧道的垂直間距應(yīng)充分考慮管道直徑、管道壓力、隧道深度以及土質(zhì)的影響后確定。②管道穿越露天輕軌時(shí)，其最小覆蓋層厚度（從管頂至鐵路路基的距離）不應(yīng)小于2.0m；穿越地下地鐵隧道時(shí)，與隧道拱頂距離不應(yīng)小于0.7Hi（Hi隧道底板深度）。當(dāng)安全距離無法滿足時(shí)，應(yīng)采取足夠的防護(hù)措施并充分論證后，可適當(dāng)縮短。③地表變形穩(wěn)定性分級(jí)及管體變形容許值可按《采空區(qū)油氣管道安全設(shè)計(jì)與防護(hù)技術(shù)規(guī)范》（Q/SY1487）執(zhí)行。

3 防護(hù)措施

涉及到防護(hù)措施的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)主要有：（1）GB 50299-2003《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)地鐵施工方法及相關(guān)的防護(hù)措施進(jìn)行了規(guī)定，包括沖擊沉樁、靜力壓樁、振動(dòng)沉樁、鉆孔灌注樁等基坑支護(hù)；（2）Q/SY 1487《采空區(qū)油氣管道安全設(shè)計(jì)與防護(hù)技術(shù)規(guī)范》對(duì)采空區(qū)油氣管道線路選擇、安全設(shè)計(jì)、變形要求等進(jìn)行了規(guī)定。

應(yīng)根據(jù)不同方法的特點(diǎn)對(duì)管道采取相應(yīng)的防護(hù)措施。在實(shí)際操作中，首先應(yīng)綜合考慮管道直徑、土體彈性模量、土體粘聚力、土體內(nèi)摩擦角、隧道開挖順序、隧道開挖進(jìn)尺、隧道與管道相對(duì)位置等因素的影響，充分論證后選用合適的施工方法。

建議針對(duì)管道沉降及位移的防護(hù)措施補(bǔ)充以下條款：（1）地鐵施工前應(yīng)充分考慮管道直徑、土體彈性模量、土體粘聚力、土體內(nèi)摩擦角、隧道開挖順序、隧道開挖進(jìn)尺、隧道與管道相對(duì)位置和間距等因素，選擇合適的施工方法、施工順序、開發(fā)步距、支護(hù)方式及防護(hù)措施，將對(duì)管道的影響降低到最低；（2）在地鐵建設(shè)過程中，應(yīng)該通過各種手段提高管線自身穩(wěn)定性及周圍地層的承載能力。（3）地鐵隧道開挖至距離管道20m時(shí)，應(yīng)結(jié)合土質(zhì)情況進(jìn)行超前支護(hù)；（4）其他管道防護(hù)措施可參考Q/SY1487《采空區(qū)油氣管道安全設(shè)計(jì)與防護(hù)技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行；（5）管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤測(cè)量。

4 沉降及位移監(jiān)測(cè)

涉及到沉降及位移監(jiān)測(cè)的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)主要有：（1）Q/SY 1672-2014《油氣管道沉降監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》對(duì)長(zhǎng)輸油氣管道沉降風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、沉降監(jiān)測(cè)、沉降安全評(píng)價(jià)以及相關(guān)數(shù)據(jù)采集及要求進(jìn)行了規(guī)定。（2）上海市《地鐵基坑工程施工規(guī)程》規(guī)定應(yīng)根據(jù)基坑擋墻外側(cè)地下管線的功能、管材、接頭型式、埋深等條件，在開挖前布設(shè)好管線的沉降觀測(cè)點(diǎn)；并對(duì)地鐵車站兩端附近的地下管線加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和跟蹤注漿。（3）上海市地方標(biāo)準(zhǔn)SZ-08-2000《地鐵基坑工程施工規(guī)程》規(guī)矩應(yīng)沿管線每6m布置一量測(cè)點(diǎn)，每天至少觀測(cè)一次。（4）《北京地鐵工程監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)指南》規(guī)定地下管線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括管線沉降和管線水平位移，基坑、隧道強(qiáng)烈影響區(qū)的各類管線應(yīng)進(jìn)場(chǎng)沉降監(jiān)測(cè)，有壓管線應(yīng)進(jìn)行管頂沉降監(jiān)測(cè)，當(dāng)支護(hù)體系發(fā)生較大變形或土體出現(xiàn)坍塌、地面出現(xiàn)裂縫跡象時(shí)，應(yīng)對(duì)管線進(jìn)行水平位移監(jiān)測(cè)。

綜合上述標(biāo)準(zhǔn)中值得借鑒之處，建議針對(duì)沉降及位移監(jiān)測(cè)進(jìn)行以下要求：（1）與地鐵相交或并行的管道，應(yīng)采取應(yīng)變監(jiān)測(cè)、地表位移監(jiān)測(cè)和可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)等措施；（2）應(yīng)變監(jiān)測(cè)應(yīng)同時(shí)對(duì)管道進(jìn)行直接監(jiān)測(cè)并對(duì)周圍土體進(jìn)行間接監(jiān)測(cè)；對(duì)開挖段兩側(cè)管道的管頂和地基沉降觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)每天至少觀測(cè)一次；（3）地下管線沉降監(jiān)測(cè)精度1.0mm，水平位移監(jiān)測(cè)精度1.0mm，并分為黃色（雙指標(biāo)均達(dá)到70%-85%或單指標(biāo)達(dá)到85%-100%）、橙色（雙指標(biāo)均達(dá)到85%-100%或單指標(biāo)達(dá)到限值）、紅色三級(jí)預(yù)警，在發(fā)生黃色預(yù)警時(shí)，應(yīng)對(duì)管線進(jìn)行檢查和處理；（4）可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)可在與地鐵施工垂直交叉的位置及其左右兩側(cè)安裝；（5）在開挖前布設(shè)好管線的沉降觀測(cè)點(diǎn)；對(duì)于重點(diǎn)保護(hù)的管線，應(yīng)在開挖前設(shè)計(jì)并敷設(shè)好跟蹤注漿管及注漿設(shè)備，以根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)跟蹤注漿，調(diào)整管線變形曲率。

5 直流雜散電流干擾

涉及到直流雜散電流干擾的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)主要有：（1）CJJ-92《地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)的基本原則為減小雜散電流、制雜散電流向地鐵外部的擴(kuò)散，并建議地鐵附近的地中金屬管線結(jié)構(gòu)，應(yīng)單獨(dú)采取有效的防蝕措施。（2）SYT0017《埋地鋼制管道直流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)埋地管道直流排流點(diǎn)選擇、排流方式選擇、排流保護(hù)參數(shù)計(jì)算以及效果評(píng)定等內(nèi)容作出了較為全面的規(guī)定。

對(duì)地鐵直流雜散電流的防護(hù)應(yīng)當(dāng)包括地鐵雜散電流源頭控制及對(duì)管道采取排流防護(hù)措施。管道防護(hù)措置可執(zhí)行SY/T 0007。對(duì)于源頭控制可執(zhí)行CJJ-92《地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程》。建議針對(duì)地鐵雜散電流防護(hù)補(bǔ)充以下條款：（1）地鐵應(yīng)設(shè)計(jì)相關(guān)設(shè)施限制雜散電流向地鐵外部擴(kuò)散，防止對(duì)附近管道造成直流雜散電流干擾；（2）地鐵附近的管線應(yīng)單獨(dú)采取有效的直流雜散電流排流措施，可參照?qǐng)?zhí)行SY/T 0007；（3）干擾源可以通過同步監(jiān)測(cè)法測(cè)定；（4）地鐵附近管道應(yīng)提供足夠的陰保電流；（5）管道應(yīng)設(shè)極性排流器等防逆流裝置減輕雜散電流倒流入管道。

姚學(xué)軍 吳張中 標(biāo)準(zhǔn)化所