施如芳

【摘 要】現(xiàn)代能源綜合利用的基礎(chǔ)保障是長輸管線的建設(shè)，由于我國較為特殊的地域特點，在建設(shè)長輸管線的過程中，始終無法規(guī)避管線穿越公路的問題，長輸管線公路穿越的實現(xiàn)直接影響著管線的總體設(shè)計、施工以及后期的使用質(zhì)量，因此，在保障管線成功穿越的同時使其對公路工程設(shè)施的破壞及影響最小化是現(xiàn)代長輸管線設(shè)計和施工面臨的首要問題。

【Abstract】The basic guarantee for the comprehensive utilization of modern energy is the construction of long distance pipeline.Due to the special geographical features of China， in the process of construction of long distance pipeline， we always can't avoid the problem of pipeline crossing highway， the implementation of long distance pipeline highway crossing directly affects the overall design of a pipeline， the construction and the using quality of last stage， as a result， the primary problem for modern long distance pipeline design and construction is to guarantee the crossing successfully and at the same time make its influence and destruction on the highway engineering facilities is minimized.

【關(guān)鍵詞】長輸管線；公路穿越；技術(shù)

【Keywords】long distance pipeline； highway crossing； technology

【中圖分類號】U175 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0158-04

1 引言

在現(xiàn)實生活中，在輸氣管道施工時，我們常常會看到有管道穿越公路的情況，所謂的管道穿越就是管道運輸過程中遇河流、湖泊、公路、鐵路等障礙時以地下敷設(shè)的方式通過。根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計可知，相比其他障礙，在長輸管線建設(shè)施工中最為常見的問題是公路穿越。大多數(shù)的管線施工企業(yè)在施工過程中都需要花費大部分的人力、物力和財力去解決長輸管線的公路穿越這個難題。逐漸增加的汽車載重量和行車速度，使管線施工企業(yè)越來越重視管道穿越施工對路基承載力、對路面平整度的影響等問題。

2 長輸管線公路穿越需求分析

施工企業(yè)若想對施工技術(shù)及方式進行科學(xué)的選擇，則在選擇前必須要對長輸管線公路穿越的需求做到充分了解，只有充分了解相關(guān)公路需求，才能確保相關(guān)公路在后期使用過程中的安全性和穩(wěn)定性。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國家對公路建設(shè)的投資成本在不斷擴大，其公路的質(zhì)量和水平也在相應(yīng)的得到提升。在具體的公路施工過程中，相關(guān)公路設(shè)計者必須要在保證公路路基的穩(wěn)定性和路面抗壓性的基礎(chǔ)上對其進行長輸管線公路穿越施工的作業(yè)活動，同時在相關(guān)施工過程中要避免阻礙相關(guān)車輛的正常通行，防止出現(xiàn)相關(guān)交通事故。此外，在公路不斷發(fā)展的同時，公共交通工具也在快速發(fā)展，大型交通工具越來越普遍，對公路承受力的要求也就相應(yīng)提高，所以在具體的管道施工過程中，必須要設(shè)計出符合公路路基的管道結(jié)構(gòu)，確保其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而提高管道使用的安全性能。在進行具體的管道施工之前，相關(guān)施工及設(shè)計人員必須要對相應(yīng)的公路進行各方面的綜合分析，使其能夠符合長輸管道公路穿越的具體條件。要綜合考慮公路地基具體所使用的材料來選擇相應(yīng)的管道施工技術(shù)，從而大大提高長輸管線的使用效率，確保后期公路地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3 長輸管線公路穿越施工探析

3.1 對公路基礎(chǔ)情況進行相關(guān)調(diào)查和研究，并選擇科學(xué)的管線穿越技術(shù)

在具體的長輸管線公路穿越施工之前，相關(guān)施工方、管道設(shè)計單位以及管道設(shè)計人員需要合理設(shè)計和規(guī)劃管線的整體施工線路，保證線路的穩(wěn)定性。在對長輸管線進行施工的過程中，在一定時候會不可避免地要穿過公路，這時相關(guān)技術(shù)人員就需要對公路的結(jié)構(gòu)、公路地基所使用的材質(zhì)以及公路周邊的相關(guān)地質(zhì)特點做具體細致的了解和調(diào)查，并綜合考慮這些信息來對管線穿越技術(shù)做出科學(xué)的選擇，從而達到長輸管線公路穿越的目的[1]。如果該施工公路路段的交通量比較大，那就需要重新選定施工方案以確保施工的安全性，主要施工方法是對公路進行地下鉆等相關(guān)方法，如果交通量比較小并且周圍的地質(zhì)穩(wěn)定性較強，那么就可以對公路管線的鋪設(shè)采用半封閉的施工方法。所謂的半封閉開挖方式是指在長輸管線施工中，封閉一半的道路，并設(shè)置臨時的中間隔離帶和警示標志，然后可以在露天情況下對公路進行開挖施工。使用這一技術(shù)的優(yōu)點是并不需要很高的工藝要求并且能明顯縮短工期，長輸管線的公路穿越施工也很簡單，僅僅需要施工人員根據(jù)原有的公路地基結(jié)構(gòu)對其進行重新填埋。但是，與定向鉆施工方式比較而言，半封閉開挖施工方式施工工期較長，而且施工過程中嚴重影響了公路的正常運行。定向鉆施工技術(shù)主要使用定向鉆機以及符合長輸管線孔徑需求的鉆桿對公路進行鉆孔，再利用鉆機的擴孔及回拖來實現(xiàn)長輸管線的穿越。在當前的長輸管線公路穿越技術(shù)中，最為先進的施工技術(shù)就是定向鉆施工技術(shù)了，主要是因為其有很多優(yōu)點，例如可以大大縮短實際預(yù)測的工期，還未對交通產(chǎn)生任何不利影響。然而這種施工技術(shù)也有相應(yīng)的不足之處，即投資成本較高、施工技術(shù)較強。因此，相關(guān)施工設(shè)計人員需要依據(jù)具體的公路情況來選擇適合的施工方法。

3.2 管道穿越公路的具體要求

①在進行管線穿越公路前，向公路交通主管部門遞交管線公路穿越的必要性說明材料，并詢問其意見和建議，然后施工企業(yè)應(yīng)組織相關(guān)人員對公路的路基情況、交通狀況、地質(zhì)特點等綜合條件進行相關(guān)的分析和研究，同時在具體的施工過程中，其設(shè)計以及施工方案必須要符合協(xié)調(diào)有序、規(guī)范施工、質(zhì)量到位以及安全第一的原則，另外，對有關(guān)文件、規(guī)定等要求做到綜合考慮。

②必須要對管線穿越的位置進行合理的選擇，嚴格來說，最好的方法就是將管線設(shè)置于相對穩(wěn)定的公路路基下方，避免在地質(zhì)塌方的公路旁進行管道穿越。進行管線穿越時，只能利用管道專用隧道等相關(guān)建筑物來對線路進行施工。

③一般情況下，管線公路穿越時應(yīng)以垂直交叉的方式通過。若在特殊情況下不能應(yīng)用此種方法時，那么其與地面的坡度必須要大于60o；在地形較復(fù)雜的丘陵、山地等特殊地帶，其坡度也必須在30o以上。

④如果公路等級是I、II 級，那么在進行管線穿越施工過程中，應(yīng)對其增加保護套管的裝備；如果在其他等級公路進行管線穿越施工過程中應(yīng)根據(jù)其重要性決定是否需要外加保護套管。管線若必須穿越濕陷性黃土區(qū)域，應(yīng)首先考慮使用箱型涵洞穿越的方法。

⑤如果管道正處于公路路基下，其路面遇管線（套管）頂之間的距離需要大于1.2m，即使在特殊情況下也至少大于1.0m，公路邊溝地面距離管線（套管）的要求是大于0.5m。同時穿越管道保護套管的兩端必須留出相應(yīng)的長度來確保管道能夠順利接通，其長度一般保持在2m左右。

⑥正常情況下，穿越公路的套管在材料和設(shè)計標準方面需要和具體的施工路線保持一致，同時也要盡量減少路面下穿管道的相互對接。在具體施工的時候，應(yīng)嚴格按照相關(guān)標準和要求來焊接管段，而且要使用X射線來對穿越管的對接焊縫做仔細檢查，確保在焊接過程中不出現(xiàn)不必要的損壞。

⑦管道穿越公路時，對于管道的鋪設(shè)不能以轉(zhuǎn)角或以平、豎面曲線方式來進行具體的施工。

⑧管子的外防腐絕緣程度直接影響著管道的使用壽命和使用質(zhì)量，因此，應(yīng)在施工過程中著重提高管子的絕緣等級，其管子防腐標準應(yīng)和具體的線路保持一致，若使用頂管法或水平鉆孔法對公路進行施工，那么其管道就應(yīng)該選擇摩擦力和防腐能力較好的絕緣產(chǎn)品。

⑨當長輸管道穿越公路在施工的時候，若需使用保護套管，則需要對套管兩頭與內(nèi)管之間的空間進行密封，這樣可以防水滲入。要綜合考慮密實性、粘聚柔軟性等因素來選取防水密封材料。

⑩需要對管線專用的電纜進行相關(guān)的技術(shù)測試，待其安全穩(wěn)定后，將其鋪設(shè)在管線中，同時要為電纜設(shè)置相應(yīng)的保護措施。

11可以把線路閥室的設(shè)計功能運用在相關(guān)的公路管道上，其中包括高速公路，I級公路以及一些其他重要的公路，這樣就能夠在實際的道路管道搶修過程中及時對有關(guān)道路管道氣源進行有效切斷，起到具體的管道保護作用。在具體的公路管道施工中，需要在相應(yīng)管道的下風(fēng)向牽引出一根排氣管來用于管道氣體的排放。此排氣管道口和公路肩之間的距離應(yīng)保持在20m開外，同時它的位置也應(yīng)該設(shè)在距離地面超過1.5m的高處，并用遮雨罩對其進行相關(guān)保護，避免受到損壞。

12在對公路設(shè)置有關(guān)輸氣管道之后，應(yīng)在公路兩側(cè)或邊緣設(shè)置管道穿越公路的相關(guān)標志牌，其中，標志牌中所顯示的公路管道內(nèi)容必須要符合國家管道設(shè)計規(guī)范中的相關(guān)具體規(guī)定。

13在對公路進行管道施工過程中，可以使用開槽法來開挖相關(guān)管道溝槽。在此環(huán)節(jié)中，必須要特別注意避免每一個輸氣管段或套管之間的寬度不均勻，防止相關(guān)管道沉降事故的發(fā)生。在開挖管道溝槽時，應(yīng)該將200mm厚的工程沙和300mm厚的碎石鋪設(shè)在相應(yīng)的溝槽之中，從而來夯實管道的素土基礎(chǔ)[2]。在鋪設(shè)工程沙和碎石的過程中，要對溝槽的具體土質(zhì)進行細致的了解，避開稀泥和膨脹土質(zhì)，提高鋪設(shè)工程的安全性。

14在運用開槽法對公路進行穿越之后，必須要對相應(yīng)的管道溝槽進行填埋，然后對公路路面進行有效的修復(fù)，其公路的修復(fù)標準應(yīng)與之前的公路標準相一致。在對溝槽進行填埋時，應(yīng)使用開挖之前的材料或者其他質(zhì)量標準相一致的填埋材料，并夯實填埋材料，提高公路地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

15目前，在具體的穿越公路施工過程中，其施工方法主要包括兩種，一是開槽法，二是不開槽法。不開槽法又包含頂管法、掏挖法以及水平鉆孔法。不同的施工方法可以解決不同的施工問題，因此要根據(jù)實際的施工情況來采取相應(yīng)的施工方法。

16對于穿越公路管道鋪設(shè)方法的選擇一般有三種方式，分別是保護套管、直埋和專用隧溝。對于保護套管的材料有多種選擇方式，其中最常見的就是混凝土管和鋼管兩種材質(zhì)。在具體的施工過程中，對于保護套管直徑大小的選擇是有一定的區(qū)別的。正常來說，若穿越公路管道的外部直徑在200mm以內(nèi)，其套管的內(nèi)部直徑應(yīng)比穿越管道外部直徑大100mm以上；若穿越公路管道的外部直徑超過200mm，那么套管的內(nèi)部直徑就必須比穿越管道外部直徑大200mm以上。如果在施工過程中采用頂管法，那么保護套管的最小內(nèi)徑應(yīng)該不小于1m，這樣才能確保管道鋪設(shè)的安全性和穩(wěn)定性。

17在公路管道施工過程中，應(yīng)對穿越公路管道進行相應(yīng)的強度試壓，從而來確保管道能夠應(yīng)對各種不利因素的影響。相關(guān)管道測試應(yīng)從承受壓力、時間長度以及材料介質(zhì)等方面進行測試，必須綜合考慮管道的各種性能。

4 長輸管線公路穿越技術(shù)

4.1 長輸管線公路穿越技術(shù)具體施工方法

伴隨著相關(guān)科技水平的不斷提高，長輸管線穿越技術(shù)的施工方法也越來越多樣化，水平定向鉆進、水平螺旋鉆、頂管施工辦法等在目前都較為流行，但這些施工技術(shù)都有各自的缺點和不足之處，所以，施工方法的選擇直接決定著工程建設(shè)的成功與否。我們應(yīng)當綜合考慮地質(zhì)條件、施工精度的要求、埋管深度、工程期限、地表復(fù)原的要求等因素來選擇穿越施工的方法[3]。在實際線路操作過程中需要對地質(zhì)特征較為復(fù)雜的地段進行全面的勘探和分析，此外，為了掌握土層的類型和力學(xué)性能，應(yīng)進行相關(guān)的土力學(xué)實驗，以此來選擇合適的施工方法。

4.2 頂管穿越施工方法

4.2.1 長輸管線頂管穿越技術(shù)原理分析

頂管穿越技術(shù)是指使用頂管機械，頂進混凝土管，用這種方式來穿越輸出管線。在相關(guān)的公路兩旁，各自放出穿越管線中心線，然后確定其穿越位置，并在進出口的部位提前挖好穿越操作坑，在此坑中放入項目所需要的具體設(shè)備。在具體施工操作的時候，應(yīng)嚴格遵循“先頂后挖”的規(guī)則，在套管頂進15～20cm左右時，有關(guān)人員需予以掏土，多次反復(fù)操作，直到其能夠成功穿越公路。

4.2.2 長輸管線頂管穿越技術(shù)的具體操作方法

①頂管設(shè)備的安裝。

在安裝利用型鋼結(jié)構(gòu)的頂管設(shè)備，應(yīng)嚴格按照如下標準執(zhí)行：要平行、等高、順直鋪設(shè)兩個導(dǎo)軌，確保所設(shè)計的導(dǎo)軌坡度與穿越管道縱坡度的一致性，允許頂管設(shè)備安裝的誤差在1mm以內(nèi)、軸線的位置誤差在3mm以內(nèi)[4]。在安裝的時候，必須要對頂管設(shè)備進行高強度的固定，若安裝后出現(xiàn)松動的情況，需及時對其進行糾正。

②安裝千斤頂油泵。

將千斤頂穩(wěn)定在支架上時，要注意保持與管線中心位置要垂直并且對稱，要確保千斤頂位置的對稱性，管道中心軸線要與千斤頂軸線保持一致性，應(yīng)嚴格按照具體要求來安裝和運用油泵。開始頂管時，所設(shè)置的油泵應(yīng)匹配于千斤頂，并配置專門的油泵，油泵安裝完畢后，就可嘗試性運行油泵，起初運行時要注意對速度進行控制，等油泵結(jié)合到接觸位置時，再以正常的速度進行運轉(zhuǎn)。

③頂鐵使用及安裝。

在進行頂鐵安裝時，需要使其與管道軸線既保持平行又相互對稱，兩者之間不能夠有泥土與油污，必須使其內(nèi)部保持干凈。其中，可以利用一些特定的材料來減少頂鐵和管道口的沉淀物，當頂力逼近管節(jié)抗壓強度時，再放入頂鐵。

④主管道穿越施工。

穿越主管段之前，應(yīng)該組織相關(guān)部門對其進行檢測，檢測合格后，按照穿越主管道的直徑長度使用挖掘機對主管穿越通道進行開挖，讓它能夠與操作坑相銜接。為了使主管能夠快速銜接，管溝溝底的標高應(yīng)低于套管底部標高，通過焊接的方式將托管頭放在主管道前段，接收坑一端掛以底錨，安裝卷場機。在確保套管內(nèi)無雜物后即可穿越主管道。將主管使用吊管機放置在溝底的指定位置，之后采用鋼絲繩牽頭的方式來保證主管道的順利穿越。

在穿越檢測達到相關(guān)標準以后，需要用厚度為80mm的膠皮對出口位置的管線進行層層的嚴實包裹，并配合用水泥漿封住管口，然后再使用C20強度的混凝土抹面其外表。完成頂管穿越且檢測合格并順利完成安裝光纜套管后，對管口使用水泥砂漿給予封堵，并抹面，最后，安裝排氣檢查管道。具體的施工流程圖如圖2所示。

5 結(jié)語

總之，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，社會對現(xiàn)代長輸管線建設(shè)的要求也在不斷提高，因此，在長輸管線施工過程中，除了需完善相應(yīng)的管理措施以外，還應(yīng)根據(jù)具體的施工要求和特點選擇科學(xué)有效的穿越施工方法，從而確保整個工程施工的順利進行。

【參考文獻】

【1】王軍亮.淺析長輸管線公路穿越施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（17）：55.

【2】劉治理.長輸管線頂管穿越施工技術(shù)方案與實施要點研究[J].中國石油石化，2016（23）：31-32.

【3】許瑜.長輸管線大開挖穿越淤泥質(zhì)粘土河流的施工方法[J].化工管理，2015（07）：224.

【4】胡群.公路頂管施工技術(shù)的探討[J].黑龍江科技信息，2009（01）：234+222.