胡延贊

（甘肅省交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善,輸電線路受既有公路和地質(zhì)條件的限制也越來(lái)越多。如何使輸電線路安全地穿越公路，并保障公路及通行車輛的行駛安全，是擺在公路部門和輸電部門面前的難題。

依據(jù)輸電管道定向穿越高速公路的工程現(xiàn)場(chǎng)情況，結(jié)合定向穿越的施工技術(shù)及其難點(diǎn)，分析了該輸電管道下穿高速公路路基施工對(duì)高速公路的質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)及高速公路附屬設(shè)施安全的影響，并提出了合理的建議。

1 工程概況

某市城鄉(xiāng)人口密集區(qū)4G信號(hào)覆蓋鐵塔基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，主要包括鐵塔、機(jī)房、配套設(shè)備。室分產(chǎn)品包括合路器及以下的室內(nèi)分布系統(tǒng)、配套設(shè)施；傳輸包含室外宏基站接入的管道、桿路、光纜線路、公共局前井、進(jìn)站路由等。項(xiàng)目建成后，將實(shí)現(xiàn)城市和主要鄉(xiāng)、鎮(zhèn)人口密集區(qū)域的4G網(wǎng)絡(luò)90%以上的覆蓋率，大幅度提升該市寬帶覆蓋水平、快速推進(jìn)該城市的智慧城市建設(shè)（見(jiàn)圖1）。

2 主要的施工方法

施工前，組織施工人員熟悉圖紙，理解設(shè)計(jì)意圖，明確各自職責(zé)，在項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的帶領(lǐng)下，按設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格控制每道工序，確保施工質(zhì)量，要求積極組織人力、機(jī)械、材料等按期進(jìn)廠，保證按期完工。具體施工方法如下：

2.1 協(xié)調(diào)施工管線

施工前，詳細(xì)了解穿越途經(jīng)路段的地質(zhì)、水文及是否埋設(shè)其他管線的情況。為了確保安全，開(kāi)挖基坑前，應(yīng)由各管理部門負(fù)責(zé)人現(xiàn)場(chǎng)查看，并進(jìn)行技術(shù)交底及交流工作，采納各部門的合理化建議，確保施工按計(jì)劃進(jìn)行。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)勘查

認(rèn)真對(duì)穿越公路地段的地質(zhì)、水文、管道走向及深度等情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和了解。

2.3 測(cè)量、定位、放線

2.3.1 根據(jù)施工要求，布置入土點(diǎn)、出土點(diǎn)、放出鉆進(jìn)安裝位置線，并進(jìn)行測(cè)量、核對(duì)，出、入土點(diǎn)標(biāo)高及深度應(yīng)符合公路要求，管線應(yīng)在公路路面3m以下的部位實(shí)施穿越。

2.3.2 鉆進(jìn)就位和調(diào)試

（1）鉆進(jìn)及配套設(shè)備就位

鉆進(jìn)設(shè)備采用D130×150水平導(dǎo)向鉆機(jī)，該機(jī)型數(shù)字化程度高、精度高，易于安裝和現(xiàn)場(chǎng)操作。安裝時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和規(guī)范要求，將鉆機(jī)及附屬設(shè)備錨固在預(yù)定位置。鉆機(jī)安裝位置應(yīng)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形條件和測(cè)量結(jié)果，確保鉆頭在入土點(diǎn)和出土點(diǎn)的連線與導(dǎo)向孔設(shè)計(jì)線的左右偏差不超過(guò)3cm。

（2）泥漿選材

按照地質(zhì)情況確定配置方案，采用定向鉆專用膨潤(rùn)土和泥漿添加劑，以提高造漿率和成孔質(zhì)量。

2.3.3 鉆機(jī)試鉆

鉆機(jī)安裝完成后，進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)并檢查各部件是否運(yùn)行正常，確保鉆進(jìn)工作的正常進(jìn)行。

2.3.4 鉆孔試鉆

（1）試鉆前，應(yīng)分析測(cè)量數(shù)據(jù)，并按導(dǎo)向孔設(shè)計(jì)線精準(zhǔn)施工。

（2）施工前，應(yīng)對(duì)儀器的精度進(jìn)行嚴(yán)格校準(zhǔn)，并依據(jù)地質(zhì)、水文條件適當(dāng)控制鉆進(jìn)的進(jìn)度。施工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)向孔的線形精度。

2.3.5 分級(jí)反擴(kuò)成孔

導(dǎo)向孔作業(yè)完成后，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況和套管的直徑，采用合理的鉆頭分級(jí)反拉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)孔。擴(kuò)孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和高速公路路基的穩(wěn)定性減慢速度，并減小泵壓力，增大水泵轉(zhuǎn)速，從而確保泥漿的順暢排出。

2.3.6 管道安裝

管道組裝焊接應(yīng)滿足抗拉要求，焊接處應(yīng)確保牢固。

2.3.7 管道回施

擴(kuò)孔完成后，立即對(duì)焊接好的管道進(jìn)行回施，在此過(guò)程中需記錄管道的扭矩、機(jī)械的拖力、泥漿的流量、回拖速度等數(shù)值，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

2.3.8 電纜穿越

管道回施完成后，應(yīng)立即進(jìn)行電纜穿線工作。穿線前，先在管道內(nèi)穿入牽引繩，將電纜與牽引繩緊密連接后，采用人工牽引的方式將電纜從管道內(nèi)拖出。

2.3.9 電纜埋設(shè)

穿越完畢，應(yīng)按要求埋設(shè)電纜至耐張桿處。埋設(shè)時(shí)，要分層灑水、夯填，保證夯填的干密度，并設(shè)置警示標(biāo)志。

3 輸電管道施工對(duì)高速公路的影響

3.1 定向穿越施工對(duì)高速公路安全的影響

3.1.1 由于路基沉降已經(jīng)完成，土體壓力已經(jīng)平衡，擴(kuò)孔后，由于孔道周圍的土體處于臨空狀態(tài)，導(dǎo)致孔道內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力釋放的現(xiàn)象，孔道周圍的土體只能依靠泥漿護(hù)壁的剛度維持平衡。若泥漿護(hù)壁的剛度不能抵抗所釋放出的應(yīng)力，那么隨著時(shí)間的推移，孔道周圍土體的非彈性區(qū)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大，進(jìn)而形成以孔道為中心的松動(dòng)區(qū)。再加上由于定向穿越的導(dǎo)向孔為一次性成孔，若施工時(shí)間較長(zhǎng)，則會(huì)使孔道長(zhǎng)期處于臨空狀態(tài)，高速公路上行駛車輛的震動(dòng)傳至導(dǎo)向孔處，會(huì)加劇管道孔松動(dòng)區(qū)土體的不穩(wěn)定性，從而對(duì)孔道周圍土體的穩(wěn)定性造成不利影響。若水平定向穿越施工不當(dāng)，則易造成路基因失穩(wěn)而沉降，進(jìn)而誘發(fā)公路路面坑槽病害的出現(xiàn)[1]。

3.1.2 為了保障公路安全，需要為高壓管線安裝保護(hù)套管。因此，需要對(duì)導(dǎo)向孔進(jìn)行擴(kuò)孔，且擴(kuò)孔后導(dǎo)向孔的直徑要大于套管直徑，由于施工誤差，套管的外徑尺寸與實(shí)際的管道尺寸會(huì)存在一定間隙，這也使得套管外周與路基土層存在一定的空隙，管道成孔的泥漿護(hù)壁也會(huì)在水分蒸發(fā)后降低剛性，無(wú)法抵抗路基土體的自重。因此，在車輛荷載作用下，孔道上層土體會(huì)重新固結(jié)，路面則會(huì)在孔道位置處產(chǎn)生局部沉降[2]。

3.1.3 由于套管與路基土體之間為天然空隙，是地下流水主要通道，而穿越段管道坡度較大，在路面車輛荷載以及天然空隙處流水交互情況下，空隙內(nèi)的土層顆粒將會(huì)被孔隙水帶走，而空隙周圍的土層顆粒會(huì)產(chǎn)生少量變形，最終引起路面產(chǎn)生微小裂縫和邊坡局部沉陷。

3.1.4 如果輸電管道的套管壁較薄、剛度不足，那么在后期運(yùn)營(yíng)中，在車輛荷載和環(huán)境條件的共同作用下，有可能會(huì)出現(xiàn)套管斷裂或變形，不但會(huì)影響輸電線路的正常運(yùn)行，還會(huì)造成路基路面塌陷等質(zhì)量問(wèn)題。

3.1.5 由于管道成孔位置處于濕陷性黃土地帶，該類黃土受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著下沉。如果泥漿含水量較大，泥漿中的水分大量滲入周圍土體，會(huì)改變周圍土體的含水量，從而改變周圍土體的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響公路的質(zhì)量和安全。

3.1.6 若不對(duì)鋪設(shè)在路基下的輸電管道進(jìn)行防護(hù)，一旦發(fā)生漏電事故，將會(huì)危及行車安全，影響公路的正常運(yùn)營(yíng)。

3.2 輸電管道對(duì)公路的長(zhǎng)期影響

管道穿越施工完成后，在地基上方的土壓力以及車輛荷載、環(huán)境荷載的作用下，公路路基將完成永久固結(jié)沉降。固結(jié)期間，管道頂管處的路面可能會(huì)出現(xiàn)局部沉陷、裂縫等現(xiàn)象。

3.3 其他因素對(duì)路面的影響

3.3.1 工程結(jié)束后，管道可能會(huì)因腐蝕、承壓力不足等原因，降低承載力及耐久性。在大、重型車輛的荷載作用下，管道有可能出現(xiàn)損壞，進(jìn)而影響高速公路的安全。

3.3.2 夜間施工的燈光，也可能會(huì)對(duì)車輛行駛安全造成影響。

4 安全對(duì)策及建議

通過(guò)對(duì)管道穿越工程施工方案的綜合分析，該工程將對(duì)高速公路造成一定的影響。為避免輸電管道對(duì)公路造成不良影響，現(xiàn)提出對(duì)策及建議。

4.1 保障高速公路及其附屬設(shè)施質(zhì)量的對(duì)策及建議

由于高速公路上有車輛荷載和車輛震動(dòng)荷載，而管道定向穿越施工中的成孔方式、泥漿支護(hù)等都無(wú)法對(duì)高速路下地基形成穩(wěn)固支護(hù)，加之泥漿中的水分對(duì)黃土結(jié)構(gòu)影響較大，因此定向穿越施工方法極易造成公路路基沉降和路面塌陷，這樣將嚴(yán)重影響到高速公路的安全。故提出以下建議：

4.1.1 依據(jù)《中華人民共和國(guó)公路管理?xiàng)l例實(shí)施細(xì)則》第四十二條“在公路兩側(cè)修建永久性構(gòu)造物或設(shè)施，其建筑設(shè)施邊緣與公路邊溝（坡腳護(hù)坡道、坡頂截水溝）外緣的最小間距必須符合以下規(guī)定：國(guó)道不少于20m、省道不少于15m、縣道不少于10m、鄉(xiāng)道不少于5m。公路彎道內(nèi)側(cè)及平交道口附近還須滿足公路長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)的行車視距或改作立體交叉的要求”的規(guī)定，為了滿足公路的長(zhǎng)期規(guī)劃和發(fā)展需求，高壓管線的警示標(biāo)志樁與高速公路坡腳之間的距離應(yīng)大于20m。

4.1.2 完善定向穿越管道施工圖設(shè)計(jì)，明確穿越處管道的埋置深度，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境對(duì)套管封堵做出相應(yīng)的設(shè)計(jì)。將設(shè)計(jì)圖紙、施工方案報(bào)高速執(zhí)法機(jī)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)公司審核、備案，簽訂施工、安全協(xié)議并辦理、完善相關(guān)手續(xù)后，方可動(dòng)工。

4.1.3 在公路建筑界限范圍內(nèi)，管線埋深不小于1.5m。

4.1.4 泥漿池要采用良好的防滲、防漏措施，泥漿循環(huán)過(guò)程中，應(yīng)控制泥漿的性能，嚴(yán)禁將泥漿滲入高速公路路基土體結(jié)構(gòu)內(nèi)。

4.1.5 為了使泥漿形成良好的孔壁效果，施工前，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)情況增加改性劑，提高泥漿的性能。

4.1.6 開(kāi)展定向鉆施工時(shí)，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)位置，控制導(dǎo)向孔的高程和方位。若導(dǎo)向孔與設(shè)計(jì)的方位和高程存在偏差，應(yīng)及時(shí)糾正。施工前，應(yīng)依據(jù)穿越地質(zhì)情況和管徑大小，通過(guò)試驗(yàn)確定擴(kuò)孔的鉆頭、尺寸和擴(kuò)孔次數(shù)。擴(kuò)孔過(guò)程中，應(yīng)時(shí)刻監(jiān)控鉆頭的扭力和回拉力，并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果逐級(jí)擴(kuò)孔。確保設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，鉆孔和擴(kuò)孔施工中，嚴(yán)禁無(wú)故停頓。當(dāng)鉆機(jī)停頓時(shí)，需要繼續(xù)加強(qiáng)孔內(nèi)的泥漿循環(huán)，并保證孔內(nèi)始終存在正壓。

4.1.7 施工時(shí)，要做好雨水及施工用水的防、排、堵等措施，確保水不會(huì)沿著孔道或套管與路基的空隙，滲入高速公路路基土體結(jié)構(gòu)內(nèi)。同時(shí)，也要做好施工區(qū)域內(nèi)的防、排水措施，杜絕因雨水而影響工程進(jìn)度或設(shè)備、人員的安全。

4.1.8 為方便檢查、維修輸電管道，建議在輸水管道在邊坡進(jìn)、出口兩端均設(shè)置檢查井，且檢查井旁應(yīng)設(shè)置醒目標(biāo)記，以利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。

4.1.9 現(xiàn)場(chǎng)配備的泥漿應(yīng)循環(huán)使用，在最大程度上減少對(duì)高速公路周圍環(huán)境的污染。施工完后，應(yīng)將泥漿池內(nèi)的泥漿拉運(yùn)至當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門指定的處理廠進(jìn)行處理。

4.1.10 施工中，應(yīng)選擇施工技術(shù)過(guò)硬、經(jīng)驗(yàn)豐富的施工隊(duì)伍。同時(shí)，應(yīng)合理配置各類資源，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)開(kāi)合理調(diào)整施工進(jìn)度，使輸電管道施工對(duì)高速公路質(zhì)量和安全的影響降到最低。

4.2 保障高速公路及其附屬設(shè)施安全的對(duì)策及建議

4.2.1 提前做好宣傳及預(yù)警工作，告知通行車輛在經(jīng)過(guò)施工路段時(shí)，應(yīng)謹(jǐn)慎行駛。

4.2.2 設(shè)置必要的施工標(biāo)識(shí)和安全標(biāo)志，標(biāo)識(shí)和標(biāo)志要齊全、規(guī)范、干凈、清晰，擺放地點(diǎn)要準(zhǔn)確且確保擺放牢固。

4.2.3 施工完成后，要及時(shí)對(duì)高速公路周圍的地貌、附屬設(shè)施、植被等進(jìn)行恢復(fù)。整個(gè)施工過(guò)程中所產(chǎn)生的廢料，應(yīng)運(yùn)至指定的堆料場(chǎng)，不得隨意丟棄。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)供電線路下穿高速公對(duì)公路安全的影響，從設(shè)計(jì)方案、施工方案等方面對(duì)保障公路安全進(jìn)行了分析，并提出了相關(guān)的建議。不僅能夠指導(dǎo)施工過(guò)程中針對(duì)提出的風(fēng)險(xiǎn)制定相應(yīng)的措施，還能夠?yàn)榇祟愊嚓P(guān)工程提供參考依據(jù)。