穿越河流的長輸管道施工方法馮景微 (中石化勝利油建工程有限公司，山東東營257000) 【摘 要】目前在油氣資源開發(fā)和利用的過程中，穿越河流的長輸管道成為其運輸?shù)闹饕緩剑梢杂行岣哂蜌赓Y源的安全性。在穿越河流的長輸管道施工過程中由于受到地形、氣候等因素的影響會遇到很多問題。只有采用合理的方法進(jìn)行施工設(shè)計才可以充分發(fā)揮長輸管道的作用。 【關(guān)鍵詞】穿越河流；長輸管道；施工設(shè)計與工藝 【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.04.161 1 引言長輸管道是油氣資源運輸?shù)闹饕緩胶头绞?，在長輸管道的建設(shè)過程中，不可避免地會遇到河流阻礙。通常情況下，為了提高長輸管道的安全性能，其設(shè)計過程的匯總會使用到穿越技術(shù)。在穿越河流的長輸管道施工中最主要的就是要利用好穿越技術(shù)，以此來實現(xiàn)長輸管道建設(shè)的目的。 2 穿越河流的長輸管道情況概述長輸管道穿越河流技術(shù)根據(jù)敷設(shè)方式通常可以分為2種類型，即非開挖穿越與開挖穿越。前者主要包含了隧道與定向鉆穿越，定向鉆技術(shù)當(dāng)前已被廣泛應(yīng)用到我國的松花江、錢塘江、黃河、長江等大型河流中[1]。隧道穿越技術(shù)一般會受地質(zhì)條件的限制，當(dāng)無法使用其他方式進(jìn)行穿越時，會采用隧道方式。 就我國當(dāng)前的油氣長輸管道穿越方式來看，經(jīng)歷了不斷發(fā)展的過程，從裸露到溝埋再到定向鉆、隧道方式，穿越方式的變化也逐漸提升了管道的安全性。在具體的施工過程中要結(jié)合每個地方的實際情況選擇合適的穿越方式，以此提高我國長輸管道的總體建設(shè)水平。 3 穿越河流的長輸管道施工方法3.1 穿越河流長輸管道的開挖穿越施工方法 長輸管道穿越河流使用開挖穿越施工技術(shù)時，需要在管道埋設(shè)前利用機(jī)器進(jìn)行挖掘或者定向爆破，對管線溝槽進(jìn)行施工。以此為基礎(chǔ)修整管底和敷設(shè)管線，最后進(jìn)行回填。開挖穿越技術(shù)具有工藝簡單、適用范圍廣、工期短的特點。在施工技術(shù)管理過程中需要重視管道的熔接與焊接技術(shù)。開挖穿越施工技術(shù)的應(yīng)用需要在工程施工之前勘探周圍的地質(zhì)情況，一般來說，開挖穿越技術(shù)都是因為無法進(jìn)行隧道施工技術(shù)和定向鉆穿越技術(shù)之后才選擇的方式，因此，必須對兩側(cè)的溝槽做好相應(yīng)的支護(hù)措施。穿越河流長輸管道的開挖穿越施工方法主要有圍堰成溝法、爆破成溝法、挖泥船挖溝法和氣舉成溝法，現(xiàn)對每種施工方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。 3.1.1 圍堰成溝法 圍堰成溝法的基本步驟是：在待穿越水下管道的兩側(cè)，堆筑臨時堤壩阻擋水流，選擇合適的導(dǎo)流方法，然后開挖溝槽，輻射管道，回填土施工完畢之后拆除圍堰。這種方法成溝容易，可以保證管道的深度，不需要使用大型的牽引設(shè)備牽引管道過河，主要適用于小型河流和季節(jié)性河流等。但是工程量比較大，對河道的擾動很大，不適合在通航的河流使用。在我國，圍堰成溝法也有成功應(yīng)用，如西氣東輸豫南鄭州—駐馬店天然氣支線，在穿越奎旺河段時運用了此種方法。 3.1.2 爆破成溝法 爆破成溝法屬于水下成溝穿越，也就是在河底穿越斷面上布置炸藥，進(jìn)行爆破，炸出一條水下管溝，然后進(jìn)行管道敷設(shè)。爆破法適用于河床比較堅硬的地段，可以在通航河流應(yīng)用。這種方法的管道深埋很難達(dá)到設(shè)計要求，對環(huán)境產(chǎn)生比較重要的影響，通常情況下和其他方式聯(lián)合適用。 3.1.3 挖泥船挖溝法 挖泥船的施工方法：挖泥船在穿越斷面上挖出一條滿足設(shè)計要求的水下管溝，然后在河岸上將穿越管段焊接成整體，適用卷揚機(jī)或拖拉機(jī)等牽引設(shè)備拖管過河，將管道安裝在挖好的管溝中，此種方法可以在水中挖溝，不用圍堰堵水，也可以達(dá)到相關(guān)設(shè)計要求。但是此種方法不適合河床比較硬的地段。 3.1.4 氣舉成溝法 此種方法主要是將穿越管段牽引過江，然后置于江地，使用氣舉船上的兩排氣舉泵分別從管段的兩側(cè)吸出泥沙，然后將其排走，使管段逐漸下沉至設(shè)計埋深。氣舉成溝法工期比較短，投資也較少，但是不適合使用與卵石和黏土河床。 3.2 穿越河流的長輸管道非開挖穿越施工方法 利用非開挖穿越技術(shù)進(jìn)行長輸管道穿越河流施工時，主要考慮應(yīng)用隧道穿越和定向鉆穿越。 3.2.1 穿越河流的長輸管道定向鉆穿越施工方法 定向鉆穿越技術(shù)是目前比較先進(jìn)的穿越施工方法，利用定向鉆機(jī)在河床的底部進(jìn)行鉆孔，再利用擴(kuò)孔器進(jìn)行擴(kuò)孔，之后在敷設(shè)管路。定向鉆穿越技術(shù)使用在地層比較穩(wěn)定的河流，具有對河流航行影響小、投資少、工期短的優(yōu)點，但是也有一定的缺點，比如復(fù)線敷設(shè)需要較高的成本、管路敷設(shè)不易檢修，而且管路需要一次性完成，對防腐性能和焊接技術(shù)要求都比較高。 定向鉆穿越技術(shù)的施工過程：先使用定向鉆機(jī)在河底鉆以導(dǎo)向孔，當(dāng)鉆頭在對岸出土后，在出土端連接擴(kuò)孔器，擴(kuò)孔器轉(zhuǎn)動，配以高壓泥漿沖切，在擴(kuò)孔的同時，鉆臺上的活動卡盤向上移動，拉動擴(kuò)孔器前行，通過多次進(jìn)行擴(kuò)孔，使鉆孔比穿越管直徑略大，最后將穿越管段連接在擴(kuò)孔器之后，拉動擴(kuò)孔器和穿越管段，使管段敷設(shè)在鉆出的孔中。 在應(yīng)用定向鉆穿越技術(shù)的過程中需要注意以下幾方面問題：（1）控制影響施工質(zhì)量的成本，詳細(xì)勘察需穿越河流的水文特征；（2）計算出土和入土角；（3）勘察計算出穿越長度、深度以及曲率半徑；（4）根據(jù)施工要求確定需要的定向鉆機(jī)型號、鉆桿和鉆徑等參數(shù)，考慮鉆機(jī)的回拖能力。另外，在運用定向鉆穿越技術(shù)時需要注意嚴(yán)格控制現(xiàn)場的測量放線、錨固坑以及設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況等，還要注重周圍的環(huán)境保護(hù)，重視對機(jī)械進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，嚴(yán)格按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。 3.2.2 穿越河流的長輸管道河流隧道穿越施工方法 非開挖穿越技術(shù)除了定向鉆穿越技術(shù)還有長輸管道河流隧道穿越技術(shù)。隧道穿越技術(shù)通常應(yīng)用在河床地質(zhì)條件比較堅硬，無法進(jìn)行開挖或定向鉆穿越的工程環(huán)境中。隧道穿越技術(shù)受到洪水和氣候的影響比較小，而且具有施工工藝簡單的特點。但是此技術(shù)也有一定的缺點，其施工成本高、施工工期長，并且在施工過程中對周圍環(huán)境造成的破壞比較大。因此，在隧道穿越技術(shù)的施工過程中需要重視對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。施工過程中要控制和管理好盾構(gòu)法、鉆爆法等方法，針對不同的施工方法以及其具備的技術(shù)特點，施工單位要采用不同的應(yīng)對措施，結(jié)合地質(zhì)情況和場地現(xiàn)狀制定更加切實可行的管理體系，使長輸管道穿越河流施工工作可以有效開展。 盾構(gòu)法主要是利用專門制造的盾構(gòu)機(jī)以及相關(guān)的配套裝置進(jìn)行地下掘進(jìn)，并把鋼筋混凝土預(yù)制環(huán)片拼裝成管段并將其連接起來，最后形成隧道施工方法，此方法應(yīng)用于軟地基地質(zhì)條件，鉆爆法則是在河床底部一定深度進(jìn)行人工鉆孔、爆破之后形成一定體積的通道，從而使管道穿越隧道。此種方法不需要使用頂管機(jī)或者盾構(gòu)機(jī)等昂貴的設(shè)備，而且也不受隧道直徑和長度的限制，適用于堅硬地層。但是此方法的工期比較長，對河床地質(zhì)要求也十分嚴(yán)格。 4 結(jié)論隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對油氣資源的利用率會更大。管道作為油氣資源運輸?shù)闹饕绞奖厝粫罅拷ㄔO(shè)。而管道的鋪設(shè)為了保證安全性需要穿越河流，穿越河流的長輸管道施工有不同的穿越施工方法。對于長輸管道的施工單位而言，在選擇穿越施工方法時，需要結(jié)合施工地點的地質(zhì)條件和水文條件，有效地規(guī)避沒有穿越技術(shù)的缺點，使其優(yōu)點得到進(jìn)一步的放大。 【參考文獻(xiàn)】 【1】劉春華,裴小非.長輸管道的河流穿越設(shè)計和施工[J].石油規(guī)劃設(shè)計, 2010（4）:32-35. Long-Distance Pipeline Construction Method of Crossing Rivers FENG Jing-wei 【Abstract】In the process of oil and gas resources development and utilization,the long-distance pipeline crossing rivers become the main way of transportation,it can effectively improve the safety of oil and gas resources.In crossing rivers long-distance pipeline construction process under the influence of factors such as topography,climate,will encounter a lot of problems.Only to adopt the method of reasonable construction design can give full play to the role of the long-distance pipeline. 【Keywords】across the river;long pipeline;design and construction process 【中圖分類號】TE973 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1007-9467（2017）04-0138-02 【收稿日期】2016-11-22 【作者簡介】馮景微（1984～），男，遼寧葫蘆島人，工程師，從事項目管理研究。 |
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