長輸管線大開挖穿越淤泥質(zhì)粘土河流的施工方法

許瑜(中國石油天然氣管道局第三工程分公司， 河南 中牟 451450)

長輸管線大開挖穿越淤泥質(zhì)粘土河流的施工方法

許瑜(中國石油天然氣管道局第三工程分公司， 河南 中牟 451450)

近年來，隨著長輸管線穿越河流技術(shù)的不斷進(jìn)步，由于地區(qū)氣候的差異和地質(zhì)條件的不同，長輸管線穿越河流的方式也在發(fā)生變化。長輸管線穿越河流時，由于受到河水浮力和水流的影響，容易發(fā)生管道的抬高、水平推移，有時候還會懸空和振動，甚至管線會因?yàn)楫a(chǎn)生巨大的壓力發(fā)生斷裂。因此，長輸管線穿越河流時，需要根據(jù)實(shí)際情況實(shí)施不同的施工方法。本文主要介紹長輸管線大開挖穿越淤泥質(zhì)粘土河流的施工方法，以及這種方法施行過程中需要注意的問題，并對這類施工方法提出相關(guān)建議。

長輸管線；大開挖；淤泥質(zhì)粘土

隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的施行以及發(fā)展步伐的加快，我國的長輸管道也在加快建設(shè)，進(jìn)入了一個新的高潮，出現(xiàn)了西氣東輸、川氣東送等工程，這些工程都屬于長距離的管道工程。因地形復(fù)雜，我國的管道工程在施工過程中會穿越大大小小的河流，而穿越大型河流的困難性和復(fù)雜性往往是限制工程工期的控制性因素。長輸管線穿過河流時，分穿越和跨越兩種方式。由于穿越具有能夠節(jié)約工程成本、縮短工期、縮小施工難度、克服出現(xiàn)的問題等優(yōu)點(diǎn)，所以，在長輸管線工程中，常采用穿越的方式。

1 淤泥質(zhì)粘土河流鋪設(shè)管道常見的問題

穿越通常有大開挖溝埋在水域基床沖刷穩(wěn)定層以下敷設(shè)，隧道穿越和定向鉆穿越三種形式。這三種方式各有特點(diǎn)，使用的范圍也不同。對于淤泥質(zhì)粘土河流的穿越，采用大開挖溝的施工方法，也即是將管道埋于河床穩(wěn)定層內(nèi)的穿越敷設(shè)方式。

(1)淤泥質(zhì)粘土 淤泥質(zhì)粘土是那些天然含水量大于液限，孔隙比在0到1之間的軟土。淤泥質(zhì)粘土的形成需要經(jīng)過幾個環(huán)節(jié)，它是在靜水，或者流速很低的流水的環(huán)境條件下沉積的，然后經(jīng)過生物化學(xué)的作用形成。淤泥質(zhì)粘土的特點(diǎn)是壓縮性高、變形大和強(qiáng)度低。有的含水量大的淤泥質(zhì)粘土還具有流塑性。如沼澤、稻田等都屬于淤泥質(zhì)粘土。從承載能力大小上來說，淤泥質(zhì)粘土可以分為三種類型：第一種是對于對地的壓力為0.02～0.03兆帕的施工機(jī)械來說，可以來回行走。第二種是對地的壓力不超過0.01兆帕的機(jī)械，可以操作和行走。最后一種是任何施工機(jī)械都無法行走的。

(2)淤泥質(zhì)粘土對大開挖造成的影響 淤泥質(zhì)粘土地段對大開挖穿越造成的影響有三點(diǎn)，首先，由于承載力小，導(dǎo)致大型的施工機(jī)械設(shè)備如挖掘機(jī)、吊管機(jī)、運(yùn)管車、焊接車等無法直接在淤泥質(zhì)粘土上進(jìn)行施工作業(yè)，最終給工程施工帶來極大的困難。其次是淤泥質(zhì)粘土具有的壓縮性高、流塑性和易變形的特點(diǎn)，給圍堰的穩(wěn)固性和管溝的開挖造成了很大的不利影響。如果挖出來的淤泥粘土不及時運(yùn)走，而是堆在圍堰的兩側(cè)，這些粘土?xí)弋a(chǎn)生擠壓，使圍堰受到力的作用發(fā)生變形。當(dāng)挖深較深的時候，圍堰下方的淤泥質(zhì)粘土就會沿著管溝的方向流動，最終引起圍堰的塌垮。最后一點(diǎn)是淤泥質(zhì)粘土含水量大，極其不利于管溝的成型和溝下進(jìn)行的作業(yè)。

2 長輸管道穿越淤泥質(zhì)粘土河流的措施

(1)管溝開挖措施 穿越淤泥質(zhì)粘土地段的管溝開挖采取的措施有幾個要點(diǎn)，首先，要用兩臺長臂挖掘機(jī)在管道的兩側(cè)同時進(jìn)行開挖工作，開挖的過程是從管溝外側(cè)向里側(cè)挖，先把溝邊的土挖完，而管線下方的土要等管線的重力作用使其下方的土自行塌落到溝底后，再用挖掘機(jī)從管線下方將土挖出，挖到設(shè)計的深度時，繼續(xù)向后開挖。注意在管溝開挖時，在挖掘機(jī)的履帶下面設(shè)組合式鋼制的浮板，這樣的作用是增大挖掘機(jī)的承載力，使挖掘機(jī)可以邊挖溝邊移動。其次，對于那些土質(zhì)較軟、容易塌陷的地段往往采用超寬開挖法開挖管溝。最后，采用挖集水坑的措施，因?yàn)槌凉艿囟蔚牡叵滤惠^高，通過挖集水坑，用潛水泵把水抽出來，再用明溝排水的方法來降低地下水位。還要特別注意開挖出的淤泥的處理，要及時把淤泥運(yùn)出去。

(2)穩(wěn)定管道的措施 管道穿越淤泥質(zhì)粘土的河流時，要采取相應(yīng)的措施來穩(wěn)固管道，可以通過預(yù)制裝配式混凝土加重塊連續(xù)覆蓋層加重穩(wěn)固管道，也可以用大口徑管套在小口徑管的外面，它們環(huán)形的環(huán)形空間注入水泥漿的復(fù)壁管來加重管道的方法，還有加重管線壁法，壓放預(yù)制混凝土的馬鞍塊來加重管壁的方法等等。我國在油氣管道穿越河流的工程中，一般采用混凝土結(jié)構(gòu)加重穩(wěn)管的方法，因?yàn)檫@種方法投資少、適應(yīng)性強(qiáng)、技術(shù)成熟、加重穩(wěn)管的質(zhì)量容易得到保證，這種方法的優(yōu)點(diǎn)使其得到了廣泛的應(yīng)用。

(3)管道穿越的圍堰和降水措施 由于淤泥質(zhì)粘土的特點(diǎn)，就要求必須增加圍堰的穩(wěn)固性。有的工程采用雙圍堰來加固，這種方法是采用塊石來墊層，上面鋪上黃土，外面的兩側(cè)加上防水布。圍堰既有其本身的作用，還可以成為吊車和拉土車的便捷通道。圍堰的內(nèi)側(cè)可以使挖掘機(jī)通行。這種方法既增加了圍堰的穩(wěn)固性，又不浪費(fèi)圍堰上層的空間。淤泥質(zhì)粘土由于含水量極其大，地下水位極其高，增加了淤泥清理的難度。對于這個問題，可以在雙圍堰內(nèi)側(cè)打降水井，這樣可以保證地表水不會因?yàn)楦卟疃鬟M(jìn)施工區(qū)域。

3 結(jié)語

目前我國的管道工程正在大力興建，而穿越淤泥質(zhì)粘土河流是一個很棘手的問題，所用的大開挖的方法具有埋深淺、易受到河流沖刷以及挖砂等的破壞，所以，為了保證管道工程的質(zhì)量，在淤泥質(zhì)粘土地段的管線完成后，要不斷地對設(shè)備進(jìn)行檢查，并定期對管道的防腐層檢測，及時解決出現(xiàn)的問題。

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