長輸管道的河流穿越設計和施工探析

于洪偉

（大慶油田工程建設公司國際事業部，黑龍江 大慶 163000）

1 河流長輸管道穿越技術概述

河流長輸管道穿越技術主要有兩種技術類型，分別是開挖穿越和非開挖穿越，管道河流穿越會受到河流水文和地質條件的影響，在目前管道施工技術飛速發展的背景下，非開挖敷設目前在施工中處于主體地位[1]。非開挖穿越技術主要有隧道穿越和定向穿越兩種類型，定向穿越具備施工理深大、工期快的優勢，而且不受水文條件的制約，適宜在大型河流管道穿越方面使用。如果當地地質條件不適合使用定向穿越技術，就會采取隧道穿越技術。

2 管道定向穿越設計與施工

2.1 定向穿越施工工藝流程

首先，使用定向鉆機在河底鉆出來導向孔，持續鉆進在河流對岸出土，打一孔器連接在土端，打一孔器轉動并向前行進，同時用高壓泥漿不斷沖擊孔壁，把孔徑不斷擴大，直至孔徑達到管道可以穿越的標準，此時將穿越管道與擴孔器連接起來，沿孔道敷設管道。早期定向穿越只適合質地較軟的地層，隨著科學技術的不斷發展，目前鉆機意境可以鉆通中等硬度的泥巖和砂巖地層，穿越理深不斷擴大，工期顯著降低，而且越來越不受河流水文條件的干擾，不會影響航道通行，并且不需要占用較大的面積。不能穿越地質堅硬的巖石地帶是定向穿越的缺陷，在這種穿越模式下，穿越長度和管徑都有一定的要求，管道若出現故障，檢修起來非常困難。

2.2 定向穿越施工設計

在河流定向穿越設計過程中，穿越的距離、地質條件和位置都必須符合施工的要求，必須按照安全、可行和經濟的原則來進行施工設計[2]。入土和出土角度、曲率半徑和穿越深度都需要提前設計完成，具體應做到以下幾點：第一，首先要對最大穿越深度進行確定。為了把最大穿越深度確定下來，應充分掌握集施工地點的地質和水文資料，把勘察及物探工作認真做好，要對穿越區域土層分布有一個全面的了解，同時要對河床穩定性進行評估；第二，穿越條件和鉆徑大小必須與鉆機的性能相符合，在確定穿越長度的時候，要符合鉆機回拖的性能要求，堅硬的巖石地層不適宜進行定向穿越；第三，在土壤液化和泡泉等不穩定的地層，極易出現塌陷和管涌事件，因此必須引起施工方的高度重視；第四，管道必須做好防腐工作。防腐層的強度和韌性必須有可靠的保障，而且要有較強的耐磨性，且防腐層要與管道很好的豁合在一起；第五，大型河流管道穿越施工實施起來比較復雜，在設計的時候要對其經濟性予以充分的考慮，在此基礎上，穿越距離要盡可能的縮短。

3 管道隧道穿越設計與施工方法

3.1 盾構施工法

盾構法要有專門的盾構機及配套裝置，在地表下通過掘進挖出隧道，然后拼裝鋼筋混凝土預制環片把管道連接起來穿越河底。盾構法一般在水文、氣候與航行不受限制的河流穿越中使用，施工質量和進度有著比較可靠的保障。盾構法具體操作起來是比較復雜的，盾構機和水下施工設備要針對施工地質條件提前準備，在設計施工過程中，進度、工期和成本都要做好統籌設計。泥漿要選擇能夠快速穩固地層的類型。盾構機必須按照設計好的路線運行，盡可能避免施工事故的發生。

3.2 鉆爆施工法

鉆爆法就是在河床下人工鉆孔，并通過爆破實施掘進，借助模筑混凝土實現管道通過的穿越方法。該施工方法工藝及其簡單，不需要復雜的施工設備，成本處于最低的水平，隧道直徑和長度可以任意選擇，因此可以選擇大直徑多條穿越的模式，特別是對于巖石堅硬的河床尤其適用。但是該施工方法進度較慢，而且要求河床有著較高的穩定性，施工中要做好排水工作，管道穿越必須選擇巖石地層，穿越深度遠大于其他施工方法，而且對注漿堵水材料和設備有著較高的要求。

3.3 頂管施工法

頂管法目前已經比較成熟，主要是把超長距離頂管采取繼裝置接力頂進，頂管采用鋼管活著鋼筋混凝土管道，盾構機切削地層在前面，后面使用傳送機把巖石碎屑傳輸出去。頂管截面通常不大，施工成本相對較低，施工工期較短，對于那些距離較短的隧道特別合適。頂管法通常是直線施工，所以管道應當盡量避免出現彎曲。頂管的頂力必須有可靠的保障，這樣管壁與土壤之間的摩擦力才可以得到有效的克服。擠壓出土法、外擠壓頂進法、管內出土法是頂管法比較常用的施工法法，同時施工設備的選擇也要充分的考慮頂力的大小。

4 結語

隨著長輸管道技術工藝的不斷發展，施工安全及環保也有了可靠的保障，同時要求我們根據施工地域的具體情況選擇合適的施工方法，把管道穿越河流的施工質量進一步的提升上去。