臨吉高速公路跨越天然氣管道的技術處理

【摘 要】 介紹了臨吉高速公路跨越某天然氣管道的方案制定、實施的全過程，由于對管道的保護要求較高，故跨越方案有一定的特殊性，值得總結。

【關鍵詞】 跨越，天然氣管道，技術處理

1. 項目概況

臨吉高速公路工程位于山西省西南部臨汾市內，路線起點于臨汾樞紐互通順接長臨高速并銜接大運高速公路，終點在臨汾市吉縣壺口跨越黃河進入陜西省境內。該項目是國家高速公路網“7918”規劃方案第六橫的重要組成部分，同時也是山西省規劃的“人字骨架，九橫九環”高速公路網主骨架中第八橫（黎城下灣至吉縣壺口）的重要組成部分。它是山西省西南部地區西通陜、甘、寧，東達京、津、冀的重要戰略通道，對加快山西經濟和旅游業的發展具有重要意義。

2. 天然氣管道保護方案的選取

南辛店互通立交位于襄汾縣內南辛店附近，主要作用是方便襄汾縣境內南辛店附近的車輛上下臨吉高速?；ネ▍^地形平坦開闊，無重要地物控制。該互通設置為B型單喇叭互通，匝道布設采用上跨主線，與被交二級路平交的形式。

在互通區K173+419、AK1+138.6附近有一條天然氣管道，直徑約30cm，方向分別為前進方向右偏角126.6°、96°，原先為暗埋，位于地下約2～3m。（如圖1）

關于管道保護方案，最初設計組提出，使用一根Φ60cm的鋼管外穿天然氣管道，埋置于高速公路填方路基之下，從而保護管道。經與山西天然氣股份有限公司聯系溝通，對方提出兩點：1）天然氣輸出地為侯馬市，主要為居民生活之用，必須保證24小時暢通，不允許中斷；2）外穿鋼套管的方案不可行，所制定方案應保證日后管道可以實施例行檢查和維修，即要方便工人進入。為此，設計組重新指定了方案：在與高速公路相交處路基下方，均做鋼筋混凝土蓋板涵，吊裝蓋板之前，將涵洞內虛填土方，并將洞口砌筑封死，以后維修打開洞門即可。

3. 互通區的地質特點及涵底處理措施

本互通區內分布的第四系上更新統馬蘭組（Q3m）黃土，主要由粉土、低液限黏土和粉質黏土組成，土質較為疏松，大孔和蟲孔發育，具有垂直節理，具濕陷性，根據探孔取樣進行濕陷性試驗，結論為屬于Ⅱ級非自重濕陷性黃土，濕陷量347.02mm。

在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，因浸水后土的結構破壞而發生顯著附加變形的土稱為濕陷性土，屬于特殊土。在濕陷性黃土地基上進行工程建設時，必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對工程可能造成的危害，選擇適宜的地基處理方法，避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危害。

不同于其它涵洞，這兩處天然氣保護涵洞由于天然氣管道的存在和特殊保護要求，而不能使用常規的灰土擠密樁、強夯等工藝來消除濕陷性，必須進行特殊設計。

K173+419、AK1+138.6填土高度分別為4.3m、8.7m，基底承載力要求分別為不小于250KPa、不小于350KPa。為消除黃土的濕陷性，提高地基的承載力，施工圖在涵底設計50cm三七灰土，灰土下再換填2m厚砂礫墊層。

4. 天然氣管道保護涵的尺寸擬定

為方便日后維修，管道保護涵高度設計為2m，將管道放置于涵底鋪設的50cm厚細砂內。

K173+419涵長72.02m，經挖探，該處管道為折線布設，準確位置尚不明確，因涵洞較長，考慮管道的折線變化，保護涵跨徑擬定為4m，由于涵頂填土約4.3m，涵洞基礎高、涵身寬度、蓋板厚度分別擬定為1m、0.9m、40～44cm，見圖2。

AK1+138.6涵長42.51m，經挖探，該處管道基本為直線，保護涵跨徑擬定為2m，由于涵頂填土約8.7m，涵洞基礎高、涵身寬度、蓋板厚度分別擬定為1.2m、1m、32～34cm。

5. 天然氣管道保護涵施工工藝及注意事項

5.1 開挖基坑

要求分段開挖，一次開挖長度約8m（兩個涵身段），且挖開管道之后需將管道臨時支起。見圖3。

5.2 基底處理

涵底必須人工夯實，施工完成后，換填200cm厚砂礫墊層，每層松鋪厚度25cm，要求均勻、密實，壓實度≥96%。換填砂礫施工完畢后，進行三七灰土墊層施工，每層按照松鋪厚度15cm攤鋪，壓實度≥96%。

5.3 基礎施工

按照設計尺寸加工并綁扎基礎鋼筋，綁扎時要與涵身預埋鋼筋連接牢固，模板安裝需對其平面位置、頂部高程、節點聯系及縱橫向穩定性進行檢查，確認無誤后澆筑混凝土。

混凝土澆筑注意事項：澆筑施工前將模板內的雜物、積水等清理干凈，檢查混凝土的坍落度及施工和易性，符合要求方可進行澆筑施工。采用溜槽將混凝土澆筑入模，每層按照30cm水平分層進行澆筑。上層混凝凝土在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完成。澆筑完一層后，及時用插入式振動器振搗。每層使用兩根振搗棒，連續振搗密實，振搗棒在每一處的持續時間以拌和物表面混凝土停止下沉，不再冒出氣泡和表面呈現平坦、泛漿為限。不宜過振，也不宜少于30s。振動棒的移動間距不大于50cm，與側模保持50-100mm的距離，并插入下層混凝土50-100mm。振搗結束時對低洼處予以人工找補，使基礎混凝土表面平整。

混凝土澆筑要連續進行。

混凝土澆筑完畢，用木抹子抹平表面，待混凝土收漿后灑水進行養護。

5.4 涵身施工

涵身按照沉降縫劃分分段澆筑。涵身模板采用定制加工的組合定形鋼模板進行模板拼裝施工，模板內部尺寸控制準確，模板之間采用螺栓進行連接，相對的兩側模板之間用雙鋼管配合燕尾卡進行固定，模板周邊用鋼管支撐穩固?；炷翝仓┕み^程中，隨時對模板穩定性進行觀測，發現有超出允許變形偏差的可能時，要及時進行糾正。

5.5 蓋板預制及安裝

蓋板預制包括鋼筋加工及安裝、模板安裝、混凝土澆筑及養生三道工序。

預制蓋板在混凝土達到設計強度的85%后，移運到堆放場地，涵臺施工完畢達到一定強度后，進行蓋板安裝施工。

安裝前檢查支撐面是否表面平整無雜物，首先在涵臺頂部鋪設厚度不小于1cm的油毛氈墊層；然后依照從右向左的順序用25T吊車依次將蓋板吊裝就位，安裝過程中安排技術人員逐板檢查板與支撐面是否密合，板與板間的縫隙是否與沉降縫吻合，若發現不符合要求，要重新安裝就位。蓋板與涵臺的接頭必須用小石子頂緊填塞M10水泥砂漿。

安裝完畢后，采用M20水泥砂漿填充臺背與蓋板間的間隙。當其強度達到設計強度的70%時，進行臺背填土施工。蓋板頂、臺頂防水層采用涂熱瀝青兩度，每度1～1.5mm，兩度間鋪油氈紙一層。

5.6 涵洞進出口采用磚砌封口。

6.結語

天然氣管道保護涵的實施過程順利，跨越管道的方案可行、結構合理、組織有序，達到了天然氣管道管理單位的要求，高速公路得以順利、安全地跨越施工，是一個較為成功的范例，對今后處理同類問題具有一定的借鑒意義。