煤層氣管道工程穿越施工的方法探討

張　飛

（西南石油大學石油與天然氣工程學院，成都　610500；長慶石油工程監督公司第五監督站，內蒙古　鄂爾多斯　017300）

煤層氣管道工程穿越施工的方法探討

張飛

（西南石油大學石油與天然氣工程學院，成都610500；長慶石油工程監督公司第五監督站，內蒙古鄂爾多斯017300）

摘要：傳統煤氣層施工方式中，經過道路河流時一般采用開挖施工方法，很容易造成交通堵塞，引起人們出行不便，加之現代社會對環境保護的重視，使環境影響因素成為管道施工合理性重要評價指標。由于穿越工程為非開挖工程，在穿越河流、公路時，對地下障礙物必須進行詳盡的探測。這些障礙物對穿越工程的安全實施，影響很大，例如，公路（道路）下的地下管線、地上建筑物的地下基礎，互通式立交橋的樁基，河道防汛墻的樁基，重要河流岸邊碼頭的樁基等等，設計管路時都必須考慮到。

關鍵詞：煤層氣管道；穿越施工；河流；公路

傳統煤氣層施工方式中，經過道路河流時一般采用開挖施工方法，很容易造成交通堵塞，引起人們出行不便，加之現代社會對環境保護的重視，使環境影響因素成為管道施工合理性重要評價指標，傳統的開挖式施工方式越來越不適宜社會發展的需求。而非開挖施工技術能夠在充分保護環境的前提下，解決管線經過道路、河流的鋪設難題，其中水平定向穿越等非開挖施工技術作為一項新興的管道鋪設方法，具有施工周期短和效率高等優點。

由于人工煤氣具有較高的含水量，因此，在水平定向穿越在輸送人工煤氣的管道施工中無法解決管道凝結水的問題，在上海地區的使用受到了相當大的限制。隨著東海天然氣的擴建，“西氣東輸”天然氣工程的啟動，上海城市的管網改造及建設付諸行動，適應大規模管線施工及環保和施工進度的要求，定向鉆穿越河流、溝渠、橋梁、公路、鐵路、樓群集聚地等的施工受到越來越多的關注。在上海天然氣的主干網建設中穿越大于70米的大型河流、高速公路、大型互通式立交基本上采用了定向鉆工藝。為了探討煤層氣管道工程穿越施工的方法，筆者總結幾個典型穿越施工的方法如下：

1　水下管道穿越施工

1.1挖溝埋設

挖溝埋設施工技術是水下穿越最常用的方法之一，這種鋪設管道技術能夠根據巖性和實際地質條件進行選擇，常用大型開溝犁挖溝、圍堰挖溝和爆破成溝和水力沖溝等方式進行挖掘，隨著煤層氣管道工程穿越施工方法的改進，各種水力沖溝機、挖泥船和大型開溝犁等施工機具和技術日臻完善。

1.2頂管或水平定向鉆孔

在河流中河床的底部位置將煤層氣管道頂過河底，也可以通過鉆機以傾斜的角度進行定向鉆穿，鉆出弧形圓孔后將煤層氣管道牽引過去，這種河床下的水平定向鉆孔施工方法適合于中小河流的穿越工程，這種施工方法的優點是可以增加管道的容重，為了防止煤層氣管道受浮力的影響，一般在河流穿越施工后再在煤層氣管道的外壁上澆筑一層混凝土，也有的文獻報道稱在煤層氣管道環形空間的位置加注重水泥漿也有類似的效果，另外，對于河流穿越管道容重的確定應該結合實際地點的水流速度來判斷。

1.3穩管

穩管的方法主要包括堆筑石籠等，也可以用擴展腳機械式錨桿來達到穩管目的。關于管道穿越河流的施工，最早可以追溯到秦朝時期，當時秦王嬴政在四川省修筑大型水利工程時，就采用的堆筑石籠方法來避免水流對管道的沖擊。在長江中上游的煤氣層管道施工過程中，由于河床特點是卵石河床，因此也可以考慮通過堆筑石籠方法來穩管。

例如煤層氣管道水下施工技術要求有以下幾點：一是煤層氣管道宜采用鋼管；煤氣層管道穿越河底施工時的施工深度應該根據當地水流條件和水流的沖擊能力進行判斷，對于不同航的河流，深度可以低于0.5米，而對于通航河流或者水流沖擊力大的地段，施工深度必須達到1米以上；三是在有煤氣層管道穿越河流的地段應該在河岸周圍設立醒目的標志，以示提醒的作用。

2　地下管道穿越施工

煤層氣管道在穿越公路時需要采用地下鋪設管道施工方式，一般的施工方法是在路基下鋪設水泥管道，被鋪設的煤層氣管道在水泥管道中通過，以此保證公路交通的安全。

輸氣、輸油等長輸管道在敷設過程中也必須埋設于地下，屬于地下管道的范疇。管道在山區埋設經常需要橫穿山區沖積性河流。山區河道坡降陡，洪水位高，洪枯變幅大，沖刷力強，水土流失嚴重，必須采取有效的工程措施保證管道的安全。

例如埋地鋼骨架聚乙烯復合管煤層氣管道工程中管道穿越敷設規定包括以下兩點：首先是選擇鋼骨架聚乙烯復合管材料的煤層氣管道穿越河流和道路時應該加硬質套管，同時在施工組織之前和施工過程中應該獲得批準；二是采用鋼骨架聚乙烯復合管材料的煤層氣管道進行不開槽施工時，必須保證穿越地段的建筑物不會發生塌陷或者受到其他類型破壞。

3　總結

煤層氣管道在穿越河流時應該盡量選擇河床平直、水流平緩和地質穩定的地點，如果將煤層氣管道以裸敷的方式經過水下的河床，經過長期的水流沖擊作用、河道變遷等的影響很容易被破壞，進而產生泄漏，甚至引發安全事故，與此同時，鋪設的煤層氣管道如果在穿越河流時保持水下懸浮狀態，那么長期的水流作用不但會造成管道破壞，還可能因為水流繞過煤層氣管道時產生渦流作用，繼而以更大的脈沖壓力破壞管道，因此，管道通過河流必須防止水流引起的損害。

由于穿越工程為非開挖工程，在穿越河流、公路時，對地下障礙物必須進行詳盡的探測。這些障礙物對穿越工程的安全實施，影響很大，例如，公路（道路）下的地下管線、地上建筑物的地下基礎，互通式立交橋的樁基，河道防汛墻的樁基，重要河流岸邊碼頭的樁基等等，設計管路時都必須考慮到。

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作者介紹：張飛（1982-），男，甘肅華池人。