長輸管線導流截流開挖施工技術

鄭慧君，張大偉，胡玉梅，莊向仕，楊建亮

(1.承德石油高等專科學校 建筑工程系，河北 承德 067000;2.北京交通大學 經濟管理系，北京 100044)

導流截流開挖施工是利用挖掘機對溝渠進行開挖管道敷設的方法。導流截流開挖的優點是施工簡單、直接，施工成本低，適合于在寬闊的地表、不存在障礙物(如建筑物)的地段敷設地下管線。開挖穿越河流施工工藝相對復雜，本文以某在建工程為例，對導流截流開挖施工工藝進行研究。

1 工程概況

本穿越工程為位于華北某地干渠穿越，該穿越工程屬小型穿越。穿越段管線設計壓力為6.4 MPa，管徑為Φ508 mm，設計系數采用0.72，穿越處管線由南向北，采用大開挖方式穿越，穿越處管線與城東干渠夾角78°。

2 導流截流開挖施工程序

施工準備—測量放線確定擋水壩位置—開挖導流溝—筑擋水壩—壩內作業帶清理及管溝開挖—管線預制—管段就位安裝—管溝回填—拆除擋水壩—水保施工。

3 導流截流施工技術要求

3.1 施工準備

施工前應先熟悉圖紙，勘察現場，掌握所要施工河流及溝渠的設計要求及現場地形、穿越土層地質情況，搞清所施工區內的原有管線情況，對相應資料進行現場報驗，準備好施工所需器具機械，并上報監理。開工之前需辦齊各種施工手續。

3.2 測量放線

采用GPS 定位，全站儀進行測量。測量放線先用木樁做出標記，將管線中心線、作業帶邊線按圖紙要求進行實際標識，再確定圍堰及導流渠的具體位置。

3.3 筑擋水壩

3.3.1 確定擋水壩位置

先根據施工平面圖將管線穿越的實際位置標記出來，然后再開始開挖導流溝，導流溝挖好后，作擋水壩(見圖1)。在管道中心位置埋設木樁。參照管道埋深、管溝開挖坡度、管溝寬度以及漿砌石護岸的位置確定壩與管道中心線間的距離，同時開挖管溝時要考慮管溝塌方、土方回淤以及土方能在圍堰內堆積的高度，確保施工時水壩堆積的土方不會對管道下溝造成影響。

3.3.2 導流溝、筑壩

采用履帶挖掘機取土筑擋水壩，擋水壩坡比取1 ∶1，新筑截水壩需要壓實，可用挖掘機分層進行碾壓。新筑截水壩(見圖2)上游壩頂寬3 m，底寬6 m，高出水面1.5 m。下游壩頂寬2 m，底寬4 m，高出水面1.5 m。土壩筑成后在壩的外側采用土袋堆砌成護坡，以防止河水直接沖刷壩體。

3.4 壩內作業帶清理及管溝開挖

采用污水泵將壩內殘存河水排到壩體以外河道內。采用挖掘機先清理出擋水壩內管線的施工作業帶。若遇到河底土質松軟的情況，可鋪設枕木排進行加固作業帶強度，以方便施工機械通過。將管線控制樁進行復位，測量出管道中心線以及管道變坡點的位置并撒出白灰線來作為標記。穿越處地層主要為粉質粘土，管溝較深處采用分臺階開挖方式開挖，共分兩臺，臺寬均為4 m;管底寬度取1.5 m，下層邊坡比取1 ∶1，上層邊坡比取1 ∶1，管溝尺寸可根據現場的實際條件進行必要調整。挖深10.8 m 處管溝分臺開挖，見圖3。

采用挖掘機進行管溝開挖，根據地下水位情況在溝底設置相應的積水坑，采用2″污水泵進行排水。先用挖掘機將河道內淤泥清理至河道外岸邊，再放管溝開挖線，用挖掘機開挖粉質土層，邊坡按1 ∶1 放坡，用挖掘機清溝，溝深比設計圖紙加深500 mm。

3.5 管線預制

穿越河道主管線先根據圖紙要求在作業帶預制，主管線無損檢測、補口、保溫合格后，采用3 臺40噸吊管機整體吊裝至挖好的管溝內。預制段就位后，再安裝兩邊管道，最后試壓與一段管線共同進行。焊縫檢驗采用100%射線照相檢驗。管道防腐保溫層:本穿越段埋地保溫管道防腐保溫層采用加強級熔結環氧粉末防腐層(厚度為≥400 μm)-聚氨酯泡沫塑料保溫層(厚度40 mm)-聚乙烯夾克保護層(厚度6.0±0.2 mm)結構。穿越段管道防腐層現場補口采用帶環氧底漆的高溫型熱收縮帶補口;環氧底漆干膜厚度≥400 μm;防護層補口采用熱收縮帶補口，具體結構:保溫層采用泡沫管殼。安裝時先纏繞一層聚乙烯內帶(主要為了保護泡沫層，并起固定作用)，聚乙烯內帶搭接10 ～20 mm，再采用常溫型熱收縮帶，補口套(帶)與防護層搭接長度不小于100 mm。防腐保溫層補口結構見圖4。

3.6 管溝回填

回填前先安裝平衡壓重袋，一般土壤河床管道先細土回填予以穩管，上部分層碾壓回填原土。小回填至管頂500 mm 完成后，鋪設標識帶，之后再大回填。

3.7 水工保護

河道兩岸采用草袋進行護坡保護。穩管采用平衡壓袋穩管。

3.7.1 草袋護坡

草袋規格可選用50 cm×70 cm×20 cm，實際裝填體積按70%計算。土料就地取材，不得裝填塊石土，選用碎石土時，碎石含量不得超過20%。

1)必須置于老土層上，坡面需整平、夯實。兩端圓滑嵌入原坡0.5 m。

2)碼砌不得形成通縫，相互錯開，并簡單壓實。

3.7.2 平衡壓袋

按圖紙要求，共安裝36 組平衡壓袋。壓袋填充物質宜為中粗砂，或是粒徑不大于50 mm 的卵石，但不可使用耕土。

1)施工過程中要注意保護壓袋，避免劃傷損壞。施工時要將管道上部淤泥清除，然后再壓袋緊密排列在管道兩側。應邊清淤邊壓，以免管道止浮。

2)每個平衡壓袋重量200 kg，每組平衡壓袋6 個，平衡壓袋規格1.6 m×1.1 m×0.55 m，平衡壓袋間距5 m。

4 結 論

導流截流開挖施工完成后，對地貌進行恢復，即保證了長輸管線快速施工，又減少對自然環境的影響。通過采用導流截流開挖，可以有效保證長輸管線的建設。

［1］ 莊向仕.大型原油儲罐基礎防滲膜施工［J］.承德石油高等專科學校學報，2015(4):9－12，17.

［2］ 韓彥龍，孫晨曦，王二利.基于ANSYS 的空分軸系及其零部件有限元模型研究［J］.承德石油高等專科學校學報，2014(3):16－18，27.

［3］ 徐小兵.油氣長輸管道工程施工技術手冊［M］.石油工業出版社，2011.

［4］ 賀俊.大跨度小凈距導流洞應力應變影響因素研究［D］.西南石油大學，2014.

［5］ 曾紅專.大沙河大學城段污水處理及景觀用水工程項目施工技術及組織管理研究［D］.武漢:武漢大學，2004.