管道埋地敷設中的土建工程問題

雷勝強

（太原市熱力集團有限責任公司，山西 太原 030000）

1 管道埋地敷設中的土建工程問題

1）土建施工的主要工作內容是進行管溝的挖掘工作，以及在施工過程中主要控制標高、尺寸、位置的偏差。但是存在著以下的問題：第一，在井室施工的過程中預留孔洞尺寸、位置有偏差，沒法滿足設計的要求。第二，預埋件的材料的規格尺寸不符合設計標準。第三，對于設備尺寸、標高、位置等參數的確定存在著很大的偏差，難以滿足項目需要。第四，在很多施工環節容易出現施工質量問題，比如在二次灌漿、基礎二次抹面環節施工不滿足施工質量要求。第五，安裝單位不按照設計要求進行安裝，導致土建和安裝的配合存在著很大的問題。

2）凍土對管道的影響。凍土與普通的土質在力學性能上有著明顯的差異，尤其是多年形成的凍土，對工程建設的影響也更加明顯。地基中的水分在凍結和融化的過程中會使土的力學特征隨之產生變化，產生膠結力和凍脹力，使水和土通過這些力的作用凝結在一起，當氣溫較低時，水會凝固成為冰，同時體積會迅速的膨脹，使土體產生位移，膨脹的土體在外力的作用下會產生凍脹力，而當凍土中的水融化時，土體又會產生收縮，使凍土體積產生熱熔沉陷，如果不能及時對這些現象進行合理的處理，則會對管線工程產生嚴重的影響。定期清管，及時更換凹陷變形管段，可以減少管道摩阻、降低輸油能耗。

2 施工對策

1）凍土承載能力的下降使管道發生融化和下沉現象，凍結的土顆粒會由于力學強度而使得凍土的粘合度受到影響。如果氣溫持續升高，則凍土的承載能力會持續的減弱，當凍土完全融化時，由于水和土膠結而形成的強度將最終完全消失，對管道的穩定性產生嚴重的影響。另外，當季節性融化導致冰層融化時，其凍脹力和凍脹量則會增加。凍土的融化會使管道產生變形，無法維持其穩定性，因此，有些地區的管線需要在地表以上進行放置。放在地表的管道，需要使用管道支架或者管臺上，由于管道運行中受環境影響需要延伸，因此應當確保其熱脹冷縮所產生的應力在其能夠承受的范圍內。另外，采用地表放置式的管線應當采取一定的隔熱措施，確保其符合設計溫度。在設計時需要同時考慮到內部壓力以及靜態下的結構負載，甚至還需要考慮到野生動物對管線會造成的破壞等。特殊埋設式主要考慮凍土穩定、經濟和安全。例如，富冰凍土、高陡邊坡和強烈地震帶。有許多限制管道對圍巖土的熱力侵蝕，包括隔熱、 “熱匯”、熱管、強制對流和其它機械制冷。管道設計還需考慮水的浮力作用、凍土邊坡穩定及管道側向穩定問題，計算相應應力和采取安全措施。處理方法包括深埋，以繞開富冰凍土和使用礫石鋪墊支撐管道側面。

2）施工中檢查井的施工。管道與檢查井的連接，采用承插管件與檢查井井壁連接時，承插管件應由生產廠配套提供。管件或管材與磚砌或混凝土澆制的檢查井連接，采用中介層作法。即在管材或管件與井壁相接部的外表面預先用聚氯乙烯粘接劑、粗砂做成中介層，然后用水泥砂漿砌入檢查井的井壁內。檢查井底板基底砂石墊層，應與管道基礎墊層平緩順接。管道位于軟土地基或低洼、沼澤、地下水位高的地段時，檢查井與管道的連接，宜先采用長0.5～0.8m的短管。當管道與檢查井的連接采用柔性連接時，可用預制混凝土套環和橡膠密封圈接頭。混凝土外套環在管道安裝前預制好，套環的內徑按相應管徑的承插口管材的承口內徑尺寸定。套環的混凝土強度等級應不低于C20，最小壁厚不應小于60mm，長度不應小于240mm。套環內壁必須平滑，無孔洞、鼓包。混凝土外套環必須用水泥砂漿砌筑。在井壁內，其中心位置必須與管道軸線對準。安裝時，可將橡膠圈先套在管材插口指定的部位與管端一起插入套環內。在傳統檢查井建設中，磚砌井和水泥井是檢查井設計建設的主要方式。但是受供熱管線特點影響，這兩類檢查井的防排水能力難以提高。

3）熱力施工管道溝槽的土建施工。管道安裝驗收合格后應立即回填，應先回填到管頂以上一倍管徑高度；溝槽回填從管底基礎部位開始到管頂以上0.7m范圍內必須采用人工回填，嚴禁用機械推土回填；管頂0.7m以上部位的回填，可采用機械從管道軸線兩側同時回填、夯實，可采用機械碾壓。回填時溝槽內應無積水，不得帶水回填，可采用機械從管道軸線兩側同時回填、夯實，可采用機械碾壓；溝槽回填應從管道、檢查井等構筑物兩側同時對稱回填，確保管道及構筑物不產生位移，必要時可采取限位措施；從管底到管頂以上0.4m范圍內的溝槽回填材料，可采用砂礫。槽底在管基支承角2a范圍內必須用中砂或粗砂填充密實，與管壁緊密接觸，不得用土或其它材料填充；管道位于車行道下時，當鋪設后立即修筑路面或管道位于軟土地層以及低洼、沼洼、地下水位高的地段時，溝槽回填應先用中、粗砂將管底腋角的部位填充密實，然后用中、粗砂或分層回填到管頂以上0.4m，再往上可回填良質土；溝槽應分層對稱回填、夯實，每層回填高度應不大于0.2m，在管頂以上0.4m范圍內不得用夯實機具夯實。

管道建設是國家能源戰略的重要組成部分，關系到國家安全和國計民生。管道工程包含著大量的信息，特殊地段、重要地段設計與施工措施將會為管道運營提供大量的數據。所以從工程設計到施工及后期運營各個環節都要嚴把質量關。在工程施工過程中，要努力克服各種容易出現的問題，確保工程的施工質量，才能達到優良工程的目標。