淺談水網地區長輸管道鐵路穿越施工方法

王強

摘 要：隨著國家高鐵及能源長輸管道的建設，出現了越來越多的交叉穿越現象，為保證鐵路及管道的運行安全，受鐵路兩側地域或地質結構復雜及公路處對穿越等級公路的套管要求等原因限制，無法進行管道定向穿越，按要求進行頂管穿越施工。現以北京大興機場京津第二輸油管道津秦鐵路穿越為例，淺談水網地區長輸管道鐵路穿越施工方法。

關鍵詞：防護套管;泥水平衡頂管;主管穿越

1 項目概況

北京大興機場京津第二輸油管道工程起于天津港南疆儲備基地的塘沽首站，止于北京市大興區北京新機場的新機場末站，線路全長197km，全線設站場3座，線路截斷閥室11座。

津秦鐵路穿越段設計管徑DN610，壁厚8.8mm，設計壓力6.3MPa，采用L415直縫埋弧焊鋼。穿越管道外防腐層采用三層結構聚乙烯外防腐層（三層PE），加強制電流陰極保護的聯合防腐措施。為保證輸油管線的正常使用和鐵路行車安全，根據鐵路設計（運輸）規范要求和現場實際情況，輸油管線穿越此處采用1-1.55m防護套管。

2 施工方案

2.1 高壓旋噴樁施工

由于地下水位較淺，基坑周圍采用雙排高壓旋噴樁止水帷幕止水，高壓旋噴樁的樁長為18m，樁徑均為60cm，樁間距為40cm;基坑采用密布高壓旋噴樁封底，封底高壓旋噴樁的樁長為3m，樁徑均為60cm，樁間距為40cm。施工前在基坑位置四周人工開挖探坑，探坑寬0.5m，深2.0m，以保障地下管線安全。

2.2 鉆孔樁施工

高壓旋噴樁施工完成2日后，進行鉆孔灌注樁施工。基坑四周采用一排φ125cm鉆孔灌注樁防護，樁長27m，鉆孔灌注樁采用高1m冠梁連接。基坑內部設φ60.9cm鋼管內撐及雙拼工字鋼圍檁。

施工過程：平整場地→泥漿制備→埋設護筒→鋪設工作平臺→安裝鉆機并定位→鉆進成孔→清孔并檢查成孔質量→下放鋼筋籠→灌注混凝土→拔出護筒→檢查質量。

2.3 基坑開挖

基坑的土方由機械配合人工挖土，開挖時及時架設臨時支撐。開挖至距坑底300mm時應由人工開挖、找平。基坑底以下采用高壓旋噴樁封底施工，底板采用50cm厚C20混凝土墊層，坑底施工誤差按±20mm設計。導軌連接件預埋在其中，導軌置于混凝土上。后背墻采用C25鋼筋混凝土。導軌采用60kg鋼軌。基坑施工時不降水。

2.4 頂進作業施工

防護涵頂進為58個管節，長度為181.25米。由鐵路北側向南側頂進需要穿越津秦客專左線，津秦客專右線。此次施工所穿越的土質采用泥水平衡機械頂管方法施工，泥水平衡機頂管施工是管道鋪設的一項較為成熟的技術，它地面沉降小，對地面構筑物的穩定性影響小，頂進速度快，適應的土質廣。

本頂管機具有結構簡單、主軸、減速機泥水密封性能好，切土口不易堵塞等優點。是一種土壓平衡和泥水平衡雙重平衡頂管機，大刀盤能平衡所處土層中挖掘面上的土壓力。另外，在泥水倉內建立高于地下水壓力10-20KPa的泥水壓力，以平衡地下水壓力。這時能有效防止挖掘面上產生塌方。

2.5 管壁注漿

為確保路基穩定性，避免路基因涵管頂進完畢后而造成沉降，竣工后對受擾動的路基需采用由管內壓漿孔進行注水泥-水玻璃漿加固，注漿后對路基密實度進行雷達探測。

頂進就位后對管節接縫進行處理，填塞瀝青麻筋，用水泥砂漿勾縫。為了保證鐵路的安全運行和路基土質的穩固，在頂管全線完成后，通過預留的注漿孔進行管壁注漿。

2.6 主管穿越

依據深基坑頂管套管的特點，并考慮施工安全與網絡施工進度安排，套管內管道安裝確定為以下方案：管道的安裝、就位在始發井內進行施工，就位采取逐根焊接，在接收井端設置牽引卷揚機牽引管道就位，隧道兩側彎頭，采取井上預制，S型整體吊裝下井組對焊接。

豎井內管道就位合格后，豎井底部彎頭下方全部采用袋裝土密實填墊以支撐彎頭，應保證支撐基礎的穩定性，豎井內采用粘性土密實回填。按照設計要求進行豎井的回填，回填結束后進行場區的清理并按照設計要求進行地貌恢復。豎井地面以下2m破除，運至距離現場10km集中堆放。

3 施工監測

為了確保鐵路安全，避免因施工而引起橋墩沉降及水平變形，在施工過程中安排第三方監測，施工現場建立監測點，監測點在施工前完成，測量并保存原始數據，在施工過程中加強監測，與原始數據進行比對，當監測到橋墩有異常時，應立即停止施工，對變化情況進行評估，確認無問題后才能進行下一步施工。

對橋墩變形情況加強監控，每日下午四點由第三方監測單位將監測數據上報我方技術負責人，項目負責人和現場監理。根據現場監控的橋墩變形數據，在分析工程地質資料、水文地質資料和相關設計、施工和設備資料的基礎上，有技術負責人召開簡短的技術會議確定采取的應急措施。

觀測值超過容許值時停止施工，及時聯系各單位妥善處理，情況嚴重時，聯系各設備單位進行限速、封閉線路等措施，待分析清楚變形產生原因并明確必要處理措施后，經設備單位確認后方可繼續施工。

4 結束語

經過多年的工程建設領域的實踐，泥水平衡技術在鐵路穿越領域已廣泛應用。根據地質條件選用合理的泥水平衡頂進方法及頂管機頭，保證挖掘面的穩定，最大限度的減少對土體的擾動，減少沉降量。鐵路限速運行，在封鎖沒有列車運行的時候下穿線路，并對線路進行監測，下沉超標時及時進行整修。依托理論作為指導，合適的頂進方法與鐵路安全措施相結合，再加上線路監測，確保了鐵路營運安全，施工也得以順利完成。

參考文獻

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