淺談天然氣長輸管道頂管穿越高速公路對公路的防護

張建偉 欒松山

摘 要 近年來，天然氣長輸管道建設日趨增多，天然氣管道穿越高速公路一般都采用頂管穿越的方式，但是隨著穿越數量不斷增加，高速路面也出現不同程度的下沉或者隆起問題，主要是穿越過程中路面的塌陷，高速公路管理部門對此越來越重視，所以在頂管穿越高速公路過程中更要加強對公路路基及路面的保護工作，以避免高速公路在車輛通行過程中產生安全隱患。

關鍵詞 天然氣管道 高速公路 頂管 塌方 路面保護

中圖分類號：F407.22;U177 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）04-0055-02

現如今，越來越多的管道穿越高速公路，其中包括天然氣長輸管道、原油長輸管道、供熱管道、電力管道等，其中天然氣長輸管道穿越高速公路最為普遍。在天然氣長輸管道穿越高速公路時不能采用大開挖穿越的方式進行施工，一般均采用頂管穿越，其優點為不影響交通、造價低、施工安全、施工速度快等，正是有這些優點，多數管道穿越高速公路一般均采用頂管穿越的方式。但是，在天然氣長輸管道頂管穿越高速公路過程中也存在著一些問題，采用頂管施工有可能對高速公路路面產生影響，甚至會造成高速路面下沉，路基塌陷等危害。本文根據“川氣入湘”天然氣輸氣管道工程頂管穿越岳宜高速施工保護措施，淺談頂管穿越對高速公路地基及其路面的保護。

1 頂管穿越高速公路概況

“川氣入湘”天然氣輸氣管線工程，管線敷設過程中與已建岳宜高速公路交叉穿越，穿越方式以頂管的方式穿越，套管采用鋼筋混凝土套管，高速公路路面寬度為40m，頂管穿越套管長度70m。頂管周線方向與公路夾角88°36′。該段地質分別為：表層為耕植土，地表有明顯的積水;設計頂管深度位于粉質粘土層，粉質粘土含水量較大;但是在實際施工過程中該地段地質條件復雜，在頂管位置地表為淤泥，穿越層有流沙，在這種地質條件下進行頂管施工，如果保護措施不當，將會對高速公路車輛通行造成嚴重威脅，甚至會引發交通事故，所以在頂管穿越高速公路過程中對高速公路的保護尤為重要。

2 頂管穿越過程中容易出現的問題

在頂管穿越高速公路施工過程中如果采取的施工措施不合理或者達不到要求將會造成諸多問題，頂管過程中產生的主要問題如下：

（1）在地質條件復雜的地段開挖操作坑過程中造成公路路基塌陷;（2）由于定管用套管質量不符合頂管用套管要求，出現套管破碎造成路面塌陷;（3）頂進過程中保護措施不當或者路面沉降觀測不及時，在產生路面下沉時不能及時發現問題;（4）套管縫隙處理不符合要求，造成路面延遲塌陷，從而造成交通事故。針對容易出現的問題，我們在施工中采取了相應的措施，將問題提前發現，提前采取措施，避免了以上問題的出現[1]。

3 長輸管道穿越公路斷面頂管技術施工前準備

3.1 施工前準備

施工前充分了解和熟悉施工圖紙，了解長距離管道地質和地形及其與高速公路交叉的結構、深度，在頂管施工技術開始之前，對頂管施工設備、各種輔助設備、施工材料和施工機械及工具進行詳細地檢察，確保設備齊全，然后根據施工計劃及時向有關部門提供施工計劃并必須上報給施工隊，然后在施工過程中必須做好安全防范措施，確保施工安全。

3.2 誤差校正

在頂管施工過程中，難免會出現一些誤差，所以需要采取一定的措施來糾正現有的誤差。校正方法主要包括開挖校正法和頂木校正法：開挖校正法是指管在調整的過程中，連續的頂起，然后回到設計位置;另一種方法是頂木校正法，該過程中，一般使用方木或圓木，撐在管子偏向一側的內壁與墊有木板的管前土層之間，將千斤頂開動，頂木在千斤頂的作用下產生分力，從而進行校正，該方法主要適用于開挖校正法不能發揮作用的時候。

3.3 拆除頂管設施

在出土的袖長滿足設計要求后，或者通過一些測試，確定達到合格的標準，之后停止頂起工作，然后使用起重機拆除這些設施，為了避免一些危險的事故在施工過程中發生，做好安全預防措施和安全警告標簽，這是在頂管設備拆除過程中必須要注意的事項。

3.4 工作管交叉

在工作管穿越施工過程中，要采取措施，嚴格按照設計模式進行施工，認真落實施工過程中存在的規范問題。然后，要密切關注施工人員的職業素質和安全責任意識，對其進行一定的教育，提高其質量意識和責任。設置一定數量的專職檢驗員對施工質量進行檢驗，并做好檢驗記錄;冬季，相關設備應采取防凍措施。在運輸、施工、安裝過程中應采取管道保護措施，并嚴格執行。

3.5 采取一定的防護措施

在施工之前，必須確定施工人員的工作資格，然后到施工現場施工和檢測，也要進行一定的檢查，確保其有資格獲得頂管施工工作。在施工之前，聯系協調好相關部門，確保得到相關部門的許可，并在得到相關手續之后才能進行建設施工。在建設的過程中，應采取一定的隔離措施，禁止非工作人員進入施工現場，影響施工工作;施工前，應對相關設備進行一定程度的檢測，對操作的設備和工具應進行檢測，檢測其絕緣性能，做好安全意識，防止泄漏現象的發生[2]。同時，針對各種類型的電動設備和工具，應該設置專門的放置區域，對用電、布線等問題進行合理的規劃，避免操作過程中的互相影響，并在醒目處設置警示牌，防止非專業操作人員進入該區域。

4 主要采取的保護措施

4.1 加強主觀認識

施工人員對頂管技術了解不夠，掌握難度不是很清楚。那么作業人員對混凝土的思考仍然停留在以前的狀態，對頂管技術存在的問題沒有及時的認識。因此，加強對頂管施工人員的技能和責任意識的培訓和強化，對頂管施工的順利進行有著非常大的促進作用。建立安全施工責任機制，并嚴格執行參與施工人員培訓后的考核工作，堅決貫徹落實安全與質量共同保證的原則。在施工過程中，必須做到安全第一，工期、效益都不能凌駕于安全之上。

4.2 管道采用污水導流

對長距離管道中的污水和污泥進行一定程度的清洗也是頂管技術需要考慮的一個重要因素。通過管道的堆放，將管道內的污水引流到一定程度，及時進行通風，并安排相應的管理人員和清理人員對管道內的污泥進行清理。施工過程中，一定要根據施工環境，提前規劃好污泥污水的引流路線，堅決杜絕一切破壞環境的行為發生，始終堅持綠色、環保原則，堅持可持續發展，切忌因小失大。

4.3 在地質條件復雜的地段開挖操作坑過程中造成公路路基塌陷

在操作坑靠近高速公路一側周采用200mm的槽鋼進行打樁，每根槽鋼長6m，在槽鋼樁外用10mm厚鋼板插入淤泥中，防止開挖操作坑過程中路基產生塌方。槽鋼樁完成后，采用長臂挖機對操作坑土方進行分層開挖，開挖深度至3.6-3.8m后，對基坑底的土質進行換填，換填厚度1m，采用片石換填原土，在片石砼上面澆筑鋼筋混凝土頂管操作坑，澆筑鋼筋混凝土操作坑尺寸為6m×4m，從而有效防止操作坑下沉及塌方，保障了頂管穿越高速公路的成功率，同時有效保證路基的穩定性，對路基進行有效的防護作用[3]。

4.4 套管質量不符合頂管用套管要求，出現套管破碎造成路面塌陷

套管采購屬于施工單位自購材料，對自購材料采購嚴格按照圖紙設計和技術要求進行，實地考查重點物資供貨廠（商），并根據需要采取駐廠監造、檢驗等措施，確保物資的采購質量。在施工前對套管質量進行檢查，并提供第三方質量檢驗報告，報監理業主審核后方可使用，確?；炷撂坠茉陧斶M過程中套管不被擠壓破碎。針對供貨商的考察要從招標初期開始，從生產質量、生產時間、后期售后維護、責任承擔等方面，確保供貨商的資質和水平。在簽訂合同協議時，要明確生產單位的義務和責任，從法律層面確保其能提供安全可靠且質量優質的材料。

4.5 頂進過程中保護措施不當或者路面沉降觀測不及時，在產生路面下沉時不能及時發現問題

（1）及時進行路面沉降觀測保證路面不出現塌陷;（2）采用交通導行方法，避免頂進挖掘過程中產生路基塌陷。

4.6 套管縫隙處理不符合要求，造成路面塌陷

在套管頂進完成后對套管內接縫進行處理，采用細石混凝土進行接縫填實，并且在穿越套管完成后再套管內填充中砂，避免產生路面塌陷和天然氣管道和套管之間的空隙，防止天然氣管道運行中對公路產生風險。

5 頂進施工安全措施

頂管施工時，管內為存在危險的有限空間，人員清渣時嚴格規定連續作業時間每人不得超過1小時，避免因缺氧造成的呼吸困難。

對于可控定向鉆井配合頂管在長距離管道工程頂管施工中的應用，需要考慮以下幾點：第一，對施工組織設計進行全面、詳細的研究和分析。在準備進行基坑開挖作業時，應嚴格按照要求進行作業，如頂進偏差，還要及時報告結果，通常由施工領導、技術人員和研究小組糾正偏差措施;第二，做好保護措施，做好環境檢查。在地下頂管前不斷處理各種勘探、地下管線及構造物，確保管道外壁50cm以內的凈空空間;第三，選擇好施工方法和技術;第四，全面了解施工機械性能;第五，施工單位要提前做好分析，估計符合合同要求;第六，維護頂管設備，進入現場前檢查;第七，根據現場條件確定基坑、建筑物、地下管線的最小距離。降水根據現場地下水位判斷。為確保施工順利進行，在作業坑內設置分流井。

6 結語

天然氣長輸管道頂管穿越高速公路施工是管道施工中的常見穿越，在高速公路頂管過程中必須加強過程管理，采取有效措施避免高速公路出現塌陷問題。我們在頂管穿越岳宜高速公路過程中采用了以上措施及方法，防止了對高速公路的路面塌陷，對該工程交工驗收中打好了基礎，能夠順利取得交通管理部門的驗收，在以后的天然氣長輸管道穿越高速公路施工管理中有著一定的借鑒作用。

參考文獻：

[1] 向啟合.泥水平衡頂管穿越國家高速公路施工方案[A].2018供熱工程建設與高效運行研討會[C].2018.

[2] 周偉光.長輸管道頂管穿越施工方案[J].中國化工貿易， 2017（06）：60.

[3] 趙霞，賈振發，張國春.長輸油氣管道曲線頂管隧道技術經濟分析[J].現代化工，2017（03）：221-224.