隧道下穿天然氣管道施工技術分析

賈娜

在進行城市規劃和設計時，要想提高區域內排水和防澇能力，就需要進行地下工程建設。在進行地下天然氣管道施工時，會對周邊環境產生一定影響。施工企業在對項目規劃和設計時，需要從整體層面上制定合理規劃，還需要從工藝角度出發，制定有效管理措施，才能提高項目建設質量和效率。因為在進行隧道開挖期間可能會引發地表沉降問題，會對天然氣管道施工安全性產生一定影響。因此施工企業需要選擇安全性更高的工藝技術，還需要對施工期間周邊環境變化情況持續監測，在此基礎上對現有施工內容適當調整，避免工程建設期間出現嚴重事故問題。

一、項目概況

本項目屬于洛川隧道，施工風險為一級，施工區域位于延安市洛川縣后子頭鄉。隧道工程建設期間穿越的范圍比較廣，而且各個施工段地理環境存在一定差異，進口位于黃土梁斜坡，坡面比較平緩，種植的植被以灌木為主，下方存在水渠。出口位于塬面，植被種植主要存在蘋果樹等內容，隧道上方黃土塬面比較完整，兩側存在沖溝。在進行隧道施工時，最大埋設深度為60米，屬于單洞雙線隧道項目，全程4140.43米。如圖1所示，在這一項目下方穿越天然氣管道，需要做好施工現場地質調查，選擇地質雷達進行勘探，探測結果顯示施工區域存在圍巖和粘性黃土。其中的粘性黃土土質比較均勻，主要存在顆粒成分，但因為穩定性比較差，會對項目建設產生一定影響。在進行天然氣管道埋設時，埋設深度為1.5米，管道全長482.5千米。施工企業在對管道防護時，在外層設置了防腐層，并采用了強制電流陰極保護方式。

圖1 天然氣管道過隧道頂部的橫斷面圖

二、隧道下穿天然氣管道施工技術應用措施

1.注意事項

施工企業根據現場情況選擇合適施工工藝后，需要明確支護要求。采用超前支護形式，施工企業需要借助二襯臺車設備進行相關作業。但因為臺車設備支撐力有限，需要提高管棚扛彎能力，才能避免施工期間出現安全性事故問題。在進行實際建設時，借助鋼筋籠提高鋼管建設水平，可以通過增強管棚強度，滿足這一環節建設要求。施工企業選擇三臺階臨時仰拱施工方法之后，需要做好開挖斷面測量和控制。在進行循環架建設時，施工人員需要配合機械開挖作業情況，如果掌子面施工穩定性比較差，需要做好封閉處理。在進行開挖作業時，施工人員要采用掏槽作業形式，還需要對施工寬度嚴格控制。

2.施工方法

（1）選擇合適技術

在進行本項目建設時，要嚴格按照管棚超前支護技術、三臺階臨時仰拱法開挖作業方法、初期支護時要快速封閉成環、加強拱架縱向連接效果，以減少地表沉降，同時強化洞外地表情況觀測、提高超前地質預報水平，以此來保障施工安全。DK198+170—DK198+115下穿段落施工，由原設計三臺階預留核心土方法調整為三臺階臨時仰拱技術，拱部140°范圍采用中108大管棚＋中42小導管建設形式。上、下臺階鎖腳區域由原設計每處2根口42鎖腳錨管增強為4根，單根長5m左右。取消中臺階鎖腳錨管之后，每根設8根中89鎖腳錨管，長度為5m。該段內要做好支護措施加強，全環設Ⅰ 25a工字鋼，間距為0.6m，噴射混凝土全環時厚度控制在35cm，拱墻襯砌厚度60cm，仰拱厚度為70cm，超前支護采用中108大管棚＋中42小導管（DK198+166.6—DK198+126.6段40m）施工形式。在 DK198+166.6—170.8處設置管棚工作室。管棚環向間距設置為40cm，外插角度控制在3°左右。為提高管棚抗彎性能，在鋼管內部設置鋼筋籠，鋼筋籠由4根主筋和固定環制作而成，施工人員要做好主筋直徑控制，固定環采用短鋼管建設形式。

（2）支護技術應用

在進行上臺階導坑周邊支護處理時，施工人員可以先噴射混凝土再鋪設鋼筋網片等材料，將人工作業與機械作業形式密切配合。在進行鎖腳錨管設置時，需要選擇合適位置，還需要做好焊接處理。施工人員在進行開挖作業時，需要根據圍巖地質情況，結合支護結構要求設置臨時鋼架。如果施工時存在特殊要求，需要設置臨時支撐，還需要做好補強處理。在進行腰梁安裝時，需要設置鋼架，還需要做好焊接處理，根據現場圍巖變化情況增加支撐結構，可以避免后期出現失穩問題。在進行施工技術選擇時，施工企業需要做好支護參數測量和管理，還需要選擇合適輔助措施，才能保證各項工藝在應用時，能夠滿足工程建設要求，并為天然氣管道安全運行提供有效技術支撐。在進行支護處理時，施工企業需要嚴格遵循隧道建設原則，采用機械開挖方式，盡可能避免出現爆破作業。如果存在施工工序變化情況，施工企業需要采取有效措施，提高鋼架基礎應用穩固性。在現場進行導坑開挖作業時，需要做好臺階高度調整，還要保證臨時支護和鋼架能夠牢固連接。在對縱向連接鋼筋設置時，施工人員需要嚴格按照設計要求標準作業。在對臨時鋼架拆除時，要在支護作業完成之后，才能進行相應建設。

（3）管道保護處理

如圖2所示，施工人員在進行初期支護時，首先要做好混凝土噴射處理，還需要提高砂漿錨桿建設水平，并做好型鋼處理。如果需要設置雙層鋼筋網，需要與其他固定裝置牢固連接。施工人員要嚴格按照設計要求做好鎖腳錨管和槽鋼連接處理。在進行超前小導管建設時，需要做好周邊圍巖加固處理并形成預支護體系，才能避免周邊軟弱圍巖出現變形和倒塌問題。在進行二次襯砌作業時，施工人員需要根據管道支護方案開展管線探明和樁基施工處理，并且做好支墩建設。在對衍架加工和吊裝處理時，施工人員需要根據管道建設長度，選擇合適加工形式，并做好吊裝前期檢查。吊裝處理期間施工人員需要對現場施工參數測量和平整處理，避免項目建設期間出現嚴重施工偏差問題。吊裝處理期間施工企業需要做好所有人員安全交底和教育，避免施工期間出現事故問題。在進行溝槽開挖時，需要明確施工位置，還需要提高排水作業水平。在對吊架連接時，施工人員需要在管道外部包裹絕緣套管，對管道充分保護。施工人員要做好天然氣管道建設期間封閉處理，如果發現管道存在沉降和位移情況，需要根據實際情況制定有效處理措施。在施工期間，施工人員還需要嚴格遵循項目建設要求，避免出現嚴重事故問題，同時施工人員需要做好管線保護和協調處理。在對衍架拆除時，施工人員需要嚴格按照項目建設程序標準作業，還需要做好管道防腐層檢測和評價。

圖2 錨捍布置示意圖

3.加強施工環節管理

在進行工程建設時，要想對各項風險問題有效預防，施工企業需要做好數值模型構建，并對施工期間可能出現的沉降問題有效控制。在明確這一項目建設重點和難點之后，施工企業需要構建數據模型。因為天然氣管道建設期間會受到多方面因素影響，且地下施工難度比較大，隧道施工會對天然氣管道產生一定影響引發變形問題，地下水也會對工程建設產生影響。施工企業在構建數據模型時，需要做好施工期間地層位移計算和分析，還需要對天然氣管道位移變形情況有效預測。在對隧道施工期間土體影響范圍計算和控制時，施工企業需要提取土體和材料參數，并構建線彈性模型，對施工期間參數變化情況全方位展現。要想對工程建設期間沉降問題預防和控制，需要做好防水和排水建設。施工企業要嚴格遵循排水建設原則，還需要做好施工設計內容優化。如果管道建設期間已經出現了一定范圍內的沉降問題，可以通過補償注漿，并對注漿壓力有效控制，將管道推回至正確施工位置。施工企業還需要做好隧道地基加固處理，并提高防水保濕施工水平。施工企業需要對各個環節建設情況實時關注，在使用地質雷達超前探測技術時，可以對可能出現的安全性事故問題提前預報，借助輔助措施為技術應用提供有效支持，可以在一定程度上提高項目建設質量和安全性。施工企業要做好建設行為監測和控制，促進項目健康發展。

4.加強風險防控

在進行城市規劃和設計時，要想提高區域內排水和防澇能力，就需要進行地下工程建設。在進行地下天然氣管道施工時，會對周邊環境產生一定影響。施工企業在對項目規劃和設計時，需要從整體層面上制定合理規劃，還需要從工藝角度出發，制定有效管理措施，才能提高項目建設質量和效率。因為在進行隧道開挖期間可能會引發地表沉降問題，會對天然氣管道施工安全性產生一定影響。因此施工企業需要選擇安全性更高的工藝技術，還需要對施工期間周邊環境變化情況持續監測，在此基礎上對現有施工內容適當調整，避免工程建設期間出現嚴重事故問題。

5.技術應用保障措施

施工期間監控量測可以了解圍巖穩定狀態和支護、襯砌結構可靠程度，選擇最佳施工時機，確保施工安全，提高結構長期應用穩定性。在隧道施工期間實時監測，提供及時、可靠的信息，并評定施工期間安全性，對可能發生的安全隱患或事故及時預報，以便采取有效措施，避免事故發生的同時引導施工，實現動態設計和施工的根本目的。隧道開挖期間如果拱頂下沉，會導致地表沉降，需要在天然氣管道下方前后一定范圍左右，對鋼拱架施工間距有效調整。在初期支護內圈增設工字鋼，可以提高拱圈剛性性能，避免拱頂區域出現圍巖柔性變形問題。施工時如果發生事故，施工人員要迅速切斷氣源，封鎖現場以及危險區域，迅速撤離現場設備并疏散人員。施工人員要設置警示標志，關停一切火源和電源，防止出現火花，并將易燃和易爆物品搬離現場，防止引發火災和爆炸災害。施工人員設置警戒線之后要劃定安全區域，對現場和周邊地區進行全面防護。在進行工程建設之前，企業還需要制定應急預案，一旦施工期間出現突發性問題，要立即啟動預案對問題有效防控。

三、結語

綜上所述。施工企業在對隧道下穿天然氣管道項目監督和管理時，需要根據現場實際情況選擇合適施工方法，還需要建立健全風險防控體系，要對工程建設期間可能出現的風險問題有效預防。施工企業要對市場上一些新型工藝技術以及管道材料重點關注，將其作用于項目建設中，確保最終建設效果能夠符合預期設計要求。施工企業還需要根據不同環節建設特點，制定針對性工藝管理措施，才能保證各項技術應用效果能夠得到充分發揮，為工程建設提供充足保障。