长输管道沉管下沟的力学分析及施工工法

长输管道沉管下沟的力学分析及施工工法

作者：宫洪雷

来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第07期

【摘要】本文通过力学分析和结合工程实例，说明了双侧沉管施工方法在不良地质条件下值得推广和应用。

【关键词】长输管道力学分析施工工法

1 对沉管法管道进行受力分析

2 应用实例

2.1 施工概况

山东管网青岛-威海第一标段ED008-ED011桩管线长度为2.8km，属于开阔农田地段，穿越小型灌溉水沟渠4条，施工图纸提供的地质情况为：粉质粘土，略夹杂沙层，地下水位为1.8m左右。管线下沟施工为8月份，为该地区雨季，较大的降雨量导致该地段地下水位上升。土壤含水率上升后地基承载力大幅度下降，大型吊管机等重型履带设备无法进入。按照山东管网青岛-威海段的施工规范要求.管线进形整体下沟时必须有4台70T 以上吊管机同时作业，但因含水率较大的粉质粘土承载力差，70t 吊管机无法在其上行走，所以不能采取正常的整体吊装下沟的作业方法，必须采取措施才能确保管道建设的正常进行。

2.2 沉管施工方案的确定

经过现场调研和反复勘察，并进行多处试开挖，淤泥层较厚，管沟成型困难，现场试挖3m多深的管沟，l 个多小时就被淤泥淤满，井点降水效果不好。同时在试开挖时还发现，采取适当排水的措施，可以达到双侧沉管法施工的条件.此段管沟设计最大深度为4.4m（包含4条灌溉水沟渠）

2.3 施工作业通道的上壤处理或加固措施

（1）土质松软时，采用土工布网片垫层法、土工格室法增加地耐力。方法是：清除表而软土以后，在原地基上铺设一层土工布，上铺竹网片或钢丝网片、格室网片，以防挖掘机下陷较深。

（2）根据现场施工情况，作业带上铺垫管排和木排，利用挖掘机和人工配合将管排铺垫在施工作业带上，以便施工机具、设备行走。一段管道施工完成后，将管排取出，重复利用，铺在下一段作业带上。

（3）个别地段局部可以采用铺设厚度为2 0mm 的钢板通过。

2.4 防腐补伤、通信光缆、阴极保护

由于挖掘机开挖时距离管道较近，容易和管道产生碰擦，防腐施工队在确保安全的情况下时刻对将要下沟的管道防腐层进行补漏，并进行电火花简陋。通信光缆、阴极保护要根据现场情况即刻施工，减少过后施工的难度。

2.5 管沟开挖和沉管下沟

对于塌方严重的地段采取阶梯式开挖，管道下沟前将对为了增加承载力而铺设的管排、竹排要清除。

在平直地段，沿管逆方向在钢管两侧对称布置挖掘机。为防止损坏管道防腐层，可在开挖附近的管段上铺垫胶皮，然后从管段的一端开始倒退挖沟。挖沟时必须由专人指挥，两侧挖掘机前后同时作业，呈八字形开挖。管沟开挖采用2个断面同时开挖，前面2台挖掘机开挖第1层，后面4台挖掘机开挖第2层。

沉管过程中，用RTK测量系统实时监测管沟开挖标高，确保全部达到设计埋深要求，同时对焊口坐标进行采集，达到工程数字化要求。

2.6 稳管措施

为保证施工后管道不上浮，用素土编织袋进行稳管，间隔一定距离码一垛，做到随挖随码，防止漂管。

2.7 回填及地貌恢复你

经电火花检漏仪确认无漏点后，立即组织人员回填。回填过程中禁止用大块、硬块直接回填，以免碰伤管道防腐层。在管沟位置，地面回填成梯形台阶，并埋设标志桩。回填结束后，再用雷迪检测仪确认无漏点后，进行地貌恢复工作，施工完毕。

3 结束语

本次沉管下沟共用时4天，总长度为2.8km，使用设备、机具较少，既加快了工期又取得了良好的施工效果，整个施工过程相对简单易行、安全、经济、可靠并且技术要求难度不大。在管道建设快速发展的今天，管道建设沿途会经过水田、沙漠、淤泥等不良地质地区。本文通过力学分析和结合工程实例，说明了双侧沉管施工方法在不良地质条件下值得推广和应用。