燃气管道穿越高速公路施工——顶管施工
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燃气管道穿越高速公路施工——顶管施工
发表时间:2019-04-11T09:28:19.877Z 来源:《科技新时代》2019年2期作者:张健明
[导读] 文结合实际工程,简单介绍燃气管道穿越高速公路的常用工法,包括定向钻法、夯管法和顶管法,通过方案比选,最终选择合适的穿越方法。
张健明
广州广燃设计有限公司,广东广州 510050
摘要:本文结合实际工程,简单介绍燃气管道穿越高速公路的常用工法,包括定向钻法、夯管法和顶管法,通过方案比选,最终选择合适的穿越方法。
关键词:燃气;穿越;高速公路;顶管
中图分类号:文献标志码:文章编号:
当前我国经济高质量平稳发展,尤其在基础建设方面,油气管道与高速公路交叉的情况时有发生。燃气管道穿越高速公路时,一般不允许大开挖敷设管道,通常采用非开挖工法进行施工,避免影响交通。本文结合实际工程,介绍定向钻、夯管、顶管三种穿越工艺,通过方案比选,最终选择合适的穿越方法。
项目简介
花都至东莞高速公路位于广东省广州市境内,推荐路线大致呈东西走向,起点位于广州市机场高速太成立交,终点接入增莞深高速,全长65.186km。通过摸查、物探确认,在起点太成立交附近存在现状中压燃气管线。为了提供太成立交的施工场地和保障燃气管道的安全运行,决定对燃气管道进行迁改。
1. 根据燃气迁改方案,新建中压燃气管道需穿越现状高速路(G45大广高速、S41机场高速)两次,穿越的道路宽度约100m,燃气管道规格是D426X7的螺旋焊管。
考虑高速公路不能中断交通,拟采用非开挖工艺进行穿越。常用的非开挖工艺有定向钻法、夯管法、顶管法等,笔者将简单介绍上述三种穿越工艺,并结合实际工程进行探讨。
穿越方式简介
定向钻法
2. 按照开始设计的地下铺管轨迹,钻一个小口径先导孔,然后在先导孔出口端的钻杆顶部安装扩孔器进行回拉扩孔,扩孔尺寸满足要求后,开始回拉铺设燃气管线。施工顺序大致有以下几步:地质勘探、轨迹设计、钻液配制、钻导向孔、回拉扩孔铺管、清场等。2.1. 夯管法
夯管法是采用夯管锤加互锁导向装置进行施工的方法。夯管锤是一种能夯进空心钢管的设备,其基本原理是以压缩空气或液压油为动力,将待铺设的钢管沿导向钢轨和互锁装置直接振动夯入地层,随着钢管的推进,被切割的泥土进入钢管内,等钢管抵达目标位置后,将管中的土芯排除从而实现铺管,钢管在夯进过程中边夯进边焊接,进入钢管内的土可采用压缩空气、高压水射流、螺旋钻、人工掏土等方法进行清理。
2.2. 顶管法
先在工作坑内设置支座和安装液压千斤顶,借助主顶油缸及管道间中继间等的推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内吊起,与此同时,紧随工具管或掘进机后面,将预制的管段顶入地层。边顶进,边开挖地层,边将管段接长的管道埋设方法。
2.3.
穿越方案比选
3. 定向钻法
4. 水平定向钻是成熟的、性价比较高的非开挖施工方法,常用于高中压燃气管道穿越道路、河流、渠箱。根据CJJ/ T 250-2016《城镇燃气管道穿跨越工程技术规程》,钢管水平定向钻穿越的曲率半径不应小于钢管管径的1200倍,为保证路面不塌陷,穿越深度不小于6.0m,经计算,钢管D426水平定向钻的最小水平距离为160m。而需要穿越的高速路宽度约100m。图1为定向钻法施工示意图:
4.1. 图1 定向钻法施工示意图
根据图1,入钻点位于东侧,施工工作面10mx10m,出钻点位于西侧,施工工作面10mx10m,定向钻穿越水平长度为160m。另外在出钻点西侧,需要平整焊管拖管作业带165mx8m。定向钻轨迹和出入钻点工作面均在道路红线内(包括道路两侧绿化林),但焊管拖
管作业带超出红线,占用农田,因此此工法至少需临时征借农田1320㎡。广州寸金尺土,而且该农田是基本农田,可以预知借地难度非常大。
夯管法
夯管法常用于小型穿越工程,占地少。由于本身工艺限制,根据经验单段夯管长度一般不超过60m,夯管过程中如遇大块岩石等障碍物,只能废管另选位置重做。为了降低风险,本工程夯管穿越高速路拟分段实施,分3段夯管,从东至西长度分别为46m、30m、60m,夯管套管规格为螺旋焊管D630X8。施工需开挖4个工作坑,最东端布置发射坑,最西端布置接收坑,中间2个工作坑兼作发射坑和接收坑。图2为夯管法施工示意图:
4.2.
图2 夯管法法施工示意图
根据图2,高速路下的涵洞较小,大型施工机械无法通行,而中间2个工作坑高速路之间,若要开挖井坑,施工机械和材料只能从高速路上进入。大广高速和机场高速交通压力非常大,道路管理部门也很难同意占路申请和交通疏解方案。高速路下经常换填碎石、卵石以改善地基承载力,夯管施工也存在一定风险。
顶管法
顶管法也是常用的、成熟的非开挖施工方法,价格相对高于定向钻施工,但占地较少,施工风险也较低。顶管套管采用钢筋混凝土管,规格为φ1000X100X2500(内径X壁厚X长度),符合《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T 640的有关规定。图3为顶管法施工示意图:
4.3.
图3 顶管法法施工示意图
如图3,道路西侧布置顶管发射井,东侧布置接收井,顶管全长136m。顶管工作坑工作面为10mX10m,全部位于道路两侧绿化林地内(道路红线内),无需占用农田。顶管施工时边挖边顶进套管,道路塌陷风险小,套管坚固,能有效承载道路荷载,同时保证道路运行和管道运行的安全。
另外,目前有关法规和规范要求燃气管道穿越公路需加套管,本工程安全技术评价专家组意见也是建议要加套管,如采用定向钻法施工加套管难以实施。相关规和规范条文如下:
《公路工程技术标准》JTG B01-2014第9.5.4条:管道与各级公路相交叉且采用下穿方式时,应设置地下通道(涵)或套管。通道或套管应按相应公路等级的汽车荷载等级进行验算。
《城镇燃气设计规范》GB 50028-2006第6.3.9条:燃气管道穿越铁路、高速公路、电车轨道或城镇主要干道时应符合下列要求:1 穿越铁路或高速公路的燃气管道,应加套管。
结语
综上所述,考虑经济性、施工风险、借地难度、安评专家意见和相关规范条文,本工程最后采取顶管法穿越高速公路。燃气管道穿越高速公路时,首先要满足现行法规和规范,征求道路主管部门的意见,必要时还要组织专家论证,然后考虑经济性、施工风险、现场条件等因素,得到最合适的穿越方案。
5. 参考文献
[1]刘珍珍. 浅析穿越燃气管线常用的非开挖施工方法[J]. 门窗,2017,110
[2]王国明,周彦伯. 浅谈燃气管道穿越时几种常用非开挖施工技术[J]. 城市建设理论研究,2013,(04)110