长输管线公路穿越施工技术研究

施如芳

【摘 要】现代能源综合利用的基础保障是长输管线的建设，由于我国较为特殊的地域特点，在建设长输管线的过程中，始终无法规避管线穿越公路的问题，长输管线公路穿越的实现直接影响着管线的总体设计、施工以及后期的使用质量，因此，在保障管线成功穿越的同时使其对公路工程设施的破坏及影响最小化是现代长输管线设计和施工面临的首要问题。

【Abstract】The basic guarantee for the comprehensive utilization of modern energy is the construction of long distance pipeline.Due to the special geographical features of China， in the process of construction of long distance pipeline， we always can't avoid the problem of pipeline crossing highway， the implementation of long distance pipeline highway crossing directly affects the overall design of a pipeline， the construction and the using quality of last stage， as a result， the primary problem for modern long distance pipeline design and construction is to guarantee the crossing successfully and at the same time make its influence and destruction on the highway engineering facilities is minimized.

【关键词】长输管线；公路穿越；技术

【Keywords】long distance pipeline； highway crossing； technology

【中图分类号】U175 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0158-04

1 引言

在现实生活中，在输气管道施工时，我们常常会看到有管道穿越公路的情况，所谓的管道穿越就是管道运输过程中遇河流、湖泊、公路、铁路等障碍时以地下敷设的方式通過。根据经验统计可知，相比其他障碍，在长输管线建设施工中最为常见的问题是公路穿越。大多数的管线施工企业在施工过程中都需要花费大部分的人力、物力和财力去解决长输管线的公路穿越这个难题。逐渐增加的汽车载重量和行车速度，使管线施工企业越来越重视管道穿越施工对路基承载力、对路面平整度的影响等问题。

2 长输管线公路穿越需求分析

施工企业若想对施工技术及方式进行科学的选择，则在选择前必须要对长输管线公路穿越的需求做到充分了解，只有充分了解相关公路需求，才能确保相关公路在后期使用过程中的安全性和稳定性。随着现代科学技术的发展，国家对公路建设的投资成本在不断扩大，其公路的质量和水平也在相应的得到提升。在具体的公路施工过程中，相关公路设计者必须要在保证公路路基的稳定性和路面抗压性的基础上对其进行长输管线公路穿越施工的作业活动，同时在相关施工过程中要避免阻碍相关车辆的正常通行，防止出现相关交通事故。此外，在公路不断发展的同时，公共交通工具也在快速发展，大型交通工具越来越普遍，对公路承受力的要求也就相应提高，所以在具体的管道施工过程中，必须要设计出符合公路路基的管道结构，确保其结构的稳定性，从而提高管道使用的安全性能。在进行具体的管道施工之前，相关施工及设计人员必须要对相应的公路进行各方面的综合分析，使其能够符合长输管道公路穿越的具体条件。要综合考虑公路地基具体所使用的材料来选择相应的管道施工技术，从而大大提高长输管线的使用效率，确保后期公路地基结构的稳定性。

3 长输管线公路穿越施工探析

3.1 对公路基础情况进行相关调查和研究，并选择科学的管线穿越技术

在具体的长输管线公路穿越施工之前，相关施工方、管道设计单位以及管道设计人员需要合理设计和规划管线的整体施工线路，保证线路的稳定性。在对长输管线进行施工的过程中，在一定时候会不可避免地要穿过公路，这时相关技术人员就需要对公路的结构、公路地基所使用的材质以及公路周边的相关地质特点做具体细致的了解和调查，并综合考虑这些信息来对管线穿越技术做出科学的选择，从而达到长输管线公路穿越的目的[1]。如果该施工公路路段的交通量比较大，那就需要重新选定施工方案以确保施工的安全性，主要施工方法是对公路进行地下钻等相关方法，如果交通量比较小并且周围的地质稳定性较强，那么就可以对公路管线的铺设采用半封闭的施工方法。所谓的半封闭开挖方式是指在长输管线施工中，封闭一半的道路，并设置临时的中间隔离带和警示标志，然后可以在露天情况下对公路进行开挖施工。使用这一技术的优点是并不需要很高的工艺要求并且能明显缩短工期，长输管线的公路穿越施工也很简单，仅仅需要施工人员根据原有的公路地基结构对其进行重新填埋。但是，与定向钻施工方式比较而言，半封闭开挖施工方式施工工期较长，而且施工过程中严重影响了公路的正常运行。定向钻施工技术主要使用定向钻机以及符合长输管线孔径需求的钻杆对公路进行钻孔，再利用钻机的扩孔及回拖来实现长输管线的穿越。在当前的长输管线公路穿越技术中，最为先进的施工技术就是定向钻施工技术了，主要是因为其有很多优点，例如可以大大缩短实际预测的工期，还未对交通产生任何不利影响。然而这种施工技术也有相应的不足之处，即投资成本较高、施工技术较强。因此，相关施工设计人员需要依据具体的公路情况来选择适合的施工方法。

3.2 管道穿越公路的具体要求

①在进行管线穿越公路前，向公路交通主管部门递交管线公路穿越的必要性说明材料，并询问其意见和建议，然后施工企业应组织相关人员对公路的路基情况、交通状况、地质特点等综合条件进行相关的分析和研究，同时在具体的施工过程中，其设计以及施工方案必须要符合协调有序、规范施工、质量到位以及安全第一的原则，另外，对有关文件、规定等要求做到综合考虑。

②必须要对管线穿越的位置进行合理的选择，严格来说，最好的方法就是将管线设置于相对稳定的公路路基下方，避免在地质塌方的公路旁进行管道穿越。进行管线穿越时，只能利用管道专用隧道等相关建筑物来对线路进行施工。

③一般情况下，管线公路穿越时应以垂直交叉的方式通过。若在特殊情况下不能应用此种方法时，那么其与地面的坡度必须要大于60o；在地形较复杂的丘陵、山地等特殊地带，其坡度也必须在30o以上。

④如果公路等级是I、II 级，那么在进行管线穿越施工过程中，应对其增加保护套管的装备；如果在其他等级公路进行管线穿越施工过程中应根据其重要性决定是否需要外加保护套管。管线若必须穿越湿陷性黄土区域，应首先考虑使用箱型涵洞穿越的方法。

⑤如果管道正处于公路路基下，其路面遇管线（套管）顶之间的距离需要大于1.2m，即使在特殊情况下也至少大于1.0m，公路边沟地面距离管线（套管）的要求是大于0.5m。同时穿越管道保护套管的两端必须留出相应的长度来确保管道能够顺利接通，其长度一般保持在2m左右。

⑥正常情况下，穿越公路的套管在材料和设计标准方面需要和具体的施工路线保持一致，同时也要尽量减少路面下穿管道的相互对接。在具体施工的时候，应严格按照相关标准和要求来焊接管段，而且要使用X射线来对穿越管的对接焊缝做仔细检查，确保在焊接过程中不出现不必要的损坏。

⑦管道穿越公路时，对于管道的铺设不能以转角或以平、竖面曲线方式来进行具体的施工。

⑧管子的外防腐绝缘程度直接影响着管道的使用寿命和使用质量，因此，应在施工过程中着重提高管子的绝缘等级，其管子防腐标准应和具体的线路保持一致，若使用顶管法或水平钻孔法对公路进行施工，那么其管道就应该选择摩擦力和防腐能力较好的绝缘产品。

⑨当长输管道穿越公路在施工的时候，若需使用保护套管，则需要对套管两头与内管之间的空间进行密封，这样可以防水渗入。要综合考虑密实性、粘聚柔软性等因素来选取防水密封材料。

⑩需要对管线专用的电缆进行相关的技术测试，待其安全稳定后，将其铺设在管线中，同时要为电缆设置相应的保护措施。

11可以把线路阀室的设计功能运用在相关的公路管道上，其中包括高速公路，I级公路以及一些其他重要的公路，这样就能够在实际的道路管道抢修过程中及时对有关道路管道气源进行有效切断，起到具体的管道保护作用。在具体的公路管道施工中，需要在相应管道的下风向牵引出一根排气管来用于管道气体的排放。此排气管道口和公路肩之间的距离应保持在20m开外，同时它的位置也应该设在距离地面超过1.5m的高处，并用遮雨罩对其进行相关保护，避免受到损坏。

12在对公路设置有关输气管道之后，应在公路两侧或边缘设置管道穿越公路的相关标志牌，其中，标志牌中所显示的公路管道内容必须要符合国家管道设计规范中的相关具体规定。

13在对公路进行管道施工过程中，可以使用开槽法来开挖相关管道沟槽。在此环节中，必须要特别注意避免每一个输气管段或套管之间的宽度不均匀，防止相关管道沉降事故的发生。在开挖管道沟槽时，应该将200mm厚的工程沙和300mm厚的碎石铺设在相应的沟槽之中，从而来夯实管道的素土基础[2]。在铺设工程沙和碎石的过程中，要对沟槽的具体土质进行细致的了解，避开稀泥和膨胀土质，提高铺设工程的安全性。

14在运用开槽法对公路进行穿越之后，必须要对相应的管道沟槽进行填埋，然后对公路路面进行有效的修复，其公路的修复标准应与之前的公路标准相一致。在对沟槽进行填埋时，应使用开挖之前的材料或者其他质量标准相一致的填埋材料，并夯实填埋材料，提高公路地基基础的稳定性。

15目前，在具體的穿越公路施工过程中，其施工方法主要包括两种，一是开槽法，二是不开槽法。不开槽法又包含顶管法、掏挖法以及水平钻孔法。不同的施工方法可以解决不同的施工问题，因此要根据实际的施工情况来采取相应的施工方法。

16对于穿越公路管道铺设方法的选择一般有三种方式，分别是保护套管、直埋和专用隧沟。对于保护套管的材料有多种选择方式，其中最常见的就是混凝土管和钢管两种材质。在具体的施工过程中，对于保护套管直径大小的选择是有一定的区别的。正常来说，若穿越公路管道的外部直径在200mm以内，其套管的内部直径应比穿越管道外部直径大100mm以上；若穿越公路管道的外部直径超过200mm，那么套管的内部直径就必须比穿越管道外部直径大200mm以上。如果在施工过程中采用顶管法，那么保护套管的最小内径应该不小于1m，这样才能确保管道铺设的安全性和稳定性。

17在公路管道施工过程中，应对穿越公路管道进行相应的强度试压，从而来确保管道能够应对各种不利因素的影响。相关管道测试应从承受压力、时间长度以及材料介质等方面进行测试，必须综合考虑管道的各种性能。

4 长输管线公路穿越技术

4.1 长输管线公路穿越技术具体施工方法

伴随着相关科技水平的不断提高，长输管线穿越技术的施工方法也越来越多样化，水平定向钻进、水平螺旋钻、顶管施工办法等在目前都较为流行，但这些施工技术都有各自的缺点和不足之处，所以，施工方法的选择直接决定着工程建设的成功与否。我们应当综合考虑地质条件、施工精度的要求、埋管深度、工程期限、地表复原的要求等因素来选择穿越施工的方法[3]。在实际线路操作过程中需要对地质特征较为复杂的地段进行全面的勘探和分析，此外，为了掌握土层的类型和力学性能，应进行相关的土力学实验，以此来选择合适的施工方法。

4.2 顶管穿越施工方法

4.2.1 长输管线顶管穿越技术原理分析

顶管穿越技术是指使用顶管机械，顶进混凝土管，用這种方式来穿越输出管线。在相关的公路两旁，各自放出穿越管线中心线，然后确定其穿越位置，并在进出口的部位提前挖好穿越操作坑，在此坑中放入项目所需要的具体设备。在具体施工操作的时候，应严格遵循“先顶后挖”的规则，在套管顶进15～20cm左右时，有关人员需予以掏土，多次反复操作，直到其能够成功穿越公路。

4.2.2 长输管线顶管穿越技术的具体操作方法

①顶管设备的安装。

在安装利用型钢结构的顶管设备，应严格按照如下标准执行：要平行、等高、顺直铺设两个导轨，确保所设计的导轨坡度与穿越管道纵坡度的一致性，允许顶管设备安装的误差在1mm以内、轴线的位置误差在3mm以内[4]。在安装的时候，必须要对顶管设备进行高强度的固定，若安装后出现松动的情况，需及时对其进行纠正。

②安装千斤顶油泵。

将千斤顶稳定在支架上时，要注意保持与管线中心位置要垂直并且对称，要确保千斤顶位置的对称性，管道中心轴线要与千斤顶轴线保持一致性，应严格按照具体要求来安装和运用油泵。开始顶管时，所设置的油泵应匹配于千斤顶，并配置专门的油泵，油泵安装完毕后，就可尝试性运行油泵，起初运行时要注意对速度进行控制，等油泵结合到接触位置时，再以正常的速度进行运转。

③顶铁使用及安装。

在进行顶铁安装时，需要使其与管道轴线既保持平行又相互对称，两者之间不能够有泥土与油污，必须使其内部保持干净。其中，可以利用一些特定的材料来减少顶铁和管道口的沉淀物，当顶力逼近管节抗压强度时，再放入顶铁。

④主管道穿越施工。

穿越主管段之前，应该组织相关部门对其进行检测，检测合格后，按照穿越主管道的直径长度使用挖掘机对主管穿越通道进行开挖，让它能够与操作坑相衔接。为了使主管能够快速衔接，管沟沟底的标高应低于套管底部标高，通过焊接的方式将托管头放在主管道前段，接收坑一端挂以底锚，安装卷场机。在确保套管内无杂物后即可穿越主管道。将主管使用吊管机放置在沟底的指定位置，之后采用钢丝绳牵头的方式来保证主管道的顺利穿越。

在穿越检测达到相关标准以后，需要用厚度为80mm的胶皮对出口位置的管线进行层层的严实包裹，并配合用水泥浆封住管口，然后再使用C20强度的混凝土抹面其外表。完成顶管穿越且检测合格并顺利完成安装光缆套管后，对管口使用水泥砂浆给予封堵，并抹面，最后，安装排气检查管道。具体的施工流程图如图2所示。

5 结语

总之，随着社会经济的发展，社会对现代长输管线建设的要求也在不断提高，因此，在长输管线施工过程中，除了需完善相应的管理措施以外，还应根据具体的施工要求和特点选择科学有效的穿越施工方法，从而确保整个工程施工的顺利进行。

【参考文献】

【1】王军亮.浅析长输管线公路穿越施工技术[J].中国新技术新产品，2012（17）：55.

【2】刘治理.长输管线顶管穿越施工技术方案与实施要点研究[J].中国石油石化，2016（23）：31-32.

【3】许瑜.长输管线大开挖穿越淤泥质粘土河流的施工方法[J].化工管理，2015（07）：224.

【4】胡群.公路顶管施工技术的探讨[J].黑龙江科技信息，2009（01）：234+222.