浅谈水网地区长输管道铁路穿越施工方法

王强

摘 要：随着国家高铁及能源长输管道的建设，出现了越来越多的交叉穿越现象，为保证铁路及管道的运行安全，受铁路两侧地域或地质结构复杂及公路处对穿越等级公路的套管要求等原因限制，无法进行管道定向穿越，按要求进行顶管穿越施工。现以北京大兴机场京津第二输油管道津秦铁路穿越为例，浅谈水网地区长输管道铁路穿越施工方法。

关键词：防护套管;泥水平衡顶管;主管穿越

1 项目概况

北京大兴机场京津第二输油管道工程起于天津港南疆储备基地的塘沽首站，止于北京市大兴区北京新机场的新机场末站，线路全长197km，全线设站场3座，线路截断阀室11座。

津秦铁路穿越段设计管径DN610，壁厚8.8mm，设计压力6.3MPa，采用L415直缝埋弧焊钢。穿越管道外防腐层采用三层结构聚乙烯外防腐层（三层PE），加强制电流阴极保护的联合防腐措施。为保证输油管线的正常使用和铁路行车安全，根据铁路设计（运输）规范要求和现场实际情况，输油管线穿越此处采用1-1.55m防护套管。

2 施工方案

2.1 高压旋喷桩施工

由于地下水位较浅，基坑周围采用双排高压旋喷桩止水帷幕止水，高压旋喷桩的桩长为18m，桩径均为60cm，桩间距为40cm;基坑采用密布高压旋喷桩封底，封底高压旋喷桩的桩长为3m，桩径均为60cm，桩间距为40cm。施工前在基坑位置四周人工开挖探坑，探坑宽0.5m，深2.0m，以保障地下管线安全。

2.2 钻孔桩施工

高压旋喷桩施工完成2日后，进行钻孔灌注桩施工。基坑四周采用一排φ125cm钻孔灌注桩防护，桩长27m，钻孔灌注桩采用高1m冠梁连接。基坑内部设φ60.9cm钢管内撑及双拼工字钢围檩。

施工过程：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注混凝土→拔出护筒→检查质量。

2.3 基坑开挖

基坑的土方由机械配合人工挖土，开挖时及时架设临时支撑。开挖至距坑底300mm时应由人工开挖、找平。基坑底以下采用高压旋喷桩封底施工，底板采用50cm厚C20混凝土垫层，坑底施工误差按±20mm设计。导轨连接件预埋在其中，导轨置于混凝土上。后背墙采用C25钢筋混凝土。导轨采用60kg钢轨。基坑施工时不降水。

2.4 顶进作业施工

防护涵顶进为58个管节，长度为181.25米。由铁路北侧向南侧顶进需要穿越津秦客专左线，津秦客专右线。此次施工所穿越的土质采用泥水平衡机械顶管方法施工，泥水平衡机顶管施工是管道铺设的一项较为成熟的技术，它地面沉降小，对地面构筑物的稳定性影响小，顶进速度快，适应的土质广。

本顶管机具有结构简单、主轴、减速机泥水密封性能好，切土口不易堵塞等优点。是一种土壓平衡和泥水平衡双重平衡顶管机，大刀盘能平衡所处土层中挖掘面上的土压力。另外，在泥水仓内建立高于地下水压力10-20KPa的泥水压力，以平衡地下水压力。这时能有效防止挖掘面上产生塌方。

2.5 管壁注浆

为确保路基稳定性，避免路基因涵管顶进完毕后而造成沉降，竣工后对受扰动的路基需采用由管内压浆孔进行注水泥-水玻璃浆加固，注浆后对路基密实度进行雷达探测。

顶进就位后对管节接缝进行处理，填塞沥青麻筋，用水泥砂浆勾缝。为了保证铁路的安全运行和路基土质的稳固，在顶管全线完成后，通过预留的注浆孔进行管壁注浆。

2.6 主管穿越

依据深基坑顶管套管的特点，并考虑施工安全与网络施工进度安排，套管内管道安装确定为以下方案：管道的安装、就位在始发井内进行施工，就位采取逐根焊接，在接收井端设置牵引卷扬机牵引管道就位，隧道两侧弯头，采取井上预制，S型整体吊装下井组对焊接。

竖井内管道就位合格后，竖井底部弯头下方全部采用袋装土密实填垫以支撑弯头，应保证支撑基础的稳定性，竖井内采用粘性土密实回填。按照设计要求进行竖井的回填，回填结束后进行场区的清理并按照设计要求进行地貌恢复。竖井地面以下2m破除，运至距离现场10km集中堆放。

3 施工监测

为了确保铁路安全，避免因施工而引起桥墩沉降及水平变形，在施工过程中安排第三方监测，施工现场建立监测点，监测点在施工前完成，测量并保存原始数据，在施工过程中加强监测，与原始数据进行比对，当监测到桥墩有异常时，应立即停止施工，对变化情况进行评估，确认无问题后才能进行下一步施工。

对桥墩变形情况加强监控，每日下午四点由第三方监测单位将监测数据上报我方技术负责人，项目负责人和现场监理。根据现场监控的桥墩变形数据，在分析工程地质资料、水文地质资料和相关设计、施工和设备资料的基础上，有技术负责人召开简短的技术会议确定采取的应急措施。

观测值超过容许值时停止施工，及时联系各单位妥善处理，情况严重时，联系各设备单位进行限速、封闭线路等措施，待分析清楚变形产生原因并明确必要处理措施后，经设备单位确认后方可继续施工。

4 结束语

经过多年的工程建设领域的实践，泥水平衡技术在铁路穿越领域已广泛应用。根据地质条件选用合理的泥水平衡顶进方法及顶管机头，保证挖掘面的稳定，最大限度的减少对土体的扰动，减少沉降量。铁路限速运行，在封锁没有列车运行的时候下穿线路，并对线路进行监测，下沉超标时及时进行整修。依托理论作为指导，合适的顶进方法与铁路安全措施相结合，再加上线路监测，确保了铁路营运安全，施工也得以顺利完成。

参考文献

[1]王晓惠，罗树德.浅谈顶管施工技术[J].科技风，2010，（18）.

[2]王进.铁路工程施工[M].北京：中国铁道出版社，2002.

[3]袁夏炜，吕岩，王兆铨.泥水平衡顶管技术的施工方法及注意问题[J].绍兴文理学院学报（自科版），2005，（01）.