大型河流穿越施工技术综述.docx

大型河流穿越施工技术综述 【摘 要】大型河流穿越是长输管道建设的关键工程，一般状况下它将限制管线投产的工期，这些工程投资大，技术困难，质量要求高，须要设备器材多，简单发生各种意外事故，稍有不慎将给国家造成重大损失。所以必需严格按基建程序办事，按设计文件和施工技术规范施工，仔细编制和执行施工组织设计、需多从坏处着想，细心设计，细心施工，才能保证工程的顺当进行。这篇文章就这些穿越工程在实际施工中遇到的一些问题综述。 【关键词】管道；穿越；河流 1.穿越管体的结构 我们常用的复壁管结构中，钢套管管径一般比输油管大两级，管体结构坚固，这种复壁管结构有利于施工，吊装和牵引都便利牢靠，但在施工中曾发生如下的问题： 1.1复壁管的油管被外压挤变形 套管和输油管之间的环形空间在压注水泥浆是，因其压注水泥压力超过了油管的允许外压值，致使油管被外压挤变形。 1.2复壁管内外不同心 复壁管的内外管应同心，它是靠每隔10m左右安装三个滑块定位的，但设计和施工中都易忽视这个问题，如形态不一的定位滑块使其定位效果不够志向，焊接不够坚固，常使定位滑块倾倒，造成复壁管的内外不同心。 1.3复壁管内环形空间水泥浆为注满 环形空间的空气未排净，或浇固注水泥浆的压力不够，常造成环形空间局部中空。国外的穿越工程一般不采纳复壁管结构，而是选用强度和弹性都较好的钢管将管的壁厚加大若干毫米，在加上加重块。 2.水下管沟开挖 我国大型河流穿越工程大多采纳沟埋敷设，将管子埋设在河床冲刷层以下的稳定地层内，水下管沟能否达到设计深度，这始终是穿越工程质量的确定因素。现在我们采纳的施工方法主要有以下几种： 挖泥船为主体的施工方法 这是国外常用的施工方法，如美国11012年穿越密西西比河，同沟敷设8条，直径为101400mm的管线，河宽762m，水深24.2m，河底宽32.5，沟顶宽91，管线埋深7.6以上，他们采纳吸泥船挖沟并将泥沙排列下游91以外。 国内外常用的挖泥船又抓斗式，轮斗式，铲斗式，吸扬式或纹吸式。依据不同水文地质状况，挖沟进度及质量要求状况进行选择。一般穿越中，小型河流，是在两岸运用拉铲挖沟也可运用抓斗挖沟；穿越大型河流切地质松软时，运用吸泥挖沟；当地层较硬时，常采纳轮斗式挖沟。 我国也采纳过挖泥船挖沟，这种施工方法比较成熟，能够保证沟埋深度和穿越工程质量，应大力推广。但应指出，这种方法不适用于回淤很快的河流，否则前面挖后面淤，效果不佳。该方法不适于浅水河床，因为挖泥船进不去。另外，它用的船只多，造价高。挖出的泥沙须要远运并要妥当处理。所以在我国没有普遍采纳。 爆破法施工 这种穿越方法在国外采纳于石质河床，在我国却广泛用于土质河床的穿越工程，爆破法起先用于中小型河流是袒露爆破，沟埋约2m左右，用药量很大，后来发展为植桩药室爆破，用打桩机将钢管桩打入河床中，内装硝铵炸药，按穿线管段布置桩位，间距约56m，桩径，桩深和装药量均由计算确定。 爆破法施工的优点许多： (1）省工，省设备。 (2）省投资。 (3）施工进度快。 应指出的是爆破法的致命缺点是管段埋深不到设计要求，因为爆破成沟的边坡角度应大于土壤的安眠角。由于流水和牵引过程中的扰动，必定使管沟的斜坡坍塌回淤。爆破法另一个争议较大的问题就是地震效应对堤防和两岸建筑物的影响。 气举法和液化法 河床为淤泥，砂土，粉细纱的，用气举法和液化法最为相宜。 气举法是先将穿越管段牵引过江，使气举船上的两排器具泵，分别从管段两侧吸出泥砂排走，使管段渐渐下沉直至设计埋深为止。气举泵的数量，空压机和水泵的配备均需由计算确定。每次下沉，以2m为宜。不要超过管子的设计要求的曲率半径。气举法的优点是不怕回淤，工期短，省投资;缺点是埋深浅，不宜用于粘土或较硬的河床。济南黄河穿越就是因为遇到了粘土层的河床，才确定先爆破，牵引管段过河后再用气举法沉管的。 液化法与气举法基本相像，只是用射水泵从管段的两侧将泥砂冲开并不吸出排走。使之成为泥砂浆液的状态，管段随之下沉。因此穿越管段应有足够的配重，使其密度大于液化砂浆密度。 3.穿越管段的就位 大型河流穿越管段的就位常用滚管，浮拖，底拖三种施工方法。 滚管下沟只有在滩地或截水坝上组装焊接才有可能。 浮拖法从表面上看最简洁省力。它的优点是牵引力小，穿越管段浮在水面牵引过江。其缺点是很难保持管段成一条直线。在浮拖法施工中，虽然动用了多艘机动船只定位，但管段浮在河上呈蛇形，管子局部弯曲，弯曲应力大大易损伤管子。 底拖法是将牵引过江的管段，沉入江底管沟内在进行牵引。这种方法须事先确定发送发式和牵引设备。计算管段的重量，启动时的牵引力，浸入水中的浮力，因流速产生的上浮力和水平推力，最终使管子在水中获得肯定的负浮力，才能使整个管段沉入河底并沿管沟牵引过江。如负浮力太大，则须要牵引力太大，应加浮筒以削减负浮力；如负浮力太小，管段简单浮出沟外或产生水位位移，应增加配送，加厚混凝土或管沟内注水等措施。实践证明底拖法特别平稳，平安牢靠。管段基本上只受拉力，受河流自然条件影响和对通航的影响也最小。 管段发送 通常用底拖法发送是用水利发送，小轨道平车发送和辊轮发送这三种方法。 3.1.1水力发送 就是在发送岸河滩上顺河里管沟方面挖一条发送沟，发送时将水引入沟内，将管段吊入发送沟内，牵引时管段顺发送沟进入河里的管沟。此方法施工简洁，但沟内水位不易限制。 3.1.2小轨道平车发送 就是在发送岸上顺河里的管沟方向铺设一条小轨道，每10m左右安置一辆小平车，将焊好的管段吊放在小平车上，适当稳固牵引管段时，水平车滚动前进时到岸边后平车从小平车回收坑里将车吊出坑外。这种方法的优点是起动牵引力小，并可多次利用，较为经济，但小平车的载重量应经过具体计算，以防将轮子或轮轴。 3.1.3辊车发送 就是在发送岸安装一条辊轮发送道，每10m左右安装一对辊轮，穿越管段在辊轮发送道上牵引前进，为防止防腐层损坏，适合选用有弹性的辊轮。 牵引设施 穿越施工习惯的做法是在发送道对岸修一条牵引路，其宽度按拖拉机群的行数确定。牵引路长度为穿越管段的全长或半长加拖拉机群的长度。 牵引动力配备是依据起动牵引力来确定的。为爱护拖拉机群充分发挥牵引力，牵引路的路基必需坚实，起动段尤其是应加强，防止打滑。 4.管道从河床下穿越 隧道穿越 这种方法的主要优点是便于管理和修理检查，并可同时或多条穿越管道位置。它的缺点是投资大，工期长。 曲线顶管 这种曲线顶管从河床下穿越，这种方法投资省，进度快，但方向限制装置不够完善。出土点误差较大，尚需进一步完善才能得到推广。 顶管穿越技术 这是依靠液压或气压传动产生强大的推力，把套管顶入土层的地下管线施工方法。这种技术水平高，但工程成本较高，工期长，且还适应硬质河床。 定向穿越技术 就是依靠导向的钻土穿越土层，绕开障碍物，并回拖管线的地下管线施工法。由于水平定向钻穿越的入土点和出土点都在地面上，因此水平定向穿越技术不是真正的不开挖。 这种穿越技术的优点非常突出，现归纳为6点： 埋深大。 工期长。 省人工。 临时占地少。 对自然环境和河道通航无影响。 造价比较省。 随着我国石油自然气工业的发展，长距离输油输气管道多次穿越许多大、中河流。近年来，随着西气东输工程的建设发展，我国油气管道河流穿越工程设计施工技术日趋成熟，自行设计施工了不同的水下油气管道，满意了生产的须要，并为我国油气管道穿越江河湖海积累了珍贵的阅历。 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页