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          管道研究

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          天然氣管道穿越道路變更設計案例

          來源:《管道保護》2023年第1期 作者:何龍 石巖俊 王鵬斌 時間:2023-3-2 閱讀:

          何龍1 石巖俊2 王鵬斌2

          1.國家管網集團西氣東輸甘陜輸氣分公司;2.中國船級社質量認證有限公司陜西分公司 

           

          背景

          西一線延安支線在YA130樁穿越賀宜路,原設計穿越方式為大開挖加蓋板,穿越長度11 m,管溝挖深6.2 m~6.5 m。施工階段發現賀宜路為泰豐煤礦運輸通道,往來大型貨車較多,秋冬季車流量較大。道路兩側分別為河溝、山坡,無法建立臨時通道保障車輛通行,遂決定將穿越方式變更為頂管穿越。根據頂管穿越設計標準及公路相關規范確定該段套管、管道埋深,確保頂管穿越施工安全和質量。

          實施過程

          (1)交叉角度。GB 50423―2013《油氣輸送管道穿越工程設計規范》7.1.6規定:油氣管道與公路宜垂直交叉,交叉角度不宜小于30°;DB34/T 2395―2015《涉路工程安全評價規范》規定:管線與公路交叉時,一般采取垂直交叉,從公路路基下穿越,如果需要斜交,交叉角度不應小于 60°。在確保道路兩側管道埋深符合標準前提下,確定管道與賀宜路交叉角度為70°。

          (2)降坡處理。為減少施工難度和安全隱患,發送坑選擇在山坡一側,對山坡進行削方處理使發送坑邊沿與路面平齊,基坑深度不大于5 m。

          (3)套管埋深。GB 50423―2013《油氣輸送管道穿越工程設計規范》7.1.9規定:套管最小覆土厚度不小于1.2 m,套管頂至邊溝底不小于1.0 m;DB13/T 2815―2018《頂管工程施工技術及驗收規范》規定:一般情況下,頂管的覆土厚度不小于3 m,或者不小于1.5 D。選用設計文件要求的符合等級公路使用的DRCP III 1200 mm×2000 mm鋼筋混凝土套管,套管與路面凈距為3 m(無路邊溝)。

          (4)作業要點。路面下為黏土,在實際頂進挖掘過程中常出現超挖現象,導致棄土量大于套管實際體積。當超挖量較大時,土層流失嚴重,套管外圍出現較大空隙。如果已挖掘段未能及時得到支撐保護,在車輛載荷和上層土體重新固結雙重作用下,最終可能引起較大的沉降導致坍塌。

          頂進施工過程中,挖掘長度不得超過套管前端0.3 m;頂管作業應避開運輸車輛通行時間段;頂進過程同步進行道路沉降監測。按照DB34/T 1789―2012《給水排水工程頂管技術規程》規定:穿越施工造成的路面沉降量應小于或等于20 mm。頂管完成后對套管外壁注漿加固。

          (5)公路載荷影響。賀宜路為非等級公路,路面剛度較低,局部已出現明顯變形,且大型運輸車輛較多,道路載荷較大。原設計路面開挖深度6.2 m,變更為頂管穿越后管道埋深減小,須保證管道位于路基工作區以下。路基工作區深度近似值Z按式(1)計算:


          式中,K為應力系數 ,K=3/2π=0.4775;n為系數,取5~10;P為一側輪重荷載,kN;γ為路基土的容重,kN/m3,一般取18.9 kN/m3。

          按煤礦大型貨車一側輪重P=110 kN,n=10計算,得出工作區深度Z=3.02 m。實際管道埋深為3.8 m,超過工作區深度,可避免運輸車輛道路載荷對管道的影響。

          啟示

          (1)根據道路車流量及現場實際情況,將原開挖穿越變更為頂管穿越,對保障穿越工程施工安全和管道安全運行更為有利。

          (2)提高道路穿越等級,應按照管道與公路相關規范要求實施。

          (3)根據公路載荷情況,計算路基工作區深度,確保管道在該深度以下敷設,減小管溝開挖深度,降低作業風險。

          (4)頂進施工中,應控制套管前端的挖掘長度,避免出現較大的沉降現象,確保頂管作業安全和道路交通順暢。


          作者簡介:何龍,研究生,工程師,就職于西氣東輸甘陜輸氣分公司,主要從事長輸管道工程建設工作。聯系方式:15202601177,wangpengbin@c.ccs.org.cn。


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