长输管道河流穿越设计要点分析

长输管道河流穿越设计要点分析

王艮龙

华东管道设计研究院有限公司 江苏 徐州 221008

摘要：保证长输管道安全运行具有重要政治、经济意义。长输管道埋深不足已成为威胁管道安全的重要因素，特别是在河流穿越、山区管段，甚至存在裸露管段，可能造成管道断裂事故。为保证管道埋深，在管道建设施工阶段应采取严格控制措施，在管道运行维护阶段做好水工保护工程，监测管道穿越段冲刷情况。本文对长输管道河流穿越设计要点进行分析，以供参考。

关键词：长输管道；河流穿越；设计要点

引言

随着我国加大了对西部的油气资源的开发与利用，建成了西气东输工程、川气东送工程等天然气长输管道。近年来，我国为了提升国际能源输入的安全，建成了中俄石油及天然长输管道等国际工程。这些工程穿越复杂的地形，沿途要经过大大小小的河流，管道穿越河流的安全性及可靠性是管道长期平稳运行的关键。为此，系统分析天然气长输管道河流穿越的风险，在穿越方案设计时，选择最佳穿越的方式，提升工程施工的安全性及可靠性，对于指导设计与施工具有一定现实意义。

1长输管道河流穿越方案设计原则

天然气长输管道穿越方式多样，在具体设计时，要选择最佳穿越方式，以达到经济、合理、科学的穿越效果，在穿越方式选择时有以下考虑：①穿越方案设计时，要综合考虑管道穿越河流的宽度、河水流速、流量、通航情况、河流堤岸情况等，此外，还要考虑河流形状、水文条件、工程地质条件等，在满足设计要求的情况下，应以非开挖方式为主；②定向穿越具有对河床破坏小、不影响通航、工程进度快、施工成本低等优点，在工程地质条件允许情况下，应有效考虑定向穿越；③在不满足定向穿越的条件时，大中型河流应可以通盘考虑，从施工成本等方面对比，采用隧道穿越、盾构穿越、顶管穿越等方式；④河流较小时，可以采用开挖、小型定向钻等穿越方式，具体选择哪种穿越方式，应从经济技术可行性方面考虑。

2长输管线下沟工程中需要注意的部分

（1）必须结合地质水文的基本情况，地下障碍物的基本情况，客观科学的选取合适的下沟施工方式。经常运用的下沟施工方式一般有三种类型。首先在沟上完成管道的焊接预制，等到管沟施工完全完成之后，然后进行整体吊装下沟，再一并回填。这样的方式能够充分提升管道施工的整体工作效率，常常在比较平坦且地下环境比较优良的状况下使用；二是先施行管沟的挖掘工序，之后在沟下完成逐根组队的焊接的工序。这样的方式基本用在地形地貌相对复杂且地下情况复杂的环境条件下；三是先完成管道中心线的布管以及组队焊接环节，然后完成无损检测流程以及防腐工作，之后使用挖掘机同时在管道的两边进行挖掘作业，促使管道慢慢的降落到设计方案的高度位置的沉管下沟。这样的方式通常是用在地下水比较丰富或者地下有流沙的地下环境，通常这种情况下管沟难以成型；（2）针对沟上预制焊接的长输管道，在实际下沟施工时，必须要重视管线有可能发生应力或者变形的现象，这是在管道下沟施工过程中要利用吊管机施工，具体通过尼龙吊带实施吊运，吊点的间距必须达到施工规范的基本标准，吊点和焊接的缝隙两者的间距不得小于2m，吊管机起吊的具体高度不应当大于1m。如果通过多台起吊设备同时开展下沟施工，必须科学的安排吊装，避免多台设备同时作业时因为荷载不太均衡或者吊装的动作不统一，使得管线发生变形或者其他安全问题，甚至有可能导致一些安全性的事故发生。

3管道埋深控制措施

3.1测量交接桩

由测量人员、施工方、监理和业主共同验收管道线路控制桩和固定水准基标。交接桩时应核实控制桩与施工图是否一致。交接桩后，对控制桩进行保护。交接桩完毕，核实施工图标注的管道高程数据，如存在不符合项，及时反馈给设计人员。清理施工作业带前，将管道沿线设置的控制桩和水准点进行移桩，在固定位置进行标识，避免施工损坏。

3.2钢管下沟及回填

管沟开挖成型和回填前进行专项质量验收。管道下沟前，排除管沟底部积水和杂物。管道下沟过程中，测量管道顶部高程，发现不符合项及时修正。吊管下沟时合理控制吊装高度，防止钢管挤压管沟侧面造成塌方。管道下沟后，安装配重块，防止地下水位高造成漂管。管沟回填前，重新测量管道顶部高程，确认符合设计方案，如不符合设计方案，立即整改。

4河流穿越段埋深控制

管道穿越河流一般采用定向钻或者大开挖技术。编制施工方案包括穿越方式、穿越长度、穿越管段埋深和稳管措施。收集河流水文、地质资料，了解河流最大冲刷线和疏浚线，考虑设计冲刷深度、河床摆动范围以及洪水位影响范围。施工过程是开挖导流渠，对河道围堰截流，潜水泵抽出围堰内水，管沟开挖成型和钢管下沟回填应在可见状态下进行，保证管道埋深符合设计要求。穿越施工完成后进行稳管和水工保护工程。保障管道穿越河流段的埋深是管道安全运行的基本条件，并在河流穿越水下管道通过在西气东输管道穿越长江段进行了成功应用，管道穿跨越非开挖检测也是未来的研究方向。

5长输管道穿越方式

5.1定性钻穿越

定向钻穿越是预先设计好穿越的线路，先钻一个导向孔，然后换大尺寸钻头进行扩孔，钻头后面接待敷设的管道，进行钻进及管道回拖。定性钻穿越方式适用于地层较为稳定的地区，对施工要求较高，必须有转化的施工队伍。这种穿越方式具有成本低、安全性高的特点，在条件适宜时应优先考虑。

5.2隧道穿越

隧道穿越分为钻爆法穿越和盾构法穿越，钻爆法通过人工钻眼爆破，该隧道穿越方式适用于地层埋藏较浅、不易渗水、地层厚度大、构造不发育的地区，地层出水情况对钻爆法穿越施工影响较大，出水严重可能导致安全施工及工程失败，必须采取防水措施；盾构法穿越是使用盾构机进行隧道穿越，盾构机推进后，在尾部拼装一环衬砌，然后注水泥浆进行固定，该穿越方式适用面较广。

6长输管道河流穿越施工管理

6.1完善安全管理制度，确保施工安全管理有章可循

根据评价得出的施工风险，结合国家、地方HSE管理的法律法规要求，制定可行的安全管理制度，如完善配套的项目HSE作业计划书、HSE现场检查表、HSE奖惩办法、员工职业健康管理，爆炸物品购买、运输、保管、储存、现场作业、员工安全培训教育制度，安全检查制度、重大危险源管理的实施办法等，并根据每道工序制定岗位HSE作业指导书、安全操作规程等，形成一个完整的HSE体系文件和制度文件，为做好隧道施工安全和日常管理提供管理依据。

6.2改善劳动条件，实现安全生产和文明生产

隧道挖掘施工属于有限空间作业，且长输管道钻爆隧道断面小，隧道内通风不畅，照明条件差，作业环境必须具备最基本的通风换气装置、用电设备、防爆设施，并实行挂牌登记制度。在组织钻爆隧道施工时，改善工作条件能确保施工人员作业时的安全，实现安全生产和文明生产。

结束语

总之，对于长输管道的整体质量把控而言，其下构施工环节非常重要。所以，在施工过程中，科学合理的运用相应的技术以及施工的标准和工艺方式，加强对于各个要点的重视和把控，可以充分保障其施工的质量水平。

参考文献

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