Ｅ＆Ｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉ工程技术 —Ｔ ——ＪＬ—Ｊ 李洪雷王小勇 中原石油勘探局工程建设总公司河南濮阳４５７００１ 摘要穿越工程多、穿越地质复杂是影响工程施工进度的一个关键因素。文章就河南Ａ标段的汝河大开挖穿越工程做以 介绍及技术分析，旨在为类似长输管道施工积累宝贵经验。 关键词大开挖围堰导流分层开挖漂管 文章编号１６７２ 中图分类号ＴＥ８３２ 文献标识码Ｂ 汝河大开挖穿越工程是西气东输二线平泰支干线管道工程 两项控制性工程之一，穿越施工难度大，该工程能否按节点工期 完工，关系到全线能否按期全线贯通顺利投产，意义重大。 汝河大开挖工程位于郏县的ＴＡＥＣＯ０１－１～ＴＡＥＣＯＯ３桩， 概括为：“两次围堰、分段开挖”、“分层开挖、形成平台”、“岸基式 明水强排、水利压差降水”、“采用漂管方式施工、减少管道下沟 的难度”、“网箱卧泵式降水法”。 ２．２围堰导流 设计长度１４９７ｍ，管线采用的规格是 １０１６ Ｘ ２１直缝埋弧焊钢 管，防腐等级为三层ＰＥ加强级防腐。汝河水面宽度为６００ｍ，水 深为２ｍ，地表有少量的径流量。地质情况为沙卵石。管道埋设深 度为管顶４．１～９ｍ。施工有以下难点： （１）管沟开挖土方量大，管沟开挖难度大； （２）土壤渗水率比较高，施工作业带抽水及排水困难； （３）穿越管道预制焊接平台难度大、管道下沟困难； （４）管道地貌恢复、水工保护难度大。 围堰导流分两次进行，由于汝河大开挖穿越的长度较长，地 表有较大的径流量。为满足河道不问断流水的要求，采用“两次 围堰、分段开挖”，然后在河道中间连头一处的方案。第一次围堰 先围堰河道的南侧，采用三面围堰，东西两侧围堰长度为１７９ｍ， 北侧围堰长１５０ｍ，然后从北侧的围堰外开挖导流沟，将河道内 的水流引入到北侧的导流沟内，确保围堰内穿越作业面无径流 量，然后进行南侧管道的穿越。河道南侧穿越工作量完成后进行 第二次围堰导流，将南侧穿越的管沟及平台回填并拆除围堰，导 通河道，确保水流顺畅，同时将部分开挖的围堰形成的土石方将 １施工组织 为满足工程施工工期要求，我们项目部组织了三支施工队 伍：一支河流穿越队负责河流围堰降水、开挖、管沟开挖、下沟、 管道连头点围起来，形成三面围堰，东西两条围堰长６０ｍ，南侧 围堰长１５０ｍ 南侧围堰中心距离管道连头点的位置３０ｍ，围堰 的坡底距离连头点为２０ｍ。对于两次围堰的要求，围堰的防渗层 铺设使用幅面为８ｍ的彩条布，铺设彩条布使用竹竿探到河底 原土层，在围堰顶部留有１．５ｍ的搭边，用沙袋压实。河底使用 指挥挖掘机沿着防渗层向下抛洒中粗砂和卵石，以达到压实防 渗层起到防渗的目的。 ２．３管沟分层开挖 汝河穿越长度全长为１４９７ｍ，由于汝河穿越属于大型穿越 工程，为满足疏汛的要求，管道埋设的深度较深，深度从４．７～ 回填、地貌恢复及水工保护，施工人员４０人、挖掘机２５台、推土 机４台、５０ｋＷ发电机机组１０台、７５ｋＷ发电机组４台，１００ｋＷ 发电机组２台，自吸泵６ｉｎ．水泵６０台；一支管道安装队伍负责 穿越管道主体管线预制、下沟，施工人员３５人、移动电站６台、 半自动焊接ｌ２台套、４０ｔ吊管机４台；一支防腐施工队负责穿越 段管线的防腐补口及补伤，安排人员１５人、压风机１台、５ｔ卡车 １台、喷沙罐１台。 施工工期安排从２０１１年４月２３日到２０ｔ１年６月２０日。 ９ｍ，地质情况为沙卵石，管沟成型比较差，管沟采用“分层开挖、 形成平台”方式施工，第一层平台开挖深度为设计总深度减去 ２施工方案 ２．１方案概述 汝河大开挖穿越采用分段穿越，先穿越南侧，后穿越北侧。 ２ｍ，开挖的平台满足布管、焊接、防腐、挖沟的要求，第二层开挖 在第一层平台上开挖管沟。采取该开挖方式的好处是便于管道 下沟及就位。 ６６ ｌ石油化工建设２０１３．０２ ２．３．１第一层平台开挖 第一层平台开挖情况，确保平台底部宽度为３５ｍ，满足管道 预制的要求。平台标高比管道底部设计标高高２ｍ。放坡系数根 ＼ ／ ＼ ／ ＼ ＼ ／ ／ ＼ ＼ ／ ／ 据地质情况选择１：２，根据深度情况上口开挖宽度为５０～ ５８ｍ。。标高控制使用水准仪。平台开挖使用ｌ２台挖掘机进行开 挖，其中４台挖掘机在沟下开挖，８台挖掘机在平台上面向外倒 运开挖的土石方。挖掘机及开挖平台布置图如图１所示： 、 ， 、 ， 、 ， 、 ．一， 、 ， ＼ ， 、 ， 、 一， 堆土鲑域 施工平台 森鸶 堆土区域 、 一一 、 ， 、 一， 、 一， 、 一， 、 一， 、 ， 图１第一层平台开挖示意图 ２．３．２第二层开挖（管沟开挖） 管道焊接在一层平台上进行，摆放位置放在距离沟边１．５ｍ 的位置。管道焊接完成后开始开挖管沟，开挖深度以一层平台为 基准，下挖２．２ｍ，超挖０．２ｍ作为垫细土的深度，沟底宽度为 ３．２ｍ，放坡系数为１：２，上口宽度为１２ｍ。开挖过程中管沟内存 有积水，使用混污泵强制将管沟内的积水排出作业带。开挖管沟 使用６台挖掘机进行开挖，２台挖掘机从下面开挖，另外４台挖 掘机在上面向外倒运。管沟开挖成型后，使用基站式ＧＰＳ对管 沟沟底标高进行复测，确保沟底标高控制在图纸规定的沟底标 高位置，沟底的平整度和直线度能够满足设计要求。管沟开挖放 坡系数为１：２，开挖断面图如图２所示。 ２．４管道预制及下沟 管道预制在一层平台上进行预制。由于施工作业带内的地 基承载力量较差，管沟开挖的较宽，底宽为３．２ｍ，上口宽为 １２ｍ，使用吊管机或挖掘机很难将管道从一层平台送到管沟中 心，我们采用漂管方案，先使用多台挖掘机将管道移到管沟旁 边，管沟内铺设好细沙软土层，然后将抽水的发电机停掉，围堰 外的水通过地下的沙卵石层向管沟内渗水，渗水深度漫过管沟 达到作业带上，然后利用水的浮力由８台挖掘机配合将管道漂 到管沟中心的位置，并使用吊带将管道固定好，然后突击抽水将 管沟内的积水抽出，管道自动降到管沟中心位置。 ２．５管沟回填及管沟隐蔽 管道下沟后经过ＧＰＳ焊口坐标定位及深度测量完毕后，立 即按照设计要求安装浮力平衡压袋和光缆套管，并及时进行中 粗砂小回填，管顶回填高度为３００ｒａｍ。为了控制管道的防腐层 ＼ ／ ＼ ／ 倒土设备 工作区域 挖掘机 ＼ ／ ＼ ／ ＼／ ＼ ／ 、 ／ ＼ ／ ＼ ／ ＼ ／ ＼ ／ ＼ ／ ＼ ／ ＼ ／ ｌ堆土区域ｌ倒土设警 （－）（ 工作区域 一Ｉ 姜 图２第二层平台开挖示意图 不出现漏点，在小回填之后大回填之前对穿越段管道进行音频 检漏，发现有漏点及时处理。如无漏点及时进行大回填，在大回 填过程中加强安全监护，挖掘机和推土机严禁在管道上方来回 碾压。 ２．６降水作业 由于汝河地质情况为沙卵石，地下渗水非常快，管道在一层 平台上进行预制过程、管沟开挖过程中需要不间断进行抽水。采 用“岸基式明水强排、水利压差降水法”，沿堰体布放多组排水 泵，排出堰体内的明水；通过在施工基坑附近开挖深基坑降水， 降低水位压力以减少施工基坑承压水的渗涌，减少施工平台及 管沟内的积水。 理论计算数值可以满足降水需要，但考虑机械运转系数。按 照降水能力采用两用一备的原则。 降水设施的布置，降排明水采用自制岸基式降水设施，特点 是低扬程、大排量，数量５组；沟底降水采用高扬程大排量的网 箱卧泵式降水设施，数量１６组。 ２．７管道附属工程 管道附属工程按照设计要求进行水工保护及穿越的标志 桩、转角桩安装。水工保护为砌石护岸，位于河道穿越的两侧，为 防止水工保护不均匀沉降造成塌方，基槽开挖要求开挖到管道 下方的原土层，施工过程重点控制管道防腐层不给挖伤，同沟敷 设的光缆套管不被挖伤损坏，基槽开挖过程中要不间断降水防 止基坑塌方。水工保护施工质量应符合平顶山水利局对河道穿 越的管理要求。河道地面的三桩表示要严格按照设计要求施工， 标识醒目、通透性强，能观测到管线穿越河流的详细位置。 汝河大开挖穿越工程经过项目部经过我项目部认真组织、 科学安排，选择在枯水季节和旱季施工，编制了切实可行的施工 方案，并加大挖掘机、发电机、抽水设备的投入，并加班加点，全 天２４ｈ连续施工，确保了在业主规定的节点工（下转９６页） 石油化工建设２０１３．０２ ｌ ６７