顶管施工中对高压燃气管道的保护

随着我国城市化进程的加快，城市道路附近的地下管道越来越繁多和复杂，如何在施工过程中保护好各种地下管道已经成为了施工行业的一项重要研究课题。在顶管施工中，往往需要对高压燃气管道进行有效的保护，因为一旦高压燃气管道发生破损则会给城市环境和人民安全造成极大的威胁。鉴于此，需采取科学有效的高压燃气管道保护措施。

1 工程概况

某高架合流污水改排工程的某区间段在顶管施工中需穿越2根高压燃气管道，其中1根为浅埋高压燃气管道，与其垂直净距为0.7m；另1根为深埋高压燃气管道，与其垂直净距为0.9m；同时，本工程的顶管工作井的进场临时道路也需在高压燃气管道上方进行通过。

2 施工准备

在顶管施工开始前，应先做好如下施工准备：

首先，需对施工现场的地质条件、水文条件、环境条件等进行全面勘测，并据此来设计合理的施工图，保证施工设计的科学性与可行性。其次，需结合本工程的施工设计方案详细制定出各施工环节的具体施工流程，并确定施工质量控制目标。再则，需根据实际情况，对一些在实际施工过程中可能会发生的突发事件提前制定针对性的应急预案。最后，需做好施工现场准备，确保施工现场道路通、给排水通、电力通、电信通等。

3 临时道路下方高压燃气管道保护

在本工程顶管施工过程中，为保护好临时道路下方的高压燃气管道，而防止场地内的材料堆场、机械设备等对高压燃气管道造成不利影响，选择于高压燃气管道的上方铺设钢筋网片并浇筑混凝土来进行加固。

具体操作方法：首先在高压燃气管道左右1m范围内进行开挖，直至开挖到标高后，再沿管道走向挖出1条0.5m宽的沟槽并将管道暴露出来，然后再以石粉渣对沟槽进行回填，需注意沟槽内的石粉渣需用水充分淋湿以确保其密实，之后在沟槽面上布置Φ14@200 ×200的钢筋网片1层并以C30混凝土进行浇筑，浇筑厚度约为20cm，最后待混凝土强度达标后即可使车辆通行。具体如图1。

4 顶管横穿段高压燃气管道保护

从施工工艺方面进行分析来看，在本工程中应用顶管施工工艺比应用埋管施工工艺对土体和周边环境的不良影响小、施工速度快，并且当管道施工完毕后，还可以采取管内水泥浆加固技术来更好地保护DN800高压燃气管道。

4.1 合理选择顶管掘进设备

在顶管横穿段施工过程中，需合理选择顶管掘进设备，以减小对高压燃气管道的干扰。实践表明，采用大刀盘泥水平衡顶管掘进机来进行顶进，可以更加精准地控制地表沉降，并有效保证开挖面状态的稳定性，而防止发生流砂、涌土等现象。鉴于本工程中顶管横穿段主要是淤泥质粉质黏土，其土质不均且夹薄层状粉土，因此比较适合于选用大刀盘泥水平衡顶管掘进机来进行顶进施工。

4.2 合理确定顶管施工参数

在顶管横穿段施工过程中，为更好地保护周边高压燃气管道，应对高压燃气管道周围的土体沉降进行有效控制；而若想有效控制高压燃气管道周围的土体沉降，则需先结合工程实际情况合理确定顶进过程中正面土压力参数及顶进速度参数。根据本工程的实际情况，顶管掘进设备的正面水土压力宜比机头中心位置的静止土压力高出1~1.05倍；顶管掘进设备的顶进速度则宜控制在20~25 mm/min。

4.3 触变泥浆压浆控制

在顶管横穿段施工过程中，应加强触变泥浆压浆控制，其目的是控制土体沉降，避免在顶进过程中对土体产生过大的扰动。在本工程中，所使用的触变泥浆是由膨润土与外加剂组成的一种膨润土泥浆，通过对触变泥浆进行有效的压浆，可以在管节与土体间生成一个泥浆套，利用该泥浆套即可卸去大部分顶管的顶进阻力，从而更好地控制土体沉降，保证顶管周边的高压燃气管道安全。为保证触变泥浆的质量，需注意以下几点问题：第一，在配置泥浆的过程中要对膨润土与外加剂进行充分拌匀，且在拌制完毕后先需将泥浆静止放置24h后才能够使用，以及在实际使用前还需再重新搅拌泥浆。第当顶管进入出洞口后，需及时开展压降，从而防止顶管被土体握裹。第三，由于在顶进期间部分泥浆可能会渗漏到土体当中，所以需同步进行补浆，以避免出现顶管与土体间触变泥浆不足的情况。

4.4 顶管姿态及轴线位置控制

在顶管横穿段施工过程中，应有效控制好顶管姿态及轴线位置，以更好地保护周边高压燃气管道。

具体来说：首先，在顶管过程中应做到勤测勤纠，及时发现和纠正轴线偏差问题，以避免因轴线偏差过大而引起强制纠偏，有效降低顶管对土体的扰动。其次，当顶管进入到高压燃气管道区域前约30 m范围内时，应做到每顶进1m进行1次轴线测量，以保证在正式进入到高压燃气管道区域内前顶管掘进设备始终保持准确的姿态，其误差要求在10 mm以内。再则，当顶管正式进入到高压燃气管道区域内后，应进一步增加轴线测量频率，做到每顶进50 cm进行1次轴线测量。

4.5 穿越后期处理

在顶管横穿段施工完毕后，还需对横穿高压燃气管道的地段进行相关后期处理，主要是及时对注浆孔灌注水泥浆来加固高压燃气管道区域，以防止后期发生土体沉降问题。

4.6 施工监测

在顶管横穿段施工过程中，需要对高压燃气管道进行严密的监测，以对其形成更有力的保护。在监测要求上，每天监测次数至少需达到3次，一般是在顶管进入与高压燃气管道区域相距20m范围内前，每2h进行一次监测。本工程具体的监测报警值为：2 mm/次，累计沉降8mm。监测点分为两种，一种是直接监测点，一种是模拟监测点。其中，对于本工程中顶管上方的高压燃气管道，需借助直接监测点进行监测，即先通过开挖土体将顶管上方的高压燃气管道暴露出来，再在管道上包裹钢片，然后焊接测量标志并伸出地面，最后进行土体回填并设置好保护井；在本工程中，需围绕顶管中心线向外每间隔1m布置直接监测点1个，总共布置7个直接监测点。而对于本工程中顶管下方的高压燃气管道，则需借助模拟监测点进行监测，即先在管道附近进行打孔，打孔深度约为30cm，再浇入混凝土，之后插入带圆头测量标志点的钢筋并将顶部伸出地面，最后设置好保护井。

5 施工质量控制

为更好地保障顶管施工质量以及对高压燃气管道形成更有力的保护，在实际施工过程中不仅要采取科学合理的施工措施，还要采取科学合理的施工质量控制手段。

具体来说，在本工程的工质量控制中：首先，需贯彻落实“全过程质量控制”原则，将施工质量控制贯穿于顶管施工的所有阶段一一包括设计阶段、采购阶段、施工阶段及验收阶段等，以真正有效保证施工质量控制效果。其次，需加强对重难点环节的施工质量控制及施工质量监测，每完成一个环节的施工工作后，都先检查确认其施工质量合格后方可进入下一个施工环节。再则，需建立完善的施工质量控制机制，明确施工质量控制目标以确保实际施工质量控制方向和力量集中、明晰划分施工质量控制责任以确保当出现质量问题时能及时找到相应负责人、规范施工质量控制流程以使实际施工质量控制工作有序开展。最后，还需提高人员综合素质，人员具体包括施工人员、工程质量管理人员、工程质检人员等，一方面应加强对现有人员的培育，另一方面还应加大人才引进力度，同时对人员进行合理分配和管理，从而最大限度发挥出人才价值。

6 结语

综上所述，在顶管施工中对高压燃气管道的保护至关重要，本工程主要对临时道路下方的高压燃气管道和顶管横穿段的高压燃气管道进行保护，特别是在后者施工过程中，需合理选择顶管掘进设备及确定顶管施工参数、加强触变泥浆压浆和顶管姿态及轴线位置控制、把握好穿越后期处理以及强化施工监测。此外，在顶管施工全过程中还需实施有效的施工质量控制，从而更好地保障顶管施工质量以及对高压燃气管道形成更有力的保护。

 

本文由唐兴装备整理自《中国石油和化工标准与质量》中的《顶管施工中对高压燃气管道的保护》牛勤赟，转载请注明出处，如有侵权请联系删除。