（山东中石大工程设计有限公司，陕西省 西安市 710000）
摘要：长输管道穿越河流沟壑采用埋地敷设时，因受浮力、水流等因素影响，容易造成该段管道上抬、水平推移，长期河流冲刷造成管道悬空，导致管道在运行过程中产生振动。为保证长输管道长期安全运行，管线稳管措施非常重要。本文以永坪天然气集输项目蟠龙-永坪输气管道敷设为例，阐述了其相关稳管措施的设计、施工中需要注意的一些问题，并对处于设计中管道穿越河流时的稳管措施提出建议。
关键词：输气管道 河流 稳管措施
1、概论
长距离油气输送管道穿越河流水域时，有穿越和跨越两种形式，一般穿越方式较经济，工期较短，施工难度较小且易于克服。在穿越方式中基本有四种形式：裸露于水域（河流或湖泊）基床上敷设（简称裸露敷设）；大开挖沟埋于水域基床冲刷稳定层以下敷设（简称沟埋敷设）；隧道穿越敷设和定向钻穿越敷设。在我国油气管道通过水域一般以沟埋敷设形式较多。本文以永坪天然气集输项目蟠龙-永坪段输气管道穿越蟠龙川支流以及沿河沟等地下水位较浅段沟埋敷设方案的不同稳管措施进行初步讨论。
2、工程概况
永坪天然气集输项目起点为蟠龙清管站，终点为永坪输气站，管线设计长度40.02km，设计压力6.3MPa，设计输量为10×108Nm3/a，建设地点位于延安市。本工程沿线河流穿越工程共计1条，穿越长度200m，采用大开挖方式，管径为DN450，钢级为L415M，管材选用直缝埋弧焊钢管。
3、管道穿越河流以及沿河川敷设
3.1陕北地区河流
陕北地区河流多为季节性河流，管道穿越时，推荐采用大开挖方式穿越；管道埋设于非基岩河床时，管道应埋设在冲刷深度以下≥1.0m，设置护坡、护底等水工保护措施。河床为基岩时嵌入基岩深度≥0.5m，并用混凝土覆盖封顶，防止淘刷。
河流穿越的水工保护设置：对于基岩性河床，采用增加管道过水面的方式稳管；对于冲刷较大的土质河床，将管道埋设在冲刷线以下1.0m，必要时可采用压重袋方式稳管。
3.2沿河川敷设常见问题
一般来讲，管道敷设应尽量避开沿河川敷设，以防管道出现泄漏对当地环境造成无法修复的破坏，但因线路走向避不开时，要采取相应的设计和施工措施，以确保管道在通过该些地下水位较浅地段时安全可靠。
管道在沿河川敷设常见问题如下：
1）承载力
由于多数河川地下水位较浅，开挖过程中形成淤泥和沼泽，该些地段承载能力已不能满足大型设备和机具在上面直接通过。
2）腐蚀
在沿河川段管道采用埋地敷设，由于地下水位较低。管道常年浸泡在水体中，水中的酸或碱等矿物质容易腐蚀防腐层。
3）施工
由于沿河川、岸边承载力小，大型和重型施工设备如运管车、挖掘机、吊管机以及焊接车车辆不能直接在上面进行施工作业。
4）运营管理
管道投产后，该段管道容易因敷设穿孔损坏，不仅对当地自然生态环境造成灾难性破坏，而且即使进行抢修也比一般地段要困难。
3.3管道在穿越河流和沿河川敷设的设计及施工建议
管道穿越河流的加重稳管措施是多种多样的。主要有：加厚管线壁厚；大口径管套小口径管，其形成环形空间充注水泥浆的复壁管加重；压放预制混凝土马鞍块加重；现浇混凝土加重；预制装配式混凝土加重块连续覆盖层加重等。在油气管道穿越水域的大、中型工程中，采用各类混凝结构加重稳管是最多的措施。
3.3.1管道沿蟠龙川支流敷设
蟠龙川支流位于延安市宝塔区蟠龙镇，为典型的季节性型河流，该河流汛期水面宽度为10m-12m。到冬季干旱期水面宽度不足2m。河水补给主要靠降雨，雨季水量大，冲刷能力很强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆河床表层岩性为冲积粉土、淤泥质粉土、卵石层和砂岩，河床内多处出露基岩。
由于该地段长期受水浸泡，地下水位高，土质软，土壤含水率较高。机械化流水作业方式不适用于该段管线施工，该段管线设计开挖深度达2.4m-4.0m。该处管沟开挖成型困难，根据施工经验，采用沟上组装焊接，沉管就位的方法施工。在管道中心线一侧采用钻井管排修筑施工便道，作业通道宽4m，管道的运管、布管、组装焊接及防腐补口等工序在该施工便道上进行。管线焊接完毕后，在管线两侧进行管沟的开挖、回填，并在管线两侧敷设钻井管排作为施工便道，设备行走及施工作业在管排上进行。管道下沟时，挖掘机分别站在管道两侧同时开挖管道两侧管沟，依靠管道的自身重力和土质的塌陷使管线慢慢滑入管沟，达到设计埋深。
3.3.2施工措施
1、管沟开挖前，先将管段两端封堵，再从管段一侧向另一侧顺序沉管下沟。
2、在沉管前，为防止管线下沉时，将防腐层损坏，先在管底和地表之间垫上细土袋。管线下沟后，应将管道下垫的编织袋或者草袋收集起来集中堆放。防止环境污染。
3、为了防止损伤管线的防腐层，挖掘机靠管线一侧履带边缘距管道边缘大于3m，开挖时挖掘机挖斗边缘距离管线的最小距离大于3m，开挖时挖掘机挖斗边缘距离管线的最小间距大于200mm；另外在挖掘机挖斗活动范围内的管线上辅没厚度为8mm的橡胶板将其保护起来，确保挖掘机出土时旋转倒土不擦伤管线绝缘层。
4、由于沉管地段地下水位较高，采用挖集水坑，用潜水泵抽水，用明沟排水的方法降低地下水位。
5、在管沟开挖过程中，管线下方有长约30m-40m的弹性悬空段，为防止管道悬空长度超过26m，在距离下沟管段两根管位置预留一个小土堆，沉管时人工辅助机械挖除小土堆。并在悬空段采用15kV电火花检漏仪进行捡漏。
6、为防止漂管，每完成200m沉管长度，应及时进行配重块稳管。
3.3.3管线压载和回填
管线每完成一段长度的沉管后，为防止漂管，应按照设计要求进行压重块压载。在管道和压重块之间衬垫8mm厚的橡胶板以保护管道防腐层。橡胶板在管沟开挖及管道下沟前捆绑好。压重块压载时采用挖掘机配合吊管机吊装就位。压重块压载安装完成后，根据实际情况立即进行管沟的回填作业施工。
3.3.4冬季施工措施
1、管沟开挖时，为防止基础下的地基土遭受冻土结，可在基底标高以上采用保温材料覆盖；
2、管沟回填时应保证沟内无积水，灌顶500mm内不允许有冻土块，并应分层夯实；
3、当施工时环境温度低于-5℃时，要严格执行冬季施工技术要求，保证冬季施工质量。
4、结论
由于管道沿河川敷设处于特殊地质区域，在投产后的运行管理中，应定期利用捡漏设备，对该段管线进行防腐层检测，并对破损处及时进行修补。
本文通过对永坪天然气集输项目管道在穿越河流以及沿河川敷设地段采取的稳管设计和施工措施的总结，可为长距离输油输气管道在陕北地区沿河川敷设或者管道位于地下水位较高段的类似地段的设计和施工提供参考，以保证管道的安全平稳运行。
参考文献
（1）陈国祥、冯仕明、国外长输管道稳管新技术，石油工程建设。2004.6.30（3）；8~11；
（2）王旒民，混凝土加重稳管在管道穿越水域中的应用。 天然气与石油 1999.17.1.
论文作者:杜海
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第17期
论文发表时间:2019/10/17
标签：管道论文; 管线论文; 河流论文; 沿河论文; 挖掘机论文; 措施论文; 基岩论文; 《工程管理前沿》2019年第17期论文;