摘要：近年来，我国对天然气资源的需求不断增加，天然气的运输也越来越受到重视。本文简述了项目概况，分析了隧道平台高度的影响因素及设计思路，对隧道平台设置形式进行比选，介绍了隧道平台的施工工艺，并总结了项目设计及建设的意义。
关键词：过江隧道；隧道平台；平台高度；平台设置；形式施工工艺
引言
煤系瓦斯隧道掘进过程中直接穿越煤层，煤层中的瓦斯气体直接涌入隧道内。非煤系瓦斯隧道掘进过程中不直接穿越煤层，但由于受地质条件、围岩性质、施工进度等因素影响，隧道施工过程中内部空间会出现一定量的瓦斯气体。例如隧道穿越的地层中含有天然气、油气田，或者隧道掘进区域范围内赋存有含煤地层，瓦斯气体同样会沿着地质构造的裂隙涌入到隧道施工区域内部，给施工带来一定的安全隐患。
1隧道施工要求
本文以崇明岛-长兴岛-浦东新区五号沟LNG站管道工程项目为例，该天然气管道工程需进行两次隧道穿越长江，隧道长度分别约为8.2km和7.0km，隧道内径为3.4m。两段隧道均采用泥水平衡盾构机一次掘进完成，其长度在现今全世界一次性超长距离盾构隧道中也属于罕见，是上海市目前最长的小直径盾构隧道。隧道内敷设的天然气管道，管径为DN800，设计压力为6.0MPa。考虑到长距离隧道内管道施工的便利性、安全性以及后期的运营管理，隧道内管道拟采用一侧布置，采用支架支撑，过江隧道内采用水作为填充物，管道上方设防浮块。电瓶车运输断面，主要考虑电瓶车满车与空车交汇以及电瓶车满车与中间送排泥泵站交汇时，需要一定的平台高度保证足够的交汇空间，考虑安全交汇距离，平台的高度约450~500mm。盾构台车断面，主要考虑电瓶车满车管片在台车中卸车时候的最高高度，同时需要考虑隧道上方空间风管高度，根据空间布局要求，平台高度不宜超过500mm。综合考虑电瓶车运输及盾构机高度，隧道施工阶段平台的高度为500mm。
2盾构机类型选择
地层渗透系数对于盾构机的选型是一个很重要的因素。当地层的透水系数小于10-7m/s时，可以选用土压平衡盾构；当地层的渗水系数在1×10-7～1×10-4m/s之间时，既可以选用土压平衡盾构也可以选用泥水式盾构；当地层的透水系数大于1×10-4m/s时，宜选用泥水盾构。
3瓦斯溢出浓度超限原因分析
（1）隧道施工的有害气体主要以瓦斯（CH4）等游离态的可燃气体为主，为油、煤伴生气体，主要由含油砂伴生。（2）根据收集资料及钻探初步分析，该段含油层为油砂岩（长2油层），被低渗透致密性砂岩封闭，油气主要通过节理裂隙溢出。（3）裂隙贯通地面易造成气体散失，所以隧道区不会形成大面积瓦斯富集，不具备形成大面积瓦斯富集的条件。但该段局部瓦斯富集，浓度超标，主要原因在于该段为厚层状砂岩，节理裂隙发育，掘进影响下会人为形成油、煤层气向上运移的通道。（4）隧道开挖后由于围岩应力变化、松弛，加速了瓦斯的运移，改变了瓦斯的聚集和存储，导致瓦斯的溢出无规律。以上瓦斯问题影响和制约了该隧道的掘进进尺，很大程度上给隧道施工带来了威胁。因此，为了从根本上消除瓦斯带来的安全生产隐患，全面开展“油储层天然气及煤层甲烷影响作用下的隧道瓦斯涌出量预测”，具有非常重要的安全管理指导意义和实践应用价值。
4平台施工工艺
隧道内混凝土平台采用预制平台结合二次现浇混凝土方式实现，预制平台与盾构掘进施工同步安装，待盾构掘进完成及隧道内清理完毕后再进行二次混凝土层浇筑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为保证预制平台与盾构掘进达到同步施工，在盾构机设备选型过程中，要求盾构机在设计时同步设置预制平台吊装设备及安装空间。预制平台安装前，在隧道底部安装区域管片上施工一层20mm厚的快硬水泥砂浆找平层，此方式既可消除因管片拼装高差导致平台安装偏差，亦可提高预制平台安装后平稳性。预制平台通过桥架区域吊装设备安装至砂浆找平层后，通过螺栓连接方式将预制平台之间连接成整体，提供预制平台整体稳固。待盾构掘进完成及隧道内清理完毕后进行二次混凝土层浇筑，针对长距离隧道特点，为提高施工效率，混凝土分二段同时施工，从隧道中间往两侧分段浇筑。隧道内混凝土平台施工采用隧道内小型“轨道型混凝土搅拌车”“胶轮式混凝土搅拌车”“履带式混凝土搅拌车”等多种运输方案的其中一种，即采用隧道内槽罐车加的方式泵送。工作井附近1公里处采用砼泵车进行泵送混凝土，其余施工区域均采用隧道内槽罐车运输。在混凝土中增加缓凝高效减水剂，加入缓凝剂，厂家的每批水泥都要做实验，确定混凝土的初凝时间，确保施工过程中的混凝土质量要求。
5天然气工程的地面管道铺设过程中的注意事项
尽管在进行天然气工程的地面管道铺设过程中，采用了多项相对比较先进的技术进行施工作业，然而在进行施工的过程中，仍然要进行多方面的问题注意事项。所需注意的事项重点体现在三个方面的内容：天然气工程的地面管道铺设的铺设设备维护、天然气工程的地面管道铺设的施工风险防控；天然气工程的地面管道铺设的施工效率提升。以下将针对这三个方面内容进行详细的分析。①天然气工程的地面管道铺设的铺设设备维护。现阶段，我国在进行天然气工程的地面管道铺设过程中，所应用的设备基本都是从国外引进的先进设备进行维护，对于设备本身来说，它的成本造价非常昂贵。因此，施工人员在进行施工的过程中，一定要对设备进行科学的保养，来预防设备由于保养维护不畅所造成的精度不准情况发生，从而影响整体的施工质量。②天然气工程的地面管道铺设的施工风险防控。在对天然气工程的地面管道铺设进行施工风险防控的施工过程中，施工人员要对风险的要点进行分析，思考风险将会出现的地方，然后找到合适的措施将这些风险点进行规避。在进行管道铺设的过程中，一旦因为对风险点没有做到全面的考虑，就要及时从施工现场的实际情况出发，谋求科学的技术进行解决。③天然气工程的地面管道铺设的施工效率提升。在对天然气工程的地面管道铺设进行施工效率提升的施工过程中，需要的是对掘进的设备运输以及组装工作进行中国做到快速以及准确的施工作业，从而最大程度节省时间，达到效率提升的目的。
结束语
综上所述，综合考虑隧道施工阶段和管道安装阶段对平台的要求，本文对天然气过江隧道内管道平台的设计及施工工艺进行了研究，合理选取了平台的高度和设置形式，统一建设，以实现隧道平台的最大化利用，有利于缩短施工工期、降低施工安装风险、保障安装工程的安全性和经济性，为工程建设的顺利开展提供可靠的技术保障。
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论文作者:刘琛羽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/19
标签：隧道论文; 盾构论文; 瓦斯论文; 平台论文; 天然气论文; 管道论文; 混凝土论文; 《基层建设》2019年第13期论文;