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【摘 要】大型河流穿越是长输管道建设的关键工程，一般情况下它将控制管线投产的工期，这些工程投资大，技术复杂，质量要求高，需要设备器材多，容易发生各种意外事故，稍有不慎将给国家造成重大损失。所以必须严格按基建程序办事，按设计文件和施工技术规范施工，认真编制和执行施工组织设计、需多从坏处着想，精心设计，精心施工，才能保证工程的顺利进行。这篇文章就这些穿越工程在实际施工中遇到的一些问题综述。
【关键词】管道；穿越；河流
1.穿越管体的结构
我们常用的复壁管结构中，钢套管管径一般比输油管大两级，管体结构牢固，这种复壁管结构有利于施工，吊装和牵引都方便可靠，但在施工中曾发生如下的问题：
1.1复壁管的油管被外压挤变形
套管和输油（气）管之间的环形空间在压注水泥浆是，因其压注水泥压力超过了油（气）管的允许外压值，致使油（气）管被外压挤变形。
1.2复壁管内外不同心
复壁管的内外管应同心，它是靠每隔10m左右安装三个滑块定位的，但设计和施工中都易忽视这个问题，如形状不一的定位滑块使其定位效果不够理想，焊接不够牢固，常使定位滑块倾倒，造成复壁管的内外不同心。
1.3复壁管内环形空间水泥浆为注满
环形空间的空气未排净，或浇固注水泥浆的压力不够，常造成环形空间局部中空。国外的穿越工程一般不采用复壁管结构，而是选用强度和弹性都较好的钢管将管的壁厚加大若干毫米，在加上加重块。
2.水下管沟开挖
我国大型河流穿越工程大多采用沟埋敷设，将管子埋设在河床冲刷层以下的稳定地层内，水下管沟能否达到设计深度，这始终是穿越工程质量的决定因素。现在我们采用的施工方法主要有以下几种：
２．１挖泥船为主体的施工方法
这是国外常用的施工方法，如美国1912年穿越密西西比河，同沟敷设8条，直径为100~400mm的管线，河宽1 2m，水深24.2m，河底宽32.5，沟顶宽91，管线埋深1. 以上，他们采用吸泥船挖沟并将泥沙排列下游91以外。
国内外常用的挖泥船又抓斗式，轮斗式，铲斗式，吸扬式或纹吸式。根据不同水文地质情况，挖沟进度及质量要求情况进行选择。一般穿越中，小型河流，是在两岸使用拉铲挖沟也可使用抓斗挖沟；穿越大型河流切地质松软时，使用吸泥挖沟；当地层较硬时，常采用轮斗式挖沟。
我国也采用过挖泥船挖沟，这种施工方法比较成熟，能够保证沟埋深度和穿越工程质量，应大力推广。但应指出，这种方法不适用于回淤很快的河流，否则前面挖后面淤，效果不佳。该方法不适于浅水河床，因为挖泥船进不去。另外，它用的船只多，造价高。挖出的泥沙需要远运并要妥善处理。所以在我国没有普遍采用。
２．２爆破法施工
这种穿越方法在国外采用于石质河床，在我国却广泛用于土质河床的穿越工程，爆破法开始用于中小型河流是裸露爆破，沟埋约2m左右，用药量很大，后来发展为植桩药室爆破，用打桩机将钢管桩打入河床中，内装硝铵炸药，按穿线管段布置桩位，间距约5~ m，桩径，桩深和装药量均由计算确定。
爆破法施工的优点很多：
(1）省工，省设备。
(2）省投资。
(3）施工进度快。
应指出的是爆破法的致命缺点是管段埋深不到设计要求，因为爆破成沟的边坡角度应大于土壤的安息角。由于流水和牵引过程中的扰动，必然使管沟的斜坡坍塌回淤。爆破法另一个争议较大的问题就是地震效应对堤防和两岸建（构）筑物的影响。
２．３ 气举法和液化法
河床为淤泥，砂土，粉细纱的，用气举法和液化法最为适宜。
气举法是先将穿越管段牵引过江，使气举船上的两排器具泵，分别从管段两侧吸出泥砂排走，使管段逐渐下沉直至设计埋深为止。气举泵的数量，空压机和水泵的配备均需由计算确定。每次下沉，以2m为宜。不要超过管子的设计要求的曲率半径。气举法的优点是不怕回淤，工期短，省投资;缺点是埋深浅，不宜用于粘土或较硬的河床。济南黄河穿越就是因为遇到了粘土层的河床，才确定先爆破，牵引管段过河后再用气举法沉管的。
液化法与气举法基本相似，只是用射水泵从管段的两侧将泥砂冲开并不吸出排走。使之成为泥砂浆液的状态，管段随之下沉。因此穿越管段应有足够的配重，使其密度大于液化砂浆密度。
3.穿越管段的就位
大型河流穿越管段的就位常用滚管，浮拖，底拖三种施工方法。
滚管下沟只有在滩地或截水坝上组装焊接才有可能。
浮拖法从表面上看最简单省力。它的优点是牵引力小，穿越管段浮在水面牵引过江。其缺点是很难保持管段成一条直线。在浮拖法施工中，虽然动用了多艘机动船只定位，但管段浮在河上呈蛇形，管子局部弯曲，弯曲应力大大易损伤管子。
底拖法是将牵引过江的管段，沉入江底管沟内在进行牵引。这种方法须事先确定发送发式和牵引设备。计算管段的重量，启动时的牵引力，浸入水中的浮力，因流速产生的上浮力和水平推力，最后使管子在水中获得一定的负浮力，才能使整个管段沉入河底并沿管沟牵引过江。如负浮力太大，则需要牵引力太大，应加浮筒以减少负浮力；如负浮力太小，管段容易浮出沟外或产生水位位移，应增加配送，加厚混凝土或管沟内注水等措施。实践证明底拖法非常平稳，安全可靠。管段基本上只受拉力，受河流自然条件影响和对通航的影响也最小。
３．１管段发送
通常用底拖法发送是用水利发送，小轨道平车发送和辊轮发送这三种方法。
3.1.1水力发送
就是在发送岸河滩上顺河里管沟方面挖一条发送沟，发送时将水引入沟内，将管段吊入发送沟内，牵引时管段顺发送沟进入河里的管沟。此方法施工简单，但沟内水位不易控制。
3.1.2小轨道平车发送
就是在发送岸上顺河里的管沟方向铺设一条小轨道，每10m左右安置一辆小平车，将焊好的管段吊放在小平车上，适当稳固牵引管段时，水平车滚动前进时到岸边后平车从小平车回收坑里将车吊出坑外。这种方法的优点是起动牵引力小，并可多次利用，较为经济，但小平车的载重量应经过详细计算，以防将轮子或轮轴。
3.1.3辊车发送
就是在发送岸安装一条辊轮发送道，每10m左右安装一对辊轮，穿越管段在辊轮发送道上牵引前进，为防止防腐层损坏，适合选用有弹性的辊轮。
３．２牵引设施
穿越施工习惯的做法是在发送道对岸修一条牵引路，其宽度按拖拉机群的行数确定。牵引路长度为穿越管段的全长或半长加拖拉机群的长度。
牵引动力配备（即拖拉机型号，台数）是根据起动牵引力来决定的。为保护拖拉机群充分发挥牵引力，牵引路的路基必须坚实，起动段尤其是应加强，防止打滑。
4.管道从河床下穿越
４．１隧道穿越
这种方法的主要优点是便于管理和维修检查，并可同时或多条穿越管道位置。它的缺点是投资大，工期长。
４．２曲线顶管
这种曲线顶管从河床下穿越，这种方法投资省，进度快，但方向控制装置不够完善。出土点误差较大，尚需进一步完善才能得到推广。
４．３顶管穿越技术
这是依靠液压或气压传动产生强大的推力，把套管顶入土层的地下管线施工方法。这种技术水平高，但工程成本较高，工期长，且还适应硬质河床。
４．４定向穿越技术
就是依靠导向的钻土穿越土层，绕开障碍物，并回拖管线的地下管线施工法。由于水平定向钻穿越的入土点和出土点都在地面上，因此水平定向穿越技术不是真正的不开挖。
这种穿越技术的优点十分突出，现归纳为 点：
（1）埋深大。
（2）工期长。
（3）省人工。
（4）临时占地少。
（5）对自然环境和河道通航雅影响。
（ ）造价比较省。
随着我国石油天然气工业的发展，长距离输油输气管道多次穿越很多大、中河流。近年来，随着西气东输工程的建设发展，我国油气管道河流穿越工程设计施工技术日趋成熟，自行设计施工了不同的水下油气管道，满足了生产的需要，并为我国油气管道穿越江河湖海积累了宝贵的经验。
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发表于 2020-6-22 08:39:16
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