地下燃氣管道特殊施工工藝

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2、00m，距小型橋梁大于50m。穿越河流的管線應(yīng)垂直于主槽軸線，特殊情況需斜交時不宜小于60。2. 穿越工程的設(shè)計內(nèi)容在選定穿越位置后，根據(jù)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)情況決定穿越方式、管身結(jié)構(gòu)、穩(wěn)管措施、管材選用、管道防腐措施、穿越施工方法等提出兩岸河堤保護措施，并繪制穿越段平面圖和穿越縱斷面圖。3. 敷設(shè)方式(1) 裸露敷設(shè)裸露敷設(shè)運用于基巖河床和穩(wěn)定的卵石河床。管道采用厚壁管、復(fù)壁管或石籠等方法加重管線穩(wěn)管，將管線敷設(shè)在河床上。裸露敷設(shè)不需挖溝設(shè)備，施工速度快，缺點是管道直接受水力沖刷，常因河床沖刷變化后而引起管線斷裂；在淺灘處石籠穩(wěn)管影響通航；常年水流中泥砂磨蝕也可能造成管線斷裂。裸露敷設(shè)只適用于

3、水流很慢、河 床穩(wěn)定、不通航的中、小河流上的小口徑管線或臨時管線。(2）水下溝埋敷設(shè)采用水下挖溝設(shè)備和機具，在水下河床上挖出一條水下管溝，將管線埋設(shè)在管溝內(nèi)。開挖機具有拉鏟、挖泥船，當采 用水力氣舉開溝時還可采用水泥車和高壓大排量泵。對于中、小型河流或冬季水流量很小的水下穿越也可采用圍堰法斷流或?qū)Я魇┕ぁ胺ㄊ┕⑺鹿こ套優(yōu)殛懮鲜┕?，可采用人工開挖或單斗挖溝機、推土機開溝。溝埋敷設(shè)應(yīng)將管道埋設(shè)在河床穩(wěn)定層內(nèi)。溝槽開挖寬度和放坡系數(shù)視土質(zhì)、水深、水流速度和回淤量確定，當無水文地質(zhì)資料，采用水下挖掘機具時可參照表5-1選定溝底寬度和邊坡系數(shù)。開溝務(wù)須平直，溝底要平坦，管線下溝前須進行水下管溝測

4、量，務(wù)必達到設(shè)計深度。4. 燃氣管道河底穿越燃氣干管穿越主要河流宜雙管敷設(shè)，每條管道的通過能力應(yīng)為設(shè)計流量的75%。若燃氣管網(wǎng)已形成環(huán)路，或有其他 措施保證管道故障檢修時的供氣，可敷設(shè)單管。燃氣管道采用倒虹吸管形式穿越河流。應(yīng)盡可能從直線河段穿越并與水流軸向垂直，從河床兩岸有緩坡而又未受沖刷，河灘寬度最小的地方穿過。水下管溝尺寸表5-1土質(zhì)名稱溝底最小寬度/m管溝邊坡溝深2.5m溝深2.5m淤泥、粉砂、細砂亞砂土、中砂、粗砂砂土礫石和卵石土巖石+2.51：3.51：5.0+2.01：3.01：3.5+1.51：2.01：2.5+1.21：1.51：2.0+1.2L：0.51：1.0注：為輸氣管

5、公稱直徑，m。河底管道的埋設(shè)深度，應(yīng)根據(jù)水流沖刷條件、河道疏潑、投錨深度 要求和管道的穩(wěn)管要求而定。對不通航或無浮運的水域，經(jīng)管理部門的同意，采取措施后可減小管道的埋設(shè)深度。水下管道的穩(wěn)定措施必須根據(jù)計算確定，一般應(yīng)有足夠厚度的覆蓋層，或加鋼筋混凝土重塊，或澆 灌混凝土套管抗浮。往水下管溝底直線下放長的管段時，管子的柔性起著最重要的作用。 鋪設(shè)大直徑的管子時，不是經(jīng)常都能使管子按照允許彎曲半徑呈均勻的曲線形狀。因此，鋪設(shè)直徑大于350mm的水底燃氣管道時，管子往往會產(chǎn)生很大的縱向應(yīng)力，燃氣管道的防腐層會由于管道彎曲過大而損壞。假使用直線下放的方法在深河內(nèi)鋪設(shè)管道時，在將中間一段下放到管溝之前，

6、先把管道的兩端托在兩岸的管溝底上，進一步利用其自身的重量把中間一段下放在溝底。在這種情況下，在管壁上會產(chǎn)生更大的拉應(yīng)力，管道兩端在管溝底上會移動。根據(jù)管道兩端移動時的摩擦力及管道的下垂管段的長度，如果管道在水中的重量過大時，會產(chǎn)生使管道斷裂的拉應(yīng)力。當管道重量小時，在以上情況下，它的中間部分可能不會下沉到管溝底而懸起來。因此，長管道應(yīng)當以均勻的曲線形狀，從一岸邊到另一岸邊或河的中間向兩邊逐漸下放。穿越河流的方法很多，方法的選擇決定于管徑、地方條件、河流寬 度與深度、河底形狀、水流速度、河床兩岸的斜度及高度、岸邊地上及 地下的構(gòu)筑物等。水位較低、流速較慢、土質(zhì)較好、允許封航的中小型河流 , 宜用

7、圍堪法。水位較高、流速較快、沒有條件封航的中小型河流 , 可采用浮運下沉法施工。大型河流 , 沒有條件封航的中型河流 , 可采用 頂管法。水下管道敷設(shè)，施工技術(shù)復(fù)雜，易造成質(zhì)量隱患 , 因此必須有妥善的技術(shù)安全措施，配備必要的機具，作好施工準備工作。核對施工地區(qū)河流的水文地質(zhì)資料指測量穿越河流的水位，并了解歷史最高水位，測定穿越河流的流速，在河流兩岸鉆孔取樣，了解河底的水質(zhì)情況。確定穿越施工地點。管位在符合設(shè)計要求的前提下，穿越地點應(yīng)選擇在河流平直、水流平緩、河底平坦、河床穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造單一、兩岸具有較寬闊的漫灘和具備操作場地的河段。下列地帶不宜作穿越地點：橋梁上游300m或下游l00m的地區(qū)

8、，船只可能停泊下錨處，沿岸建筑物和地下管線密集、無施工場地的河段。施工時間的確定，應(yīng)根據(jù)氣象、水文與航運資料，將施工時間安排在雨水少、河流枯水期、航運淡季。這樣，可減少人為、物力 , 增加工 程可靠性。根據(jù)上述綜合條件，確定施工方法，編寫專門的施工方案，著重制定挖溝、下管、穩(wěn)管的技術(shù)安全措施，保證施工中不使管道過份彎曲而損壞管道與防腐層，穩(wěn)管牢固，不在使用后管道浮起。常用的施工方法如下：圍堰法在待穿越水下管道的兩側(cè)，堆筑臨時堤壩，阻擋水流并排除堤壩間的積水，然后開挖溝槽，敷設(shè)管道，回填土施工完畢后將圍拆除。這種方法施工簡單，需要設(shè)備少，但必須在斷航的條件下施工。(1) 如圖5-1所示，先將河流

9、的一半用圍堰圍住，用水泵排除圍堰內(nèi)的河水，然后挖溝，敷設(shè)管道，再將河中的管口用堵板焊住，以防泥水進入管內(nèi)。施工中會有水滲入，應(yīng)用水泵排出。安裝完后拆除圍堰。 用相同的方法將剩下的一半作圍堰，挖管溝，將已施工管道堵板割去與后安裝的管道連接起來，以后回填管溝，拆除圍堰。為了減少河水沖刷，圍堰迎流水方向的堰體應(yīng)平緩，圍堰高度應(yīng)保證在施工期間河水的最高水位不至淹沒堰頂。圖5-1圍堰法示意1-圍堰 2-先埋管段 3-后埋管段(2) 在待穿越水下管道兩側(cè)構(gòu)筑臨時圍堰，在河岸開挖臨時引水渠或在圍堰間用管子組成渡槽，使河水通過引水渠或管子流向下游。根據(jù)河水流量決定引水渠斷面尺寸或作為渡槽的鋼管管徑與根數(shù)。應(yīng)保

10、證河水順利通過 , 不應(yīng)使上游水位上升而淹沒圍堰。鋼管與圍堰之間應(yīng)填好，防止漏水而增加排水量。(3) 圍堰的種類較多，常用的有土圍垣、草土混合堰、木排（鋼管或槽鋼）樁圍堰和草麻袋圍堰等。2. 水下開挖溝槽開挖前應(yīng)在兩岸設(shè)置岸標，根據(jù)岸標確定溝槽開挖的方向。如圖5-2 所示。也可以在水中設(shè)置浮標。(1) 機械開挖主要用拉鏟式或抓斗式挖土機，挖土機主要用以挖掘岸邊的水下管溝。挖土機有可更換的工具。同一臺挖土機可以用正鏟或反鏟、拉鏟或抓斗挖土。在挖河床水下溝槽時，挖土機可以裝在沿溝槽線路上用鋼絲繩及絞車移動的平底船或其他船上。各種圍堪構(gòu)筑的要求 表5-2分類填料頂寬/m邊 坡臨水面背水面土圍堰松散粘

11、土、砂粘土241：2l： 32：31：2草土混合圍堰粘性土及草121：21：32：31：2草（麻）袋圍堰草(麻)袋、粘性土22.51：l1：0.51：0.51：0.2鋼（木）樁圍堰粘性土0.81.51：01：03. 水下管道敷設(shè)(1) 河底拖運敷設(shè)當密封的管道自重大于水的浮力時，將自然下沉至河底。先將管道在岸邊組對焊接并防腐，按規(guī)定檢驗合格后的管道沿管溝底從一個岸邊拖到另一個岸邊。將對岸鋼絲繩的一頭拴在管道的首端，另一頭由對岸拖拉機或卷揚機拉拽。用此法將管道沿管溝底拖過。為了減少牽引力，在管端焊上堵板，以防河水進入管內(nèi)。(2) 浮運下管法為了減少水下焊接，應(yīng)在岸上將管子組對焊接成整體，并做好防

12、腐層，如需要分段浮運時，應(yīng)盡量加長浮運管段的長度。管段的浮運可用拖拉加浮船的方法，即把管段放在浮船上，然后用設(shè)在對岸的卷揚機或拖拉機將管段拖至水下溝槽的上方。如圖5-2所示。圖5-2浮運下管法示意圖1管子；2預(yù)制浮船；3船塢；4浮船；5浮運管段；6動滑輪；7鋼絲繩；8定滑輪；9拖拉機(3) 冰上下管法鋪設(shè)水下管道時需停止航行，挖河底的土方工程，需要駁船、汽艇、平底船等浮運工具。當水流很急時，工作困難，因為敷設(shè)管子時，水流可能將管子沖出溝外。在嚴寒地區(qū)，冬季河水從結(jié)冰后到解凍之前，利用冰層進行土方工程、管道預(yù)制、下管及鋪設(shè)管道，上述的困難就不存在了。冰下挖管溝，用鋼絲繩鏟土設(shè)備、泥泵及水力沖擊器

13、挖溝，見圖5-3。先在右岸裝設(shè)鏟土設(shè)備，開挖河流右側(cè)溝槽，從岸上挖溝，鏟土斗子的齒牙沖入土內(nèi)，把土送到河底中間，留下泥土，并空著返回岸邊，往返挖土。河底中間土堆，由潛水員順水流方向用水力沖擊器沖走。河流右側(cè)挖好后，再將鏟土斗子移至左岸，挖河流左側(cè)溝槽。潛水員用水力沖擊器平土，修整底部，清理水下管溝，清除沉在河底的木頭。除了水力沖擊器外，被鏟土機鏟到河中間的泥土，還可用移動式吸泥器清除。吸泥器由離心泵來帶動。這樣，挖出的土都順河流送到下游，不需要弄到岸上，節(jié)省了運輸設(shè)備與運費。5-3鏟土設(shè)備鏟土和水力沖擊器順水沖土的簡圖l 由 3IIC-5型發(fā)動機帶動的雙卷筒絞車； 2首部滑輪；3尾部滑輪； 4

14、工作鋼繩；5輔助鋼繩； 6斗子；7土堆； 8水力沖擊器； 9水管冰上組對焊接。將已作防腐層的管子沿管溝旁的冰上布管， 用焊管臺或方木墊起，組對焊接，全部焊縫經(jīng)射線探傷合格后，再進行強度與 嚴密性試驗，合格后將焊口處作防腐層。冰上往水下管溝下管。水下管溝挖好后，潛水員進行檢查，溝底堵塞與不平的地方用水力沖擊器清除。為了防止河水把管子沖走，沿河底管道的全長在每個管子下水的一邊安裝直徑為l00mm的鋼管作導(dǎo)樁，導(dǎo)樁相隔15m。導(dǎo)樁插入河底的土壤為下端支點，冰為上端支點。過河燃氣管道焊接鵝頸管，鵝頸管端用堵板堵住。為了防止損壞防腐層，在防腐層包木條或塑料保護層。開冰縫。水下管溝上方的冰需鑿開，破開的冰

15、塊翻轉(zhuǎn)放入水下， 冰塊的光面沿著冰層的下面順水流去。冰縫開好后，筆直的冰縫橫截河床，其寬度與水底管溝相同。沿冰縫鋪木板。以便工人行走，整平滑道，嚴寒時可澆水使滑道凍冰，在解凍時可在滑道上涂固體潤滑油。準備救生設(shè)備，如救生圈等。把管子放架子上，以托住鵝頸管。安裝卷揚機可利用兩岸鏟土用的卷揚機，并在冰上裝設(shè)卷揚機，數(shù)量由下管長度而定。左、右兩岸的鵝頸管均用卷揚機拉住，冰上的卷揚機用作移動管道之用。(4) 頂管施工在穿越水流急、寬度大、航運繁忙的江河時，可采用頂管施工法，因為頂管施工可避免與河流直接接觸，施工不受航運干擾。但應(yīng)特別注意，工作坑的排水與挖土時，應(yīng)采取有效防止塌方的措施。(5) 水下管線

16、穩(wěn)管措施水下管道敷設(shè)后，溝槽回填土比較松軟，存在著較大的空隙，加上竣工后由于河水流動、沖刷 , 會減少管道的覆土層。水下管道受水流作用，除產(chǎn)生靜水浮力以外，還同時產(chǎn)生動水浮力。動水浮力與管道外直徑、水的容量和流速有關(guān)。要保持水下管道的穩(wěn)定，必須保證管身結(jié)構(gòu)有足夠的重量，使管道在流水中仍具有一定的負浮力，輸氣管內(nèi)燃氣的重量很小，除小管徑管子外，一般均需采用不同結(jié)構(gòu)加重管身穩(wěn)管。例如可直接選用厚壁無縫鋼管，鐵絲石籠穩(wěn)管，散拋塊石穩(wěn)管，加重塊等。二、跨越工程一般來說，管道跨越工程投資大，施工較為復(fù)雜，工期長，維修工作量大。因此，管線應(yīng)優(yōu)先采用穿越形式通過。但是當遇到山谷性河流、 峽谷、兩岸陡峭、河漫

17、灘窄小，河水流速大，河床穩(wěn)定性差，平原性河流淤積物太厚、河床變化劇烈，或小型人工溝渠，鐵路公路不適宜穿越通過的地段，可采用跨越亦式通過。1. 跨越位置選擇(1) 跨越點應(yīng)選河流的直線部分。因為在河流的直線部分，水流對河床及河岸沖刷較少 , 水流流向比較穩(wěn)定 , 跨越工程的墩臺基礎(chǔ)受漂流 物的撞擊機會較少。(2) 跨越點應(yīng)在河流與其支流匯合處的上游，避免將跨越點設(shè)置在支流出口和推移泥砂沉積帶的不良地質(zhì)區(qū)域。(3) 跨越點應(yīng)選在河道寬度較小，遠離上游壩閘及可能發(fā)生冰塞和筏運壅阻的地段。(4) 跨越點必須在河流歷史上無變遷的地段。(5) 跨越工程的墩臺基礎(chǔ)應(yīng)在巖層穩(wěn)定，無風化、錯動、破碎的地質(zhì)良好的

18、地段。必須避開坡積層滑動或沉陷地區(qū)，洪積層分選不良及夾層地區(qū)；沖積層含有大量有機混合物的淤泥地區(qū)。(6) 跨越點附近不應(yīng)有稠密的居民點。(7) 跨越點附近應(yīng)有施工組裝場地或有較為方便的交通運輸條件，以便施工和今后維修。2. 對勘察測量的要求由于跨越管道是架設(shè)在支墩之上，裸露在空中，對氣象資料和支墩基礎(chǔ)的工程地質(zhì)條件有詳細的要求：(1) 跨越點所在地區(qū)氣象變化的一般規(guī)律和氣候特征、極端溫度、風速、主導(dǎo)風向及頻率 , 積雪深度 , 最大凍土深度等。(2) 跨越點所在地區(qū)地震烈度。(3) 跨越基礎(chǔ)的地質(zhì)概貌，河谷各構(gòu)造特征，地層分布特征，有無軟弱夾層存在。須繪出地質(zhì)剖面圖和土質(zhì)分界線，確定地基承載能

19、力和巖石的物理力學性質(zhì)等。3. 跨越結(jié)構(gòu)型式的選擇管道跨越結(jié)構(gòu)型式的選擇是根據(jù)管線的工藝條件和跨越點的自然環(huán)境條件綜合分析對比確定的。輸氣管道的工藝條件是指輸氣管的管徑、壁厚、輸氣壓力、輸氣介質(zhì)成分及管 通材質(zhì)等；跨越點的自然條件包括跨越點兩岸地形、地貌、工程地質(zhì)、氣 候、交通條件等。在滿足輸氣工藝要求的前提下，結(jié)合工程具體條件，選擇幾種跨越結(jié)構(gòu)型式，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。(1) 管道需跨越的小型河流、渠道、溪溝等其寬度在管道允許跨度范圍之內(nèi)時 , 應(yīng)首先采用直管支架結(jié)構(gòu)。 (2) 跨度較小，河床較淺，河床工程地質(zhì)狀況較為良好，常年水位與洪水位相差較大的河流可采用吊架式管橋。吊架式管橋特點是輸

20、氣管道成一多跨越連續(xù)梁，管道應(yīng)力較小，并且能利用吊索來調(diào)整各跨的受力狀況。(3) 跨度較小且常年水位變化不大的中型河流一般可選用托架、衍架或支架等幾種跨越結(jié)構(gòu)。(4) 跨度較大的中型河流及某些大型河流其兩岸基巖埋深較淺，河谷狹窄的可采用拱型跨越。管拱跨越結(jié)構(gòu)有單管拱及組合拱兩大類。(5) 大型河流、深谷等不易砌筑敬臺基礎(chǔ)，以及臨時施工設(shè)施時可以選用柔性懸索管橋、懸纜管橋、懸鏈管橋和斜拉索管橋等跨越結(jié)構(gòu)。柔性懸索管橋是采用拋物線形主纜索懸掛于塔架上，并繞過塔頂在兩岸錨固，輸氣管道用不等長的吊桿(吊索)掛于主纜索上，輸氣管道受力簡單，適合于大口徑管道的跨越。懸纜管橋的主要特點是輸氣管道與主纜索都呈

21、拋物線形 , 采用等長吊桿(吊索)。一般適合于中、小口徑管道的大型跨越工程。4. 附橋敷設(shè)燃氣管道一般敷設(shè)于公路旁，依附于道路、橋梁架設(shè)過河是最常見和最簡單的跨越河流的方法，投資省、施工方便、進度快。具體敷設(shè)位置，應(yīng)與橋梁管理部門及設(shè)計單位研究決定，一般安裝在橋梁專門為燃氣管道預(yù)留的管位（見圖5-4）或擱置在橋梁牛腿或橋墩上。圖5-4架設(shè)在橋梁上的預(yù)留孔第二節(jié) 穿越道路與鐵路施工燃氣管道在鐵路、電車軌道和城市主要干道下穿過時，應(yīng)敷設(shè)在鋼套管或鋼筋混凝土套管內(nèi)。穿過鐵路干線時，應(yīng)敷設(shè)在涵洞內(nèi)。套管兩端應(yīng)超出路基底邊，至最外邊軌道的距離不得小于3m 。穿跨管道應(yīng)選擇質(zhì)量好的長度較長的鋼管，以減少中

22、間焊縫。焊縫應(yīng)100%射線探傷檢查，其合格級別應(yīng)按現(xiàn)行國家標準鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級（GB3323）的“級焊縫標準”執(zhí)行。穿越工程鋼制套管的防腐絕緣應(yīng)與燃氣管道防腐絕緣等級相同。管道穿越鐵路或公路的夾角應(yīng)盡量接近90，在任何情況下不得小于30。應(yīng)盡可能避免在潮濕或巖石地帶以及需要深挖處穿越。管道穿越鐵路或公路時，管頂距鐵路軌枕下面的埋深不得小于1.5m; 距公路路面埋深不得小于 1.2m; 距路邊坡最低處的埋深不得小于0.9m 。當條件許可時，也可采用跨越方式交叉。輸氣管線跨越鐵路時，管底至路軌頂?shù)木嚯x，電氣化鐵路不得小于11.lm，其他鐵路不得小于6m。 一、穿越鐵路1、穿越鐵路

23、的一般要求：(1) 穿越點應(yīng)選擇在鐵路區(qū)間直線段路堤下，路堤下應(yīng)排水良好，土質(zhì)均勻， 地下水位低，有施工場地。穿越點不宜選在鐵路站區(qū)和道岔段內(nèi)，穿越電氣化鐵路不得選在回流電纜與鋼軌連接處。(2) 穿越鐵路宜采用鋼筋混凝土套管頂管施工。當不宜采用頂管施工時，也可采用修建專用橋涵，使管道從專用橋涵中通過。(3) 輸氣管穿越鐵路干線的兩側(cè)，需設(shè)置截斷閥，以備事故時截斷管路。(4) 穿越鐵路的位置應(yīng)與鐵路部門協(xié)商同意后確定。2、穿越鐵路的平面與縱斷面布置燃氣管道在鐵路下穿過時，應(yīng)敷設(shè)在套管或地溝內(nèi)，如圖5-5（課本P63圖4-6），管道敷設(shè)在鋼套管內(nèi)，套管的兩端超出路基底邊，至鐵路邊軌的距離不小于2.

24、5m，置于套管內(nèi)的燃氣管段焊口應(yīng)該最少，并需經(jīng)物理方法檢查，還應(yīng)采用特加強絕緣防腐，對于埋深的要求是：從軌底到燃氣管道保護套管管頂應(yīng)不小于1.2m。在穿越工廠企業(yè)的鐵路專用支線時，燃氣管道的埋深有時可略小一些。圖5-5燃氣管道穿越鐵路1-燃氣管道；2-閥門；3-套管；4-密封層；5-檢漏管；6-鐵道二、穿越公路1. 公路等級劃分根據(jù)公路工程技術(shù)標準（JTJ01-1988），公路等級分為“汽車專用公路”和 “一般公路”兩類。汽車專用公路又分高 速公路、一級公路、二級公路三個等級。汽車專用公路屬國家重要交通 干線 , 車流量大 , 路面寬度大 , 技術(shù)等級較高。一般公路又分為二、三、 四級 , 其

25、車流量 , 路面寬和技術(shù)等級和重要程度依序降低。此外還有不屬國家管理的公路，如礦區(qū)公路，縣鄉(xiāng)公路等。2. 穿越公路的一般要求輸氣管線穿越公路的一般要求與鐵路基本相同。汽車專用公路和二級一般公路由于交通流量很大，不宜明挖施工，應(yīng)采用頂管施工方法。其余公路一般均可以明溝開挖，埋設(shè)套管，將燃氣管敷設(shè)在套管內(nèi)。套管長度伸出公路邊坡坡角外2m 。縣鄉(xiāng)公路和機耕道，可采用直埋方式，不加套管。三、頂管施工方法地下燃氣管道穿越鐵路、電車軌道和城市主要干道時 , 一般不允許開挖管溝 , 常采用頂管施工。運用液壓傳動產(chǎn)生巨大的推力向土壤內(nèi)頂進套管 , 再將燃氣管道安裝在套管內(nèi)。1.頂力計算 頂管施工必須有足夠的頂

26、力，才能克服管道在頂進過程中土壤對管道產(chǎn)生的阻力。頂管施工的主要設(shè)備（油泵、油缸或千斤頂）及配套設(shè)備（頂鐵、槽鋼）是根據(jù)所頂管道的最大頂力來進行選擇的。頂管時，管道在土壤中承受兩種力：管端阻力和管外壁與土壤的摩擦力，總的阻力為：式中D管道外徑(m)； q土壤單位面積的抗力，取0.71.5MPa；k管道外壁在土壤中單位面積的摩擦力，取1835kPa；L管道頂進長度(m)。實際頂力取計算頂力的1.11.2倍，由此來選擇設(shè)備。2.頂管方法(1）外擠壓頂進法常用于400mm以下的小口徑管頂管施工。頂管前在鋼套管端部安設(shè)錐體頂頭，根據(jù)土壤可壓縮特性，借助頂力將管道四周土壤壓縮而不需要管內(nèi)出土。錐體頂頭的

27、作用是將正面阻力變?yōu)閭?cè)面摩擦力，從而大大降低管道頂進時的阻力。(2）管內(nèi)出土法對于700mm以上的套管頂進時，常采用管內(nèi)出土法。先清除管內(nèi)積土，出土范圍一般應(yīng)保持超過管端前200mm的距離，以減少管道頂進時的阻力。在頂管深度較淺及鐵路和建筑物下頂進，要注意管內(nèi)清土。防止管內(nèi)泥土阻塞造成路面拱起、鐵路軌道變形、建筑物和 鄰近管道損壞的事故發(fā)生 ( 其原因是在頂力的作用下，管子頂端部分土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在管端不出土的頂進狀態(tài)。管道頂進時的受力情況包括3部分：管外壁與土壤的摩擦力；管內(nèi)壁與土壤的摩擦力；管頂端面阻力。在頂力的作用下，使管道不斷頂進，上述 3 方面的阻力各自不斷變化。管外壁與土壤的摩擦

28、力是隨著頂進管道長度的增加而均勻遞增的，管 內(nèi)壁與管內(nèi)土壤的摩擦力的變化卻不同。由于土壤的孔隙率為 30%60%，存在著較大的壓縮性，進入管內(nèi)的土壤與管內(nèi)壁的摩擦力逐漸增 加，使斷面內(nèi)土壤逐漸壓縮。與此同時，管頂端面阻力也在逐漸增加，致 使土壤從軟塑狀態(tài)逐步過渡到可塑狀態(tài)、硬塑狀態(tài)與堅硬狀態(tài)，管前土壤將停止向管內(nèi)移動（一般人管土長約2m），并迫使管前土壤不斷壓縮，由此而引起管端面阻力不斷增加，總阻力迅速上升。停止向管內(nèi)移動的管端面土層，隨著頂力的增加不斷壓縮，并通過不斷增大的土壤內(nèi)摩擦角向管端四周傳遞頂力，由此造成路面拱起、鐵路軌道變形等事故。因 此，頂進管道管內(nèi)出土應(yīng)嚴格按照 “先挖后頂”的

29、順序操作。1）內(nèi)擠壓出土法。一般用于大口徑套管頂進。在頂進套管頂端加焊特殊頂頭，頂頭外徑略大于管徑，內(nèi)壁作成錐體（見圖5-6），借助油缸的推力，將進入管內(nèi)泥土壓縮成小于管內(nèi)徑的圓柱體，使泥土與管底壁脫離。這樣，不僅使管道摩擦力減小，而且可以防止管內(nèi)的積土阻塞。為 了使出土機械化，應(yīng)配備內(nèi)擠壓機械出土專用設(shè)備。將切土鋼絲繩繞頂頭后壁1圈，并套人活絡(luò)夾箍內(nèi) 4 再將出土車推入管內(nèi)靠近頂頭后壁 , 并 將阻動鋼問壓人槽內(nèi)（事先按小車長度焊接于鋼管內(nèi)）。啟動油泵 , 按額 定長度要求頂進，擠壓后進入管內(nèi)的圓柱體土壤引至出土車上。管道每 次頂進長度應(yīng)根據(jù)出土車長度計算而定。2) 鉆孔法。根據(jù)土壤類別選擇

30、鉆頭，在鉆孔作業(yè)方便的一側(cè)開挖工作坑。工作抗應(yīng)有足夠的工作面，其深度應(yīng)按鉆孔位置的需要而定，地下水位較高的地段應(yīng)設(shè)排水井降低地下水位。工作坑應(yīng)平整，墊上枕木及軌座后應(yīng)找平。鉆頭中心和管道中心必須同心。鉆孔時，對于粘土土壤，鉆頭應(yīng)比主機低1%鉆桿長度；對于巖性土壤，鉆頭應(yīng)比主機低5%鉆桿長度 , 以補償鉆頭上抬。鉆孔允許偏差為每鉆40m 長度 15Omm。套管長度應(yīng)與鉆桿長度一致。鉆進時應(yīng)及時出土，鉆 進、出土、頂管，周而復(fù)始。穿越管道與干線管道應(yīng)保持同心，穿越的管子允許偏差為管子長度的2%。3) 人工挖土法。先挖工作坑，將管子放到工作坑內(nèi)千斤頂?shù)那懊?，人在管道的最前端挖土，為管子開路。挖出的土

31、從管內(nèi)運至管外，再吊 到地面運走。挖一段后，搖動千斤頂頂管。第三節(jié)地下燃氣管漏氣的檢測和修理由于地下燃氣管道處于隱蔽狀態(tài)，所以無論是新敷設(shè)管道氣密性試驗時漏氣點的尋找，或運行中管道漏氣點的尋找均很困難。對已輸氣管道漏氣點的修理，因需要帶氣操作并受到交通等各方面的牽制，所以施工難度較高。一、漏氣點的檢測新敷設(shè)地下燃氣管在氣密性試驗中漏氣點的檢測，由于敷設(shè)后大部分已回填土層，僅僅少量暴露于空間，因此除少量部位可采用直接檢查以外，大部分則采用間接查漏法進行檢測。(1) 直接檢查法 在管道暴露部分的溝槽中放入清水把管道浸沒，輸入管內(nèi)的壓縮空 氣將通過漏點溢至水中引起連續(xù)翻泡。在無充足的水源及地下水位低

32、時，也可以將一定濃度肥皂水涂于管外壁和接口處，觀察是否翻皂泡，從而發(fā)現(xiàn)漏氣點。(2) 間接查漏法 把滲入某種加臭劑的壓縮空氣壓入管內(nèi)，具有臭氣的氣體從漏點泄出時可通過在回填土層上取孔，通過人的嗅覺來檢查。這種方法只能大致判斷漏氣地段，不能正確地定位。(3) 用鹵素檢漏儀 檢查往管內(nèi)輸入鹵素化合物氣體，用專用儀器檢測稱為鹵素檢漏。由于鹵素檢漏法效果明顯、可靠性強 , 已成為新管道漏氣檢測的主要方法 , 在上海地區(qū)得到推廣應(yīng)用。二、尋找運行管道的漏氣點己輸氣運行的地下管，無法用直接方法檢查漏氣點，只能用不開挖溝槽的間接查漏。1.簡單的間接查漏方法憑人體嗅覺和視覺尋找管道漏氣點。定期在管道附近用尖形

33、鐵棒打洞，深度必須超過路基深度，將管子置于孔口，用人體嗅覺辨別。因城市道路面密實，而路基下的土層疏松，泄漏煤氣將匯集于鐵棒孔中外溢。地下燃氣管漏氣時，燃氣往往能從土層的空隙中滲透至各類地下管線窖井內(nèi)，在查漏操作時可把檢查管插入害井內(nèi)，用嗅覺辨別能取得較好的效果。此外，對地下燃氣管鄰近綠化植物的生態(tài)觀察，也是一種有效措施。在燃氣影響下，可導(dǎo)致花草樹木枯死，因此管道監(jiān)護人員可以 通過對管線鄰近地區(qū)綠化物的生態(tài)變化， 判別地下燃氣管道的漏氣點和漏氣量。上述三種方法在巡回檢查中可以同時進行。2.采用專用儀器進行間接查漏?！靶崦?檢漏儀”是一種檢測煤氣的新型氣體檢查儀表。它的檢測元件是以錫為主體的金屬氧

34、化物半導(dǎo)體，故又稱嗅敏半導(dǎo)體。當這種元件與燃氣接觸時，元件的電阻會急劇變化，經(jīng)過放大、顯示和報警等電路就會將檢測氣體的濃度轉(zhuǎn)換成電訊號指示出來。三、管道漏氣的修理地下燃氣管道漏氣點的修理分為管外修理法和管內(nèi)修理法。造成管道漏氣點主要因素有：管材因素存在著砂眼、裂縫等；操作疏忽接口漏氣；外來因素管道覆蓋土后重車輾壓，造成接口松動，未覆蓋土層的管道受到墜落至溝內(nèi)石塊的撞擊，損壞管壁和接頭。1. 新敷設(shè)管道漏氣的管外修理法(1）砂眼 孔徑小于50 毫米位于管道上半部可以用鉆孔加裝管塞的方法，位于管道下半部的，由于鉆孔困難可加裝夾子套筒。(2）裂縫 環(huán)向裂縫加裝夾子套筒（必須先在裂縫兩端鉆孔限制其延伸

35、）。其他形式裂縫 則應(yīng)切除損壞部分，調(diào)換新管段，切斷長度應(yīng)大于裂縫20厘米（鋼管裂縫可用電焊修補）。(3）精鉛接口漏氣 精鉛接口漏氣的修理應(yīng)按照精鉛接頭的操作順序，用敲鉛鑿依次敲擊（包括整個接口圓周)使接口精鉛密實，如果僅僅敲擊泄漏點，會發(fā)生重復(fù)漏氣。敲擊后如果接口精鉛凹癟5 毫米以上應(yīng)用尖鑿在接口精鉛上鑿若干只小孔，然后補澆熱熔精鉛。熔化精鉛溫度應(yīng)大于700，凝固后用敲鉛鑿敲擊直到平整為止。禁止采用冷精鉛或溫度不高的熔鉛貼補或澆補，因為此種鉛無法與原接口精鉛熔為一體。(4）水泥接口漏氣的修理應(yīng)將接口縫隙內(nèi)固化水泥全部清除，直至第一道油繩為止。 清洗槽口，在管道內(nèi)無壓縮空氣情況下重新塞入水泥并

36、按水泥接口操作要求進行操作。如管內(nèi)存有壓縮空氣，則應(yīng)管道內(nèi)無壓縮空氣情況下重新塞入水泥并按水泥接口操作要求進行操作。如管內(nèi)存有壓縮空氣，則應(yīng)澆灌熱熔精鉛，改為精鉛接口。如管內(nèi)壓縮空氣達到中壓 (105 帕以上)，必須將中壓氣放散至低壓方可修理。2. 輸氣管道漏氣點的修理(1）管道腐爛 切除腐爛管段調(diào)換成新管段。調(diào)換長度應(yīng)大于腐爛管50厘米以上，不應(yīng)留有隱患。(2）鑄鐵管接口漏氣精鉛接口漏氣修理方法同上，水泥接口漏氣應(yīng)一律清除接口縫隙固化水泥澆灌精鉛，改為精鉛接口。(3）管內(nèi)修理法管道內(nèi)修法是國外一門新興技術(shù)，不僅成本低，而且又不影響市容和交通。對于繁忙的市區(qū)道路無條件掘路外修的管道，將取得良好

37、的經(jīng)濟效益和社會效益。第四節(jié)管道大修更新施工地下燃氣管道的大修、更新是將運行中的管道拆除調(diào)換成新管道。施工中必須保持向原 管道的用戶供氣，包含大量帶氣操作，因此比新敷設(shè)管道施工難度高，尤其是對安全技術(shù)的要求更為嚴格。一、管道大修更新項目的確定(1）管道使用期限超齡需要更新。據(jù)測定，埋設(shè)于土層中的地下管使用期限一般為： 鑄鐵管，60 年；鋼管：無絕緣層一20 年，有絕緣層一3040 年。(2）管齡雖然未到，但因地下土質(zhì)腐蝕性強，致使管壁大量穿孔，經(jīng)取樣檢查已無法局部修復(fù)的管段需要進行更新。(3）因管內(nèi)多處堵塞，經(jīng)局部修理無法解決，或因外界影響，管基移動、管道沉陷、承插口 松動，使管道失去原來坡度

38、，造成大面積的管內(nèi)積水、漏氣（地下水進入管內(nèi)），嚴重影響正常供氣，而需要糾正管道坡度，修理接口并作管基處理，使管道恢復(fù)到規(guī)定坡度。這稱為“整坡”施工。二、施工前準備大修更新工程除按照地下管施工的要求作好施工準備以外，還要考慮以下的內(nèi)容：(1）開掘樣洞，核對老管道的位置和新管道敷設(shè)位置。(2）根據(jù)設(shè)計圖紙，現(xiàn)場逐根核對支管，防止“有管無圖”或“有圖無管”。(3）按規(guī)定辦理“停氣降壓申請”和編寫停氣降壓施工方案。對需要穩(wěn)定壓力或無法停氣的特殊用戶，制定施工中維持用氣的施工方案。(4）原管位拆排的工程需要設(shè)長距離臨時管。應(yīng)根據(jù)用氣量要求，確定臨時管道的口徑和長度及臨時敷設(shè)的位置。(5）準備好帶氣操作

39、的有關(guān)機具、材料、防護器材。三、原管位拆排施工由于市區(qū)地下管線密集，管道大修更新多數(shù)埋設(shè)于老管道的位置。這稱之為 “原管位拆排”。其 關(guān)鍵是施工時確保用戶安全供氣。(1）按照設(shè)計要求敷設(shè)臨時旁通管，考慮節(jié)約 一般安裝于溝邊地面上，并與氣源干管和老支管 鑲接。鑲接位置應(yīng)考慮鑲接在支管不調(diào)換部位上，使老支管保持雙氣源。(2）在鑲接點切斷老支管，并在兩側(cè)用管蓋 封口，此時支管由旁通管供氣。切斷老支管要逐根分別進行，老干管需始終保持有燃氣，直至全部完成后，最后再切斷干管氣源。所以切斷支管時，兩側(cè)應(yīng)加封管蓋，以防地下水和泄漏的燃氣進入管道，引起中斷供氣和中毒。(3）拆除老管道，埋設(shè)新管道的操作要注意管深

40、，避免增加敷設(shè)聚水井。一般情況下，新敷設(shè)管道比老管道敷設(shè)得深。新管道敷設(shè)完成后單獨進行氣密性試驗，合格后應(yīng)先進行干管部位的鑲接，并排放管內(nèi)混合氣，輸入煤氣，在取樣合格后再逐根與老支管鑲接。有條件停氣的可先辦理停氣手續(xù)，切斷干管氣源，與旁通管鑲接，并臨時供氣，待舊管道調(diào)換新管道后，再次停氣切斷旁通管氣源；將支管逐根鑲接于新敷設(shè)管道上。這樣，原使用燃氣的用戶需要兩次臨時停氣，施工中必須很好協(xié)調(diào)。(4）拆除“旁通管”恢復(fù)供氣。(5）無條件拆除的廢支管，必須將其根部割斷（干管引出處），否則將成為 “盲腸管道”而造成地下隱患。四、整理坡度施工當管道基礎(chǔ)粘軟，在路面重車的影響下造成管道局部下沉，原有管道坡

41、度變化，使管道積水而堵塞，就必須進行管道坡度的整理，這又稱整坡施工。該項施工需運用大噸位牽引設(shè)備，將沉陷部位的管道吊至規(guī)定的坡度，并在管下部墊入柔性墊塊。對呈脆性的鑄鐵管牽引時必須同時完成接口的修理，防止施工期間發(fā)生管道漏水，管基處理牢固后方可拆除吊裝牽引設(shè)備。地下管網(wǎng)大修更新施工的基本特點是必須確保用戶供氣，這也是施工組織設(shè)計的基本原則。因此， 施工中包含著大量帶氣操作內(nèi)容，必須按有關(guān)工藝要求進行。又因用戶引入管已處于固定狀態(tài)，如果新敷設(shè)管道的深度和坡度處理不當，往往會多設(shè)水井。所以嚴格控制管道 ( 特別是干管埋設(shè)深度及坡度是重要工藝內(nèi)容。當被牽吊的管道恢復(fù)到規(guī)定的坡度后，應(yīng)緊接著把松動的接

42、口修復(fù)。精鉛接口松動后可按照規(guī)定的順序進行擊實操作，直至檢查不泄漏為止。對已松動的水泥接口一般應(yīng)改為精鉛接口。操作時先將第二道油繩和水泥全部拆除，保留第一道油繩 ( 或橡膠圈 ) 以阻擋管內(nèi)煤氣不致大量外泄，然后灌澆熱熔精鉛，擊實至合格為止。中壓管道的“整坡”施工必須將管內(nèi)降壓到低壓方可操作。五、地下管道漏水的防范1. 漏水的危害性道中輸送的燃氣壓力因大于大氣壓力而產(chǎn)生壓力差，一旦管壁或接口產(chǎn)生泄漏點，管內(nèi)燃氣即隨泄漏點逸出見圖5-7(a)。但敷設(shè)在地下水位較高地區(qū)的低壓管道，管外壁所承受的地下水壓往往超過管內(nèi)燃氣壓力（一般當管道埋深為1米左右，地下水位接近路面時對管壁產(chǎn)生水壓可達9800帕，而管內(nèi)低壓燃氣壓力僅為1470帕左右），當管道