城市道路建設(shè)中現(xiàn)狀輸氣管道的保護(hù)

摘 要

摘要：分析了道路建設(shè)中橋梁、地面道路、電力、通信管線、排水箱涵的施工對(duì)輸氣管道的影響，提出了解決措施，對(duì)相關(guān)專業(yè)提出了設(shè)計(jì)建議。關(guān)鍵詞：道路施工；橋梁施工；箱涵施工；輸氣管道
摘要：分析了道路建設(shè)中橋梁、地面道路、電力、通信管線、排水箱涵的施工對(duì)輸氣管道的影響，提出了解決措施，對(duì)相關(guān)專業(yè)提出了設(shè)計(jì)建議。
關(guān)鍵詞：道路施工；橋梁施工；箱涵施工；輸氣管道；保護(hù)
Protection of Existing Gas Transmission Pipeline during Urban Road Construction
GONG Xun
Abstract：The influence of construction of bridge，ground road，electrical and communication pipelines and box culvert on gas transmission pipeline during road construction is analyzed，and the solution measures are put forward. The design suggestions are made for the relevant professions.
Key words：road construction；bridge construction；box culvert construction；gas transmission pipeline；protection
1 概述
    隨著城市的發(fā)展，市政道路不可避免地要與城市范圍內(nèi)的輸氣管道交叉。如何使道路建設(shè)對(duì)輸氣管道的影響降到最低程度，是我們需要考慮的問(wèn)題[1～3]。
   某長(zhǎng)距離輸氣管道，設(shè)計(jì)壓力為9.2MPa，管道材質(zhì)為X65，埋深(管底至地面)為2m左右。某城市道路(以下簡(jiǎn)稱A號(hào)路)全長(zhǎng)為15.5km，道路主線為城市快速路，主線設(shè)計(jì)車速為80km/h，道路大部分為橋梁、隧道形式，少部分為地面道路，道路全線有4個(gè)位置與輸氣管道的DN 600mm的支管平行或交叉。在A號(hào)路設(shè)計(jì)、施工中，我們妥善地解決了與輸氣管道相關(guān)的問(wèn)題。
2 設(shè)計(jì)原則及前期準(zhǔn)備
   此輸氣管道的用戶為電廠和城市門站，考慮到管道下游用戶情況，改遷協(xié)調(diào)難度大、成本高，A號(hào)路原則上通過(guò)調(diào)整道路主體設(shè)計(jì)、施工方案，對(duì)輸氣管道采取保護(hù)措施等方法，避免改遷管道。
    在A號(hào)路設(shè)計(jì)前，我們對(duì)道路沿線的管道做了物探。輸氣管道管理單位有其管道竣工資料，其中有詳細(xì)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、標(biāo)高等數(shù)據(jù)。但由于輸氣管道設(shè)計(jì)、施工一般采用國(guó)家坐標(biāo)系(如西安80坐標(biāo))，城市市政道路工程通常采用地方獨(dú)立坐標(biāo)，而通過(guò)軟件轉(zhuǎn)換坐標(biāo)有誤差，有時(shí)誤差還較大，因此設(shè)計(jì)前的管道物探必不可少。目前無(wú)論輸氣管道還是地方市政工程，高程均為56黃海高程，竣工資料的標(biāo)高可以作為參考。
3 橋梁對(duì)輸氣管道的影響與保護(hù)措施
    橋梁對(duì)輸氣管道的影響主要集中在橋梁樁基上。橋梁樁基與輸氣管道的間距是重要的技術(shù)參數(shù)。按照《石油天然氣管道保護(hù)條例》的要求，我們?cè)贏號(hào)路設(shè)計(jì)中原則上取水平凈距不小于5m。為此，部分橋梁在設(shè)計(jì)中采用門架式橋墩(見圖1)，圖1中的左幅橋?yàn)锳號(hào)路常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)形式，右幅橋?yàn)楸荛_輸氣管道，采用了門架式橋墩。
 

    A號(hào)路橋梁樁基采用鉆孔灌注樁，使用沖孔工藝成樁。沖孔施工方法振動(dòng)較大，且對(duì)樁基周圍土壤有一定擠土效應(yīng)。為減小樁基施工對(duì)輸氣管道的影響，在靠近輸氣管道的樁基施工前，我們?cè)跇杜c輸氣管道間先設(shè)置一道混凝土擋墻。在樁基施工時(shí)，離輸氣管道底部5m(約離地面7m)以上的樁基采用人工挖孔，以下的部分采用機(jī)械施工。
4 地面道路對(duì)輸氣管道的影響與保護(hù)措施
    A號(hào)路部分地面道路與輸氣管道相交，其對(duì)輸氣管道的影響主要集中在路基碾壓過(guò)程中。
    A號(hào)路為城市快速路，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高，路面結(jié)構(gòu)厚度約80cm，路基需要分層碾壓以滿足道路密實(shí)度要求?？紤]到輸氣管道設(shè)計(jì)壓力高，環(huán)向應(yīng)力大，為保證管道在道路施工及今后運(yùn)行中的安全，我們對(duì)A號(hào)路車行道下的輸氣管道采用管溝保護(hù)(見圖2，圖中尺寸單位為mm，以下同)。管溝內(nèi)壁與輸氣管道之間凈距不小于50cm，采用現(xiàn)澆施工，兩端伸出道路邊緣2m，并要求施工中盡量保留輸氣管道周圍的原土，避免破壞管道防腐層。
 

    此外，A號(hào)路由于改造地面道路，導(dǎo)致埋在道路下方的次高壓燃?xì)夤艿缆裆顪p小，這種情況我們也采取了同樣的管溝保護(hù)方式。
5 電纜對(duì)輸氣管道的影響與保護(hù)措施
    A號(hào)路有部分新建電力、通信管線與輸氣管道相交，考慮到雜散電流可能會(huì)對(duì)輸氣管道造成腐蝕，按照《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50251—2003中第4.3.12條第2款的規(guī)定，管道需要“采用相應(yīng)的最高絕緣等級(jí)”[4]。
    由于輸氣管道已通氣運(yùn)行，我們只能對(duì)電力及通信管線用鋼筋}昆凝土包封，作電氣屏蔽處理，避免雜散電流對(duì)輸氣管道造成腐蝕。
    我們將電纜溝與輸氣管道交叉點(diǎn)兩側(cè)各10m以內(nèi)部分改為埋管(電纜在套管內(nèi)穿過(guò))敷設(shè)，套管采用加厚玻璃鋼管并用鋼筋混凝土包封(現(xiàn)澆施工)，并對(duì)鋼筋網(wǎng)作電氣焊接連通，見圖3。通信管道原設(shè)計(jì)就采用埋管形式，故只在交叉位置前后各10m采用與電力電纜相同的鋼筋混凝土包封，并對(duì)鋼筋網(wǎng)作電氣焊接連通。
 

    為了便于施工及減小施工對(duì)輸氣管道的影響，我們將電力及電信管線埋設(shè)在輸氣管道上方，并按照規(guī)范要求，使電力、電信管線與輸氣管道垂直凈距不小于0.5m。
6 排水箱涵從輸氣管道下方穿過(guò)
    A號(hào)路有1處新建排水箱涵需要從輸氣管道下方穿過(guò)，箱涵斷面尺寸(寬×高)為4.0m×2.4m。
    箱涵采用現(xiàn)澆施工，需要先開挖基坑。按照原設(shè)計(jì)，基坑采用機(jī)械開挖，開挖深度約5m，放坡坡度為1:1，基坑頂面開挖寬度為15m。箱涵開挖后，輸氣管道懸空暴露，這對(duì)管道的安全帶來(lái)很大隱患。因此，我們調(diào)整了設(shè)計(jì)及施工方案。
    首先調(diào)整箱涵設(shè)計(jì)標(biāo)高，使箱涵與輸氣管道垂直凈距不小于50cm，垂直方向保證足夠的安全距離和操作空間。再調(diào)整箱涵伸縮縫位置，使輸氣管道位于一節(jié)箱涵的中間。
    箱涵分兩階段施工，見圖4、5。一階段時(shí)，先在輸氣管道兩側(cè)、箱涵伸縮縫處打鋼板樁。為加強(qiáng)鋼板樁整體剛度，再在鋼板樁背后橫向設(shè)兩根槽鋼。此外，在鋼板樁施工前，我們將鋼板樁施工位置的地面標(biāo)高降至與輸氣管道管底標(biāo)高相同，以減小鋼板樁施工產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)輸氣管道的影響。鋼板樁施工完成后，開挖一階段箱涵基坑，進(jìn)行一階段箱涵施工，完畢后，拔除鋼板樁。鋼板樁使得一階段基坑開挖時(shí)，輸氣管道周邊填土不散落、不坍塌。
   二階段箱涵基坑分兩級(jí)開挖。第一級(jí)開挖至箱涵頂，邊坡坡度為1:1，其間用人工挖出輸氣管道，將管道先用橡膠帶纏繞四周，再用細(xì)木條包裹，捆扎結(jié)實(shí)，以保護(hù)管道防腐層，避免暴曬。第二級(jí)從箱涵頂至底，開挖深度為3m，豎直開挖。先開挖側(cè)墻位置，用槽鋼橫向支撐在已經(jīng)完成的一階段箱涵側(cè)墻上。槽鋼長(zhǎng)度為13m，兩端各搭接1.5m。要求邊挖邊撐，挖夠一根槽鋼寬度，就立即進(jìn)行橫向支撐。
 

   考慮到輸氣管道設(shè)計(jì)壓力高，環(huán)向應(yīng)力大，為減小懸空引起的輸氣管道額外增加的應(yīng)力，二階段基坑開挖時(shí)，我們用工字鋼從輸氣管道下方穿過(guò)，兩端搭在已建好的一階段箱涵頂，支撐輸氣管道。
   在二階段箱涵施工完畢后，拆除用來(lái)支撐輸氣管道的工字鋼，拆除輸氣管道上纏繞的橡膠帶、細(xì)木條。填土?xí)r分層回填碾壓，密實(shí)度不小于93%，避免輸氣管道下方土壤沉降。
7 道路與輸氣管道截?cái)嚅y室的間距
   相對(duì)于輸氣管道，截?cái)嚅y室往往容易被忽視。截?cái)嚅y室通常有放空功能，若道路距離放空管過(guò)近，緊急情況下需要放空時(shí)，放空的天然氣就有可能被附近道路上行駛的車輛引燃，發(fā)生危險(xiǎn)。因此，在《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50183—2004中，對(duì)截?cái)嚅y室、放空管與道路的距離作了相對(duì)于輸氣管道更為嚴(yán)格的規(guī)定[5]。
    在GB 50183—2004表4.0.4中，閥室為五級(jí)天然氣廠站，放空管按照“可能攜帶可燃液體的火炬間距減少50%”來(lái)計(jì)算與道路的間距。A號(hào)路為城市市政道路，不屬于高速公路，管道截?cái)嚅y室、放空管與道路的距離應(yīng)按照該表中的“其他公路”計(jì)算。但考慮到A號(hào)路為城市快速路，道路主線車速快、車流量大，而匝道、輔道車速慢、車流量小。為安全起見，我們將道路主線按照該表中的“高速公路”考慮，匝道、輔道按照“其他公路”考慮來(lái)校核間距。即道路主線與截?cái)嚅y室、放空管的水平凈距分別為20m、40m，匝道、輔道的相應(yīng)水平凈距分別為10m、30m。
參考文獻(xiàn)：
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[4] GB 50251—2003，輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[5] GB 50183—2004，石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].
 
(本文作者：龔勛 深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司 廣東深圳 518029)