管道穿越工程

guandao chuanyue gongcheng

管道穿越工程

pipeline under crossing

運輸管道採用水下或地下敷設方式通過河流、湖泊以及鐵路、公路等地段的管道線路工程。

早在公元1600年前後，中國四川就出現了穿越河流的竹制滷水管道。1888年美國曾使用浮筒浮運的方法敷設過水下管道。中國自1958年以來，在長江、黃河、黃浦江、嫩江、嘉陵江等主要河流中敷設了多種管徑的水下穿越管道。

管道穿越河流一般選擇在水流平緩、河床平直、地質穩定、兩岸有一定施工場地的地點。管道穿越河流時，如果管道裸敷在水下河床上，由於水流衝擊、河床沖刷、冰凌和河道變遷的影響而容易遭到破壞，在通航的河道還可能遭受船錨等機械損傷。如果管道在水下懸浮或局部懸空，水流不僅衝擊管道，還會因水流繞過管道而產生交變渦流，以一定周期的脈衝壓力作用在管道上，使管道在交變應力作用下產生振動和疲勞損壞。因此，管道通過河流必須防止水流引起的損害。

管道通過河流的工程措施主要有以下幾點。①挖溝埋設：水下穿越最常用的方法。挖溝的方法根據地質、岩性、河流特性等條件選擇，常用的是圍堰挖溝、大型開溝犁挖溝、鉸吸式或抓鬥式挖泥船挖溝、爆破成溝和水力沖溝等。隨著穿越工程的發展，各種挖泥船、水力沖溝機、大型開溝犁等施工機具和技術日臻完善。②頂管或水平定向鑽孔：在河床下部直接將管子頂過河底或用傾斜的鑽機採用定向鑽進的方法，掘成一個下彎的弧形圓孔將管道從中牽引過去。后一種方法多用於河床為均質粘土層的中小河流的管道穿越工程。③增加容重：為防止管道浮起，通常在穿越河流的管道外壁澆注連續的混凝土覆蓋層，或在複壁管環形空間內注入加重水泥漿。前者節省鋼材，後者施工時牽引力小。水下管道容重的確定，主要與穿越地點水流速度有關。④穩管：其方法有堆石壩、石籠；壓馬鞍型或半圓環型重力式混凝土錨定塊；用擴展腳機械式錨桿等穩管方法。在公元前200年的中國秦朝時期，在四川省修築大型水利工程時，就曾有用石籠築成堤壩防止水沖的做法。在中國長江上游的管道穿越工程中，對難以開溝的卵石河床，也曾採用石籠穩管。半圓環型重力式混凝土錨定塊穩管用於河灘、沼澤和水流平緩的地點。擴展腳機械式錨桿用於粘性土層河床。

管道穿越鐵路、公路可採用地下敷設方式，一般在路基下裝設水泥套管或鋼套管，管道在套管中穿過，以保證管道和鐵路、公路的安全。

輸氣、輸油等長輸管道在敷設過程中也必須埋設於地下，屬於地下管道的範疇。管道在山區埋設經常需要橫穿山區沖積性河流。山區河道坡降陡，洪水位高，洪枯變幅大，沖刷力強，水土流失嚴重，必須採取有效的工程措施保證管道的安全。具體擴展閱讀論文《長輸管道穿越山區沖積性河流治理措施研究》。