油气长输管道顶管穿越施工技术分析

油气长输管道顶管穿越施工技术分析

丁鹏月

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摘要：随着国内经济的发展，对油气资源的需求日益增加，国际形势的动荡也对油气资源的保障提出了更高的要求。油气资源的运输依赖于长输管道的建设。在中国，长输油气管道被视为连接国内外油气产区与内需地区，促进国内经济发展的重要战略基础设施。长距离顶管施工技术能够明显缩短施工工期，降低周边环境对施工的影响，从根本上提升施工质量和效率，为城市的现代化建设提供重要支撑。

关键词：油气长输管道；顶管穿越施工技术

引言

近年来，为提高城市发展质量，地方政府加大了对长输管道建设的投入，长输管道项目数量增多，规模扩大。由于长输管道工程量大，施工技术复杂，一旦施工开挖工程量大，将影响人们的生产生活。顶管技术作为一种非开挖技术，考虑到施工的安全性和方便性，受到了广泛的关注，并在许多长输管道工程中得到了应用，取得了显著的效果。

1.顶管施工的基本原理

顶管施工的基本原理是利用推力或拉力将管道推入地下或拉入地下。该方法避免了对地面交通和居民生活的干扰，缩短了施工周期。顶管施工还可以提高工程的安全性和可持续性，通过制定合理的顶管施工方案，可以保证管道的稳定性和可靠性，从而减少管道的维护和维修工作。此外，顶管法施工还可以提高工程的灵活性。在施工过程中，可以根据实际情况进行调整和改进，以满足不同的工程要求。因此，顶管法施工是一种高效且可持续的施工方法，适用于各种地形和环境条件[1]。

2.长距离顶管施工技术的功能优势

2.1降低对周边环境的影响

长距离顶管施工施工距离长，因此在施工过程中可以省去地表开挖的环节，从而减少对周围环境的影响，同时可以充分保证施工现场基础的稳定性，为周边居民的生活和道路运输提供安全保障。该技术具有应用时间短、工作量小的特点。长距离顶管技术在工程施工中的应用，可以明显节省人力物力，并且可以减少工程施工中对道路的影响，因此该技术在管道铺设中得到广泛应用。

2.2保护植被和基础设施

在工程建设中，应用长距离顶管施工技术可以有效地保护周围环境的植被和基础设施，应用地下工作井可以实现管道流向的动态控制，应用长距离顶管施工技术可以科学地控制施工面积。避免了传统大面积施工方式对周边植被和基础设施的不可控影响。因此，在长距离顶管技术施工中，可以忽略工程施工对周围植被的影响。

3.长距离顶管施工技术应用

3.1导向架安装

为了保证顶管机定位准确，推进平稳，安装了导向架。在安装导向架前，检查工作井底的水平度和牢固度，确保井底能够承受导向架和顶管机的重量。然后，根据顶管机的型号和施工要求，对导架的各个部件进行预组装，或者将预制好的导架部件直接运输到工作井中。组装完毕后，使用起重机将导向架小向架部件运至工作井。组装完毕后，使用起重机将导向架小心吊装至工作井内，放置在预定位置。

3.2顶管机的选择与操作

在长距离管道顶管施工中，顶管机的选择和操作是实现高效、准确施工的关键环节。顶管机作为施工的主要设备，选型必须根据工程的具体要求，包括管径、长度、土壤条件、预期施工难度等。对于直径小、土壤松软的工程，可选用轻型或中型顶管机;对于直径大、土壤复杂或固含量高的工程，需要重型顶管机。施工过程中，操作人员需根据实时的地下情况调整顶管机的推进速度和方向。在整个顶管施工过程中，还需紧密监控顶管机的运行状态和周围环境的变化，包括对推进力、土压、设备温度等关键参数的实时监控，以及对周边建筑物和地面沉降的监测。通过对这些数据的实时分析，操作人员可以及时调整施工策略，以确保施工的安全性和效率[2]。

3.3顶管施工

顶管施工前，应确保地面设备和材料准备齐全，包括施工用电、水、通道、排水和照明设备。井上和井下均应建立测控网络，并经主管批准。工作井内部布置包括后靠背、导轨、主顶气缸等，保证施工顺利进行。后墙的施工依靠顶推力计算结果和液压千斤顶布置，并采用钢筋混凝土结构，以确保强度和安全。施工过程包括土体清除、钢筋焊接绑扎、模板支护、混凝土浇筑等步骤。确保后背墙与周围结构牢固连接，以传递顶推反力。泥水系统和水压控制在顶管施工中也起着重要作用。泥浆系统负责传输被挖掘机挖出的渣土，还用于平衡地下水压。在有地下水的情况下，通过调节机内泥水循环系统和水压保持压力平衡，避免抽地下水。注浆量的计算和操作要求严格，以防止路面沉陷和结构损坏。

3.4灌浆顶管作业

泥浓式施工技术是长距离顶管施工的重要方式，但是在该技术施工作业后应该合理应用灌注浆技术处理和优化地基土层的物理性能，从而实现降低机械设备进管阻力的目的。施工人员应该在土层和管道之间的间隙位置填满灌注浆并形成一层性能良好的保护膜，确保土层在外力作用下体现出良好的支撑效果，同时也能够科学实现土层沉降的合理控制，为提升土层的稳定性奠定良好基础。在灌浆操作中应严格遵循注浆作业连续性的原则，确保整个灌注过程形成有效衔接。在设备顶进过程中，施工人员应首先进行灌浆操作，然而精准检查泥浆量，结合泥浆量合理开展泥浆补足措施。

3.5顶管纠偏

最后，顶管需要仔细校正，确保顶管完全符合设计要求，并能保持管道的稳定性和安全性。通过调整顶管的位置和角度，可以实现纠偏。有必要仔细测量和分析顶管的位置偏差，并采取适当的纠正措施，包括使用专业工具和设备调整顶管的位置，或在必要时增加支撑结构，以增加管道的稳定性。在进行顶管纠偏处理时，还需要密切关注管道的安全性，确保施工过程中不会对管道造成任何损坏或破坏。通过精确的纠偏处理，可以保证顶管施工的质量和效果，从而为项目的成功奠定坚实的基础[3]。

4.长输管道施工安全管理措施

4.1梳理施工风险项

长输油气管道施工前，施工单位需要审查施工方案，识别危害，评估施工风险，梳理施工中的风险因素和风险源，制定应对方案，开展应急演练，消除施工风险。长输油气管道的施工项目包括隧道穿越施工、焊接施工用电、山体陡坡施工和顶管贯通施工等。不同建设项目的风险源和事故类型存在较大差异。隧道穿越施工的风险源包括涌水、支护不及时、盲炮、围岩破碎、飞石等，事故类别为爆炸、坍塌、泥石流、火灾、窒息等。

4.2加强设备和原材料的管控

随着国内工程机械的发展，在油气长输管道施工中，挖掘机、支管架、定向钻井平台等被广泛应用，设备的安全管理已成为施工安全的一个重要方面。为了减少工程机械的使用风险，施工单位需要定期进行检修和维护，并在施工前检查设备的完整性，避免工程事故的发生。定期对员工进行培训，包括操作规范和流程、故障应急处理等，考核合格后才能上岗。施工企业为了保证原材料的质量，强化采购部门的职责，加强对采购流程的管理。公司要求原材料采购必须从知名的供应商购买，对出现产品质量不合格和交付不及时的客户，加入黑名单，限制与其的业务往来。同时，施工企业强化原材料的验收，对原材料的规格、质量进行严格管理，避免不合格原材料进入施工项目。

结束语

通过对顶管工程技术在长输管道建设中的应用分析，可以看出顶管工程技术在油气长输管道发展中的重要作用和应用前景。这项技术使施工过程更加高效，避免了拆卸管道的麻烦和风险，同时也减少了对环境的影响。

参考文献：

[1]鲜涛.油气管道顶管穿越河流风险评价技术研究[D].西南石油大学，2015.

[2]　毕海波，王京昊，李虎信，等．顶管穿越已建管线施工的风险分析以及预防控制措施［Ｊ］．石油化工建设，２０１９，４１（Ｓ１）：２８９－２９０．

[3]　崔　凯．非开挖技术在油气长输管线建设中的应用与实践［Ｊ］．化工设计通讯，２０１９，４５（３）：２３．