隧道下穿天然气管道施工技术分析

贾娜

在进行城市规划和设计时，要想提高区域内排水和防涝能力，就需要进行地下工程建设。在进行地下天然气管道施工时，会对周边环境产生一定影响。施工企业在对项目规划和设计时，需要从整体层面上制定合理规划，还需要从工艺角度出发，制定有效管理措施，才能提高项目建设质量和效率。因为在进行隧道开挖期间可能会引发地表沉降问题，会对天然气管道施工安全性产生一定影响。因此施工企业需要选择安全性更高的工艺技术，还需要对施工期间周边环境变化情况持续监测，在此基础上对现有施工内容适当调整，避免工程建设期间出现严重事故问题。

一、项目概况

本项目属于洛川隧道，施工风险为一级，施工区域位于延安市洛川县后子头乡。隧道工程建设期间穿越的范围比较广，而且各个施工段地理环境存在一定差异，进口位于黄土梁斜坡，坡面比较平缓，种植的植被以灌木为主，下方存在水渠。出口位于塬面，植被种植主要存在苹果树等内容，隧道上方黄土塬面比较完整，两侧存在冲沟。在进行隧道施工时，最大埋设深度为60米，属于单洞双线隧道项目，全程4140.43米。如图1所示，在这一项目下方穿越天然气管道，需要做好施工现场地质调查，选择地质雷达进行勘探，探测结果显示施工区域存在围岩和粘性黄土。其中的粘性黄土土质比较均匀，主要存在颗粒成分，但因为稳定性比较差，会对项目建设产生一定影响。在进行天然气管道埋设时，埋设深度为1.5米，管道全长482.5千米。施工企业在对管道防护时，在外层设置了防腐层，并采用了强制电流阴极保护方式。

图1 天然气管道过隧道顶部的横断面图

二、隧道下穿天然气管道施工技术应用措施

1.注意事项

施工企业根据现场情况选择合适施工工艺后，需要明确支护要求。采用超前支护形式，施工企业需要借助二衬台车设备进行相关作业。但因为台车设备支撑力有限，需要提高管棚扛弯能力，才能避免施工期间出现安全性事故问题。在进行实际建设时，借助钢筋笼提高钢管建设水平，可以通过增强管棚强度，满足这一环节建设要求。施工企业选择三台阶临时仰拱施工方法之后，需要做好开挖断面测量和控制。在进行循环架建设时，施工人员需要配合机械开挖作业情况，如果掌子面施工稳定性比较差，需要做好封闭处理。在进行开挖作业时，施工人员要采用掏槽作业形式，还需要对施工宽度严格控制。

2.施工方法

（1）选择合适技术

在进行本项目建设时，要严格按照管棚超前支护技术、三台阶临时仰拱法开挖作业方法、初期支护时要快速封闭成环、加强拱架纵向连接效果，以减少地表沉降，同时强化洞外地表情况观测、提高超前地质预报水平，以此来保障施工安全。DK198+170—DK198+115下穿段落施工，由原设计三台阶预留核心土方法调整为三台阶临时仰拱技术，拱部140°范围采用中108大管棚＋中42小导管建设形式。上、下台阶锁脚区域由原设计每处2根口42锁脚锚管增强为4根，单根长5m左右。取消中台阶锁脚锚管之后，每根设8根中89锁脚锚管，长度为5m。该段内要做好支护措施加强，全环设Ⅰ 25a工字钢，间距为0.6m，喷射混凝土全环时厚度控制在35cm，拱墙衬砌厚度60cm，仰拱厚度为70cm，超前支护采用中108大管棚＋中42小导管（DK198+166.6—DK198+126.6段40m）施工形式。在 DK198+166.6—170.8处设置管棚工作室。管棚环向间距设置为40cm，外插角度控制在3°左右。为提高管棚抗弯性能，在钢管内部设置钢筋笼，钢筋笼由4根主筋和固定环制作而成，施工人员要做好主筋直径控制，固定环采用短钢管建设形式。

（2）支护技术应用

在进行上台阶导坑周边支护处理时，施工人员可以先喷射混凝土再铺设钢筋网片等材料，将人工作业与机械作业形式密切配合。在进行锁脚锚管设置时，需要选择合适位置，还需要做好焊接处理。施工人员在进行开挖作业时，需要根据围岩地质情况，结合支护结构要求设置临时钢架。如果施工时存在特殊要求，需要设置临时支撑，还需要做好补强处理。在进行腰梁安装时，需要设置钢架，还需要做好焊接处理，根据现场围岩变化情况增加支撑结构，可以避免后期出现失稳问题。在进行施工技术选择时，施工企业需要做好支护参数测量和管理，还需要选择合适辅助措施，才能保证各项工艺在应用时，能够满足工程建设要求，并为天然气管道安全运行提供有效技术支撑。在进行支护处理时，施工企业需要严格遵循隧道建设原则，采用机械开挖方式，尽可能避免出现爆破作业。如果存在施工工序变化情况，施工企业需要采取有效措施，提高钢架基础应用稳固性。在现场进行导坑开挖作业时，需要做好台阶高度调整，还要保证临时支护和钢架能够牢固连接。在对纵向连接钢筋设置时，施工人员需要严格按照设计要求标准作业。在对临时钢架拆除时，要在支护作业完成之后，才能进行相应建设。

（3）管道保护处理

如图2所示，施工人员在进行初期支护时，首先要做好混凝土喷射处理，还需要提高砂浆锚杆建设水平，并做好型钢处理。如果需要设置双层钢筋网，需要与其他固定装置牢固连接。施工人员要严格按照设计要求做好锁脚锚管和槽钢连接处理。在进行超前小导管建设时，需要做好周边围岩加固处理并形成预支护体系，才能避免周边软弱围岩出现变形和倒塌问题。在进行二次衬砌作业时，施工人员需要根据管道支护方案开展管线探明和桩基施工处理，并且做好支墩建设。在对衍架加工和吊装处理时，施工人员需要根据管道建设长度，选择合适加工形式，并做好吊装前期检查。吊装处理期间施工人员需要对现场施工参数测量和平整处理，避免项目建设期间出现严重施工偏差问题。吊装处理期间施工企业需要做好所有人员安全交底和教育，避免施工期间出现事故问题。在进行沟槽开挖时，需要明确施工位置，还需要提高排水作业水平。在对吊架连接时，施工人员需要在管道外部包裹绝缘套管，对管道充分保护。施工人员要做好天然气管道建设期间封闭处理，如果发现管道存在沉降和位移情况，需要根据实际情况制定有效处理措施。在施工期间，施工人员还需要严格遵循项目建设要求，避免出现严重事故问题，同时施工人员需要做好管线保护和协调处理。在对衍架拆除时，施工人员需要严格按照项目建设程序标准作业，还需要做好管道防腐层检测和评价。

图2 锚扞布置示意图

3.加强施工环节管理

在进行工程建设时，要想对各项风险问题有效预防，施工企业需要做好数值模型构建，并对施工期间可能出现的沉降问题有效控制。在明确这一项目建设重点和难点之后，施工企业需要构建数据模型。因为天然气管道建设期间会受到多方面因素影响，且地下施工难度比较大，隧道施工会对天然气管道产生一定影响引发变形问题，地下水也会对工程建设产生影响。施工企业在构建数据模型时，需要做好施工期间地层位移计算和分析，还需要对天然气管道位移变形情况有效预测。在对隧道施工期间土体影响范围计算和控制时，施工企业需要提取土体和材料参数，并构建线弹性模型，对施工期间参数变化情况全方位展现。要想对工程建设期间沉降问题预防和控制，需要做好防水和排水建设。施工企业要严格遵循排水建设原则，还需要做好施工设计内容优化。如果管道建设期间已经出现了一定范围内的沉降问题，可以通过补偿注浆，并对注浆压力有效控制，将管道推回至正确施工位置。施工企业还需要做好隧道地基加固处理，并提高防水保湿施工水平。施工企业需要对各个环节建设情况实时关注，在使用地质雷达超前探测技术时，可以对可能出现的安全性事故问题提前预报，借助辅助措施为技术应用提供有效支持，可以在一定程度上提高项目建设质量和安全性。施工企业要做好建设行为监测和控制，促进项目健康发展。

4.加强风险防控

在进行城市规划和设计时，要想提高区域内排水和防涝能力，就需要进行地下工程建设。在进行地下天然气管道施工时，会对周边环境产生一定影响。施工企业在对项目规划和设计时，需要从整体层面上制定合理规划，还需要从工艺角度出发，制定有效管理措施，才能提高项目建设质量和效率。因为在进行隧道开挖期间可能会引发地表沉降问题，会对天然气管道施工安全性产生一定影响。因此施工企业需要选择安全性更高的工艺技术，还需要对施工期间周边环境变化情况持续监测，在此基础上对现有施工内容适当调整，避免工程建设期间出现严重事故问题。

5.技术应用保障措施

施工期间监控量测可以了解围岩稳定状态和支护、衬砌结构可靠程度，选择最佳施工时机，确保施工安全，提高结构长期应用稳定性。在隧道施工期间实时监测，提供及时、可靠的信息，并评定施工期间安全性，对可能发生的安全隐患或事故及时预报，以便采取有效措施，避免事故发生的同时引导施工，实现动态设计和施工的根本目的。隧道开挖期间如果拱顶下沉，会导致地表沉降，需要在天然气管道下方前后一定范围左右，对钢拱架施工间距有效调整。在初期支护内圈增设工字钢，可以提高拱圈刚性性能，避免拱顶区域出现围岩柔性变形问题。施工时如果发生事故，施工人员要迅速切断气源，封锁现场以及危险区域，迅速撤离现场设备并疏散人员。施工人员要设置警示标志，关停一切火源和电源，防止出现火花，并将易燃和易爆物品搬离现场，防止引发火灾和爆炸灾害。施工人员设置警戒线之后要划定安全区域，对现场和周边地区进行全面防护。在进行工程建设之前，企业还需要制定应急预案，一旦施工期间出现突发性问题，要立即启动预案对问题有效防控。

三、结语

综上所述。施工企业在对隧道下穿天然气管道项目监督和管理时，需要根据现场实际情况选择合适施工方法，还需要建立健全风险防控体系，要对工程建设期间可能出现的风险问题有效预防。施工企业要对市场上一些新型工艺技术以及管道材料重点关注，将其作用于项目建设中，确保最终建设效果能够符合预期设计要求。施工企业还需要根据不同环节建设特点，制定针对性工艺管理措施，才能保证各项技术应用效果能够得到充分发挥，为工程建设提供充足保障。