燃气管道穿、跨越工程施工

1、1 燃气管道穿越工程施工燃气管道穿越工程施工 2 燃气管道穿越铁路、公路、电车轨道、燃气管道穿越铁路、公路、电车轨道、 地裂带、城墙以及河流时，应使用钢管。地裂带、城墙以及河流时，应使用钢管。 穿、跨越管道可地下敷设，也可采用架空穿、跨越管道可地下敷设，也可采用架空 敷设，应根据当地条件及经济合理性而定。敷设，应根据当地条件及经济合理性而定。 当地上跨越时，必须有安全防护措施，以当地上跨越时，必须有安全防护措施，以 保证燃气管道安全运行。保证燃气管道安全运行。 3 埋地燃气管道穿越工程施工方法埋地燃气管道穿越工程施工方法 1.开挖施工法（挖槽埋管法）开挖施工法（挖槽埋管法） （1）施工工序）施

2、工工序 地面的准备工作；地面的准备工作； 使用挖沟机、反铲等设备或人工进行沟使用挖沟机、反铲等设备或人工进行沟 槽的开挖，包括排水和支撑；槽的开挖，包括排水和支撑； 敷设管线；敷设管线； 回填和夯（压）实，以及支撑的拆除；回填和夯（压）实，以及支撑的拆除； 路面的复原。路面的复原。 4 （2）优点）优点 施工简单、直接施工成本低施工简单、直接施工成本低，适用，适用 于在宽阔的地表、不存在任何障碍物于在宽阔的地表、不存在任何障碍物 （河流、街道、建筑物等）、施工不会（河流、街道、建筑物等）、施工不会 影响交通的条件下铺设地下管线。影响交通的条件下铺设地下管线。 5 （3）主要缺点）主要缺点 妨碍

3、交通（堵塞、中断或改道）；妨碍交通（堵塞、中断或改道）； 破坏环境（绿化带、公园和花园破坏环境（绿化带、公园和花园）；）； 影响市民生活和影响市民生活和单位的正常工作；单位的正常工作； 安全性差；安全性差； 综合施工成本高。综合施工成本高。 在市区，由于以上的原因，开挖施在市区，由于以上的原因，开挖施 工法越来越受到来自工法越来越受到来自政治、经济和环境政治、经济和环境 方面的压力和限制。方面的压力和限制。 6 2.不开挖技术不开挖技术 非开挖施工技术是指利用各种岩土钻掘的设备非开挖施工技术是指利用各种岩土钻掘的设备 和技术手段，在地表不开挖沟槽的条件下，铺设、和技术手段，在地表不开挖沟槽的条

4、件下，铺设、 更换各种地下管线的施工技术，国外叫做更换各种地下管线的施工技术，国外叫做tt技术技术 （trench less technology）。它与传统的挖槽铺管）。它与传统的挖槽铺管 的施工方法相比，具有不影响交通、环保、施工时的施工方法相比，具有不影响交通、环保、施工时 间短、成本低、应用广泛等许多特点。目前发达国间短、成本低、应用广泛等许多特点。目前发达国 家应用此技术铺设管线的已占到家应用此技术铺设管线的已占到7%-10%。 7 （1）主要优点）主要优点 可以避免开挖施工对居民正常生活的可以避免开挖施工对居民正常生活的 和不良影响。和不良影响。非开挖施工不会阻断交通，非开挖施工不

5、会阻断交通， 不影响商店、医院、学校和居民的正常不影响商店、医院、学校和居民的正常 生活和工作秩序；生活和工作秩序； 在开挖施工在开挖施工无法进行或不允许开挖施无法进行或不允许开挖施 工的场合工的场合（如穿越河流、湖泊、交通干（如穿越河流、湖泊、交通干 线、建筑物等），可用非开挖技术从其线、建筑物等），可用非开挖技术从其 下方穿越铺设，并可将管线设计在工程下方穿越铺设，并可将管线设计在工程 量最小的地点穿越；量最小的地点穿越； 8 现代非开挖技术可以现代非开挖技术可以高精度地控制地下高精度地控制地下 管线的铺设方向、埋深管线的铺设方向、埋深，并可使管线绕过，并可使管线绕过 地下障碍（如巨石和地

6、下构筑物）；地下障碍（如巨石和地下构筑物）； 有较好的经济效益和社会效益有较好的经济效益和社会效益。在可比。在可比 性相同的情况下，非开挖管线铺设、更换、性相同的情况下，非开挖管线铺设、更换、 修复的综合技术经济效益和社会效益均高修复的综合技术经济效益和社会效益均高 于开挖施工，管径越大、埋深越大时越明于开挖施工，管径越大、埋深越大时越明 显。显。 9 实践证明，在大多数情况下，尤其实践证明，在大多数情况下，尤其 是在是在繁华市区或管线的埋深较大繁华市区或管线的埋深较大时，非时，非 开挖施工是明挖施工很好的替代方法；开挖施工是明挖施工很好的替代方法； 在特殊情况下，例如穿越公路、铁路、在特殊情

7、况下，例如穿越公路、铁路、 河流、建筑物等，非开挖施工更是一种河流、建筑物等，非开挖施工更是一种 经济可行的施工方法。经济可行的施工方法。 10 （2）不开挖技术分类： 隧道法隧道法 基岩隧道基岩隧道 沉管隧道沉管隧道 顶管隧道顶管隧道 盾构隧道盾构隧道 定向钻定向钻 11 一、穿越道路与铁路施工一、穿越道路与铁路施工 （一）顶管法（一）顶管法 1.顶管施工的基本原理顶管施工的基本原理 运用液压传动产生巨大的顶进力向土壤内顶运用液压传动产生巨大的顶进力向土壤内顶 进套管（工具管）或顶管掘进机，再将燃气管道进套管（工具管）或顶管掘进机，再将燃气管道 安装在套管内。安装在套管内。 1）工作坑和接收

8、坑）工作坑和接收坑 顶管工作坑是安装所有顶进设备的场所，其顶管工作坑是安装所有顶进设备的场所，其 位置一般选择在顶管地段的下游最好是穿越管道位置一般选择在顶管地段的下游最好是穿越管道 的闸门井处。的闸门井处。 12 接收坑是接收掘接收坑是接收掘 进机的场所。进机的场所。 工作坑内应有足工作坑内应有足 够的工作面，其尺寸够的工作面，其尺寸 和深度取决于套管和深度取决于套管 （工具管）直径、每（工具管）直径、每 根管长、接口方式和根管长、接口方式和 顶进长度、顶进设备顶进长度、顶进设备 等因素。等因素。 13 2）顶力计算）顶力计算 顶管施工必须要保证有足够的顶力，才能克服管顶管施工必须要保证有足

9、够的顶力，才能克服管 子在子在顶进过程中土壤对管子产生的阻力顶进过程中土壤对管子产生的阻力。 阻力主要表现为阻力主要表现为管周围水平与垂直方向的土压力所管周围水平与垂直方向的土压力所 产生的阻力，管子前端挤压土壤所产生的阻力，以及产生的阻力，管子前端挤压土壤所产生的阻力，以及 管子自重所产生的阻力。管子自重所产生的阻力。 p=klf（2pv2ph+p0）ra 14 3）主要设备）主要设备 千斤顶千斤顶：应采用起重量大，顶杆长度长的电动油压式千：应采用起重量大，顶杆长度长的电动油压式千 斤顶。按顶力计算出的总顶力选用斤顶。按顶力计算出的总顶力选用1台或数台千斤顶。台或数台千斤顶。 顶管掘进机或工

10、具管顶管掘进机或工具管：取土和确保顶进方向的正确性。：取土和确保顶进方向的正确性。 卷扬机：下管及水平、垂直运土用各卷扬机：下管及水平、垂直运土用各1台。台。 主顶装置主顶装置：包括主顶油缸、油泵、操作台、油管及动力：包括主顶油缸、油泵、操作台、油管及动力 设备。设备。 导轨导轨：保证推进管有稳定的导向。：保证推进管有稳定的导向。 顶铁顶铁：是传递千斤顶顶力的工具，应配备成套，可用工：是传递千斤顶顶力的工具，应配备成套，可用工 字钢或钢管。字钢或钢管。 变压器：变压器：2432v、500l000w l台，用于低压照明。台，用于低压照明。 15 2.顶管施工的流程顶管施工的流程 16 3.顶管施

11、工的方法顶管施工的方法 普通顶管法（人工掘进顶管法）普通顶管法（人工掘进顶管法） 燃气管道采用顶管施工法是向土体内顶燃气管道采用顶管施工法是向土体内顶 进套管，顶进时由进套管，顶进时由人工人工在套管前方掘土，然在套管前方掘土，然 后在套管内安装燃气管道。顶进管道管内出后在套管内安装燃气管道。顶进管道管内出 土应严格按照土应严格按照“先挖后顶先挖后顶”的顺序操作的顺序操作 。 先挖工作坑，将管子放到工作坑内千斤先挖工作坑，将管子放到工作坑内千斤 顶的前面，人在管道的最前端挖土，为管子顶的前面，人在管道的最前端挖土，为管子 开路，挖出的土从管内运至管外，再吊到地开路，挖出的土从管内运至管外，再吊到

12、地 面运走，挖一段后，摇动千斤顶顶管。面运走，挖一段后，摇动千斤顶顶管。 17 机械掘进顶管机械掘进顶管 在被顶进的管道前端安装上机械钻进的在被顶进的管道前端安装上机械钻进的 掘土设备，掘土设备，配置挖土和皮带运土机械以代替配置挖土和皮带运土机械以代替 人工挖运土人工挖运土，当管前方土体被掘削成一定深，当管前方土体被掘削成一定深 度的孔洞时，利用顶管设施，将连接在钻机度的孔洞时，利用顶管设施，将连接在钻机 后部的管子顶入孔洞。后部的管子顶入孔洞。 机械钻进的顶管设备有两种安装形式：机械钻进的顶管设备有两种安装形式： 套筒式安装套筒式安装 装配式安装装配式安装 18 机械掘进顶管施工机械掘进顶管

13、施工 法可降低劳动强度，法可降低劳动强度， 加速施工进度，对粘加速施工进度，对粘 土、砂土及淤泥等土土、砂土及淤泥等土 层均可顺利进行顶管。层均可顺利进行顶管。 但运土与掘进速度不但运土与掘进速度不 易同步，出土较慢。易同步，出土较慢。 遇到含水土层或岩石遇到含水土层或岩石 地层时因无法更换机地层时因无法更换机 头，所以不能使用。头，所以不能使用。 19 水力掘进顶管水力掘进顶管 原理是用原理是用高压水泵高压水泵 将水加压，经过管道与将水加压，经过管道与 高压水枪连接，通过高高压水枪连接，通过高 压水枪将管道前端土壤压水枪将管道前端土壤 冲成泥浆，然后由吸泥冲成泥浆，然后由吸泥 泵通过管道将泥

14、浆排出泵通过管道将泥浆排出 管外。管外。 一般局限于穿越一般局限于穿越 河流或野外顶管施工，河流或野外顶管施工， 在土质疏松、水源充足在土质疏松、水源充足 的条件下使用。的条件下使用。 20 挤密土层顶管挤密土层顶管 挤密土层顶管是利用千斤卷扬机等设挤密土层顶管是利用千斤卷扬机等设 备将燃气管道直接挤压进土层内备将燃气管道直接挤压进土层内 ，顶进，顶进 时，第一节管前端安装管尖，以减少顶时，第一节管前端安装管尖，以减少顶 进阻力，利于挤密土层。进阻力，利于挤密土层。 挤密土层顶管法适宜在挤密土层顶管法适宜在较潮湿的粘较潮湿的粘 土或砂质粘土中土或砂质粘土中顶进。顶进的最大管径顶进。顶进的最大管

15、径 不宜超过不宜超过150mm。顶进过程中应采取措。顶进过程中应采取措 施保护防腐绝缘层施保护防腐绝缘层 21 切刀掘削流体输送顶管切刀掘削流体输送顶管 用水加压或机械加压使掘削面上层保用水加压或机械加压使掘削面上层保 持稳定，同时旋转切削刀掘进，掘出的土持稳定，同时旋转切削刀掘进，掘出的土 物则采用流体输送装置排出，掘削、排泥物则采用流体输送装置排出，掘削、排泥 和顶管同时进行。和顶管同时进行。 切刀掘削流体输送顶管法的特点是适切刀掘削流体输送顶管法的特点是适 用于各种不同的地质条件，只需较小的工用于各种不同的地质条件，只需较小的工 作坑。作坑。 22 23 4.顶管施工的优点顶管施工的优点

16、 开挖部分仅仅只有工作坑和接收坑，而开挖部分仅仅只有工作坑和接收坑，而 且安全、对交通影响小；且安全、对交通影响小； 在管道顶进过程中，只挖去管道断面部在管道顶进过程中，只挖去管道断面部 分的土，挖土量少；分的土，挖土量少； 作业人员少，工期短；作业人员少，工期短； 建设公害少、文明施工程度高；建设公害少、文明施工程度高； 在覆土深度大的情况下，施工成本低。在覆土深度大的情况下，施工成本低。 24 5.不足之处不足之处 曲率半径小而且多种曲线组合在一起曲率半径小而且多种曲线组合在一起 时，施工就非常困难；时，施工就非常困难； 在软土层中容易发生偏差，而且纠正在软土层中容易发生偏差，而且纠正 这

17、种偏差又比较困难，管道容易产生不这种偏差又比较困难，管道容易产生不 均匀下沉；均匀下沉； 推进过程中如果遇到障碍物时处理这推进过程中如果遇到障碍物时处理这 些障碍物则非常困难；些障碍物则非常困难； 在覆土浅的条件下显得不很经济。在覆土浅的条件下显得不很经济。 25 （二）涵洞内施工（二）涵洞内施工 当燃气管道穿越铁路干线处，路基下已经作好涵洞，当燃气管道穿越铁路干线处，路基下已经作好涵洞， 施工时将涵洞两侧挖开，在涵洞内安装。涵洞两侧设检查井，施工时将涵洞两侧挖开，在涵洞内安装。涵洞两侧设检查井， 均安装阀门，安装完毕后，按设计要求将挖开的涵洞口封住。均安装阀门，安装完毕后，按设计要求将挖开的

18、涵洞口封住。 （三）开挖管沟施工（三）开挖管沟施工 燃气管道穿越城市非主要街道时，在交通部门的同意燃气管道穿越城市非主要街道时，在交通部门的同意 下，可开槽施工。为了不影响交通，可先挖道路的一半，挖下，可开槽施工。为了不影响交通，可先挖道路的一半，挖 完后铺厚钢板方便车辆行驶，再挖另一半道路。也可组织夜完后铺厚钢板方便车辆行驶，再挖另一半道路。也可组织夜 间施工，施工期间必须作好安全防护措施，防止车辆及行人间施工，施工期间必须作好安全防护措施，防止车辆及行人 跌入沟内。跌入沟内。 当燃气管道埋设深度较深时，按设计规定，可直接敷设当燃气管道埋设深度较深时，按设计规定，可直接敷设 在土壤中。在土壤

19、中。 26 二、穿越河流施工二、穿越河流施工 管道穿越河流的方法很多，方法的选择决定于管道穿越河流的方法很多，方法的选择决定于 管径、地方条件、河流宽度与深度、河底形状、水流管径、地方条件、河流宽度与深度、河底形状、水流 速度，河床两岸的斜度及高度、岸边地上及地下的构速度，河床两岸的斜度及高度、岸边地上及地下的构 筑物等。筑物等。 水位较低，流速较慢、土质较好、允许封航的中水位较低，流速较慢、土质较好、允许封航的中 小型河流，宜用围堰法；小型河流，宜用围堰法； 水位较高、流速较快，没有条件封航的中小型河水位较高、流速较快，没有条件封航的中小型河 流，可采用沉管法施工（隧道法的一种）；流，可采用

20、沉管法施工（隧道法的一种）； 大型河流，没有条件封航的中型河流，可采用隧大型河流，没有条件封航的中型河流，可采用隧 道法（基岩、顶管、盾构）和定向钻。道法（基岩、顶管、盾构）和定向钻。 27 在待穿越水下管道的两侧，堆筑在待穿越水下管道的两侧，堆筑临时堤坝临时堤坝，阻，阻 挡水流并排除堤坝间的积水，然后开挖沟槽，敷设挡水流并排除堤坝间的积水，然后开挖沟槽，敷设 管道，回填土施工完毕后将围堰拆除。这种方法施管道，回填土施工完毕后将围堰拆除。这种方法施 工简单，需要设备少，但必须在工简单，需要设备少，但必须在断航断航的条件下施工。的条件下施工。 28 先将河流的一半用围堰围住，用水泵排除围堰内的河

21、水，先将河流的一半用围堰围住，用水泵排除围堰内的河水， 然后挖沟，敷设管道，再将河中的管口用堵板焊住，以防泥水然后挖沟，敷设管道，再将河中的管口用堵板焊住，以防泥水 进入管内。施工中会有水渗入应用水泵排出。安装完后，拆除进入管内。施工中会有水渗入应用水泵排出。安装完后，拆除 围堰。用相同的方法将剩下的一半作围堰，挖管沟，将己施工围堰。用相同的方法将剩下的一半作围堰，挖管沟，将己施工 管道堵板割去与后安装的管道连接起来，以后回填管沟，拆除管道堵板割去与后安装的管道连接起来，以后回填管沟，拆除 围堰，为了减少河水冲刷，围堰迎流水方向的堰体应平缓，围围堰，为了减少河水冲刷，围堰迎流水方向的堰体应平缓

22、，围 堰高度应保证在施工期间河水的最高水位不至淹没堰顶。堰高度应保证在施工期间河水的最高水位不至淹没堰顶。 29 围堰的种类较多，常用的有土围堰、草土混合围堰的种类较多，常用的有土围堰、草土混合 堰、水排（钢管或槽钢）桩围堰和草麻袋围堰等。堰、水排（钢管或槽钢）桩围堰和草麻袋围堰等。 各种河底围堰示意图各种河底围堰示意图 1-石块竹笼；石块竹笼；2-粘上草包粘上草包 防冲层；防冲层；3-粘土草包护层；粘土草包护层； 9-砂质粘土；砂质粘土；5-石块护脚；石块护脚； 6-钢板；钢板；7-槽钢桩；槽钢桩；8-土质土质 堰体；堰体；9-满布铅丝绳；满布铅丝绳；10- 敷设管道；敷设管道；11-草（麻

23、）包草（麻）包 粘性土；粘性土；12-敷设管道；敷设管道； 13-散草；散草；19-捆草；捆草；15-粘粘 性土壤性土壤 30 西气东输16标段芝河穿越 31 （二）浮运施工法（二）浮运施工法 1.1.水下管沟的机械开挖水下管沟的机械开挖 (1)(1)拉铲式和抓斗式开挖拉铲式和抓斗式开挖 挖土机主要用以挖掘岸边的水下管沟。挖土机有挖土机主要用以挖掘岸边的水下管沟。挖土机有 可更换的工具。同一台挖土机可以用正铲或反铲、拉可更换的工具。同一台挖土机可以用正铲或反铲、拉 铲或抓斗挖土。在挖河床水下沟槽时，挖土机可以装铲或抓斗挖土。在挖河床水下沟槽时，挖土机可以装 在沿沟槽线路上用钢丝绳及绞车移动的平

24、底船或其他在沿沟槽线路上用钢丝绳及绞车移动的平底船或其他 船上。船上。 32 抓斗挖土抓斗挖土是用抓土的是用抓土的 斗子，斗子用钢丝绳下斗子，斗子用钢丝绳下 到地面后，用装有刀片到地面后，用装有刀片 并由专用传动装置带动并由专用传动装置带动 的特制开闭式斗子抓土。的特制开闭式斗子抓土。 斗子合闭，并用钢丝绳斗子合闭，并用钢丝绳 吊至堆土的上方，把土吊至堆土的上方，把土 卸下。卸下。 33 (2)索铲开挖索铲开挖 铲土的铲子用钢铲土的铲子用钢 制成，有多种规格，制成，有多种规格， 下部有齿状铲刀，但下部有齿状铲刀，但 没有底。用此法开挖没有底。用此法开挖 沟槽，其底部呈弧形，沟槽，其底部呈弧形，

25、 无法保持平整。无法保持平整。 34 (3)架式铲土机架式铲土机 当挖出的土需要当挖出的土需要 在旁边堆成土堤时，在旁边堆成土堤时， 或者挖出的土根据工或者挖出的土根据工 作条件的要求要用铲作条件的要求要用铲 土机的铲子升到一定土机的铲子升到一定 高度时，使用架式铲高度时，使用架式铲 土机最为方便。土机最为方便。 35 (4)水力冲击器水力冲击器 水力冲击器用长软水力冲击器用长软 管接在泵上，橡胶管管接在泵上，橡胶管 末端装有带锥形喷水末端装有带锥形喷水 嘴的普通水枪。水力嘴的普通水枪。水力 冲击器由高压离心泵冲击器由高压离心泵 供水，水下的土被喷供水，水下的土被喷 水嘴以高速喷出的水水嘴以高

26、速喷出的水 柱冲开，由潜水员控柱冲开，由潜水员控 制 向 需 要 的 方 向 冲制 向 需 要 的 方 向 冲 土。土。 36 (5)水力吸泥器或空气吸泥器水力吸泥器或空气吸泥器 利用高压水或压缩空气通利用高压水或压缩空气通 过喷嘴，在混合室内造成负压过喷嘴，在混合室内造成负压 产生吸力，当泥浆吸口向土表产生吸力，当泥浆吸口向土表 面靠近时，进入吸泥器内的水面靠近时，进入吸泥器内的水 便带入泥砂，使管沟的泥砂同便带入泥砂，使管沟的泥砂同 水一起排走。这种方式适用于水一起排走。这种方式适用于 砂性土壤。对于粘土或较坚硬砂性土壤。对于粘土或较坚硬 的土壤，要先用水力冲击器把的土壤，要先用水力冲击器

27、把 土冲松，先碎土，再吸泥，也土冲松，先碎土，再吸泥，也 能达到较好的效果。能达到较好的效果。 37 (6)挖泥船挖泥船 根据土质选择不同类根据土质选择不同类 型的挖泥船。常用的挖泥船型的挖泥船。常用的挖泥船 为装有泥浆泵的吸扬式挖泥为装有泥浆泵的吸扬式挖泥 船。抓斗式挖泥船和轮斗式船。抓斗式挖泥船和轮斗式 挖泥船。挖泥船。 (7)水下爆破（钻爆法）水下爆破（钻爆法） 适用于河底遇礁石，适用于河底遇礁石， 基岩河床或其他坚硬地层。基岩河床或其他坚硬地层。 水下爆破有裸露药包爆破水下爆破有裸露药包爆破 法和钻眼爆破法。法和钻眼爆破法。 38 2.水下管道敷设水下管道敷设 (1)河底拖运敷设河底拖

28、运敷设 当密封的管道自重大于水的浮力时，将自然下沉当密封的管道自重大于水的浮力时，将自然下沉 至河底。先将管道在岸边组对焊接并防腐，按规定至河底。先将管道在岸边组对焊接并防腐，按规定 检验合格后的管道沿管沟底从一个岸边拖到另一个检验合格后的管道沿管沟底从一个岸边拖到另一个 岸边。将对岸钢丝绳的一头栓在管道的首端，另一岸边。将对岸钢丝绳的一头栓在管道的首端，另一 头由对岸拖拉机或卷扬机拉拽。用此法将管道沿管头由对岸拖拉机或卷扬机拉拽。用此法将管道沿管 沟底拖过，为了减少牵引力，在管端焊上堵板，以沟底拖过，为了减少牵引力，在管端焊上堵板，以 防河水进入管内。防河水进入管内。 39 在拖拉时以及用其

29、他方法在水下管沟铺在拖拉时以及用其他方法在水下管沟铺 设管道时，为了防止损坏防腐层，在管子四设管道时，为了防止损坏防腐层，在管子四 周防腐层上包以木条包扎层，木条用铁丝扎周防腐层上包以木条包扎层，木条用铁丝扎 紧，在拖拉过程中，必须防止燃气管道过份紧，在拖拉过程中，必须防止燃气管道过份 弯曲，以保护管道与防腐层。弯曲，以保护管道与防腐层。 40 (2)浮运下管法浮运下管法 为了减少水下焊接，应在岸上将管子组对焊接成整体，并为了减少水下焊接，应在岸上将管子组对焊接成整体，并 作好防腐层，如需要分段浮运时，应尽量加长浮运管段的长作好防腐层，如需要分段浮运时，应尽量加长浮运管段的长 度。管段的浮运可

30、用拖拉加浮船的方法，即把管段放在浮船度。管段的浮运可用拖拉加浮船的方法，即把管段放在浮船 上，然后用设在对岸的卷扬机或拖拉机将管段拖至水下沟槽上，然后用设在对岸的卷扬机或拖拉机将管段拖至水下沟槽 的上方。如图所示。的上方。如图所示。 41 在水下焊接管子可用潜水井。潜水井用钢板制成，下部方在水下焊接管子可用潜水井。潜水井用钢板制成，下部方 形箱与上部方形箱用法兰连接，并用橡胶垫密封，在井的两侧形箱与上部方形箱用法兰连接，并用橡胶垫密封，在井的两侧 上、下箱均有半圆孔作为管道通过之用。管端各经一孔进入井上、下箱均有半圆孔作为管道通过之用。管端各经一孔进入井 内。侧孔的边缘装有锥形接头，在装井时，

31、边缘四周包着管子，内。侧孔的边缘装有锥形接头，在装井时，边缘四周包着管子， 并在管子与锥体接头之间塞填料，防止河水渗入井内。在井的并在管子与锥体接头之间塞填料，防止河水渗入井内。在井的 上部开一直径上部开一直径700800mm的圆孔，焊上同样直径的管子。的圆孔，焊上同样直径的管子。 42 (3)冰上下管法冰上下管法 铺设水下管道时需停止航行，挖河底的土方工程，需要驳铺设水下管道时需停止航行，挖河底的土方工程，需要驳 船、汽艇、平底船等浮运工具。当水流很急时，工作困难，因船、汽艇、平底船等浮运工具。当水流很急时，工作困难，因 为敷设管子时，水流可能将管子冲出沟外。在严寒地区，冬季为敷设管子时，水

32、流可能将管子冲出沟外。在严寒地区，冬季 河水从结冰后到解冻之前，利用冰层进行上方工程、管道预制、河水从结冰后到解冻之前，利用冰层进行上方工程、管道预制、 下管及铺设管道，上述的困难就不存在了。下管及铺设管道，上述的困难就不存在了。 1)冰下挖管沟冰下挖管沟 2)冰上组对焊接冰上组对焊接 将已作防腐层的管道沿管沟旁的冰上布管，将已作防腐层的管道沿管沟旁的冰上布管， 用焊管台或方木垫起，组对焊接全部焊缝经射线探伤合格后用焊管台或方木垫起，组对焊接全部焊缝经射线探伤合格后,再再 进行强度与严密性试验，合格后将焊口处作防腐层。进行强度与严密性试验，合格后将焊口处作防腐层。 3)冰上往水下管沟下管冰上往

33、水下管沟下管 水下管沟挖好后，潜水员进行检查，水下管沟挖好后，潜水员进行检查， 沟底堵塞与不平的地方用水力冲击器消除。沟底堵塞与不平的地方用水力冲击器消除。 43 4 4）水下穿越管段的稳定）水下穿越管段的稳定 水下管道与陆上管道不同，二者铺设环境水下管道与陆上管道不同，二者铺设环境 不一样，水下管道多了一个不一样，水下管道多了一个水流影响因素水流影响因素。水水 流不仅对管道产主各种作用力（如浮力、动水流不仅对管道产主各种作用力（如浮力、动水 上抬力、水平推力以及对称绕流对悬空管道引上抬力、水平推力以及对称绕流对悬空管道引 起的振动等），而且对于敷设管道的河床边会起的振动等），而且对于敷设管道

34、的河床边会 引起冲刷，冲刷剧烈的会危及管道安全。引起冲刷，冲刷剧烈的会危及管道安全。因此，因此， 人们为了确保管道的安全，围绕着如何避免或人们为了确保管道的安全，围绕着如何避免或 克服水流作用的问题，产生并发展了各种技术，克服水流作用的问题，产生并发展了各种技术， 其中就包括了各种稳管方法。其中就包括了各种稳管方法。 44 常用的稳管形式有：混凝土（或铸铁）平衡重；重混常用的稳管形式有：混凝土（或铸铁）平衡重；重混 凝土连续覆盖层；复壁管注水泥浆；石笼；管段下游凝土连续覆盖层；复壁管注水泥浆；石笼；管段下游 打挡桩；粗化河床等。打挡桩；粗化河床等。每一种稳管方法部有一定的使每一种稳管方法部有一

35、定的使 用条件和优缺点。选用时，应按具体河水的流速、河用条件和优缺点。选用时，应按具体河水的流速、河 床地质构成、管径、施工力量等因素择优考虑。床地质构成、管径、施工力量等因素择优考虑。 1)加平衡重稳管加平衡重稳管 平衡重是用特别的加重块（压块）盖压在管道上，平衡重是用特别的加重块（压块）盖压在管道上， 增加管道在水下的重量，以保持管道在水下的稳定。增加管道在水下的重量，以保持管道在水下的稳定。 一般要求压块应有较好的稳定性，并且施工制作和安一般要求压块应有较好的稳定性，并且施工制作和安 装方便、经济。装方便、经济。 45 常见的压块型式有常见的压块型式有铰链铰链 式和马鞍式式和马鞍式两种。

36、两种。 铰链式压块易在管道上铰链式压块易在管道上 保持其稳定位置，水下保持其稳定位置，水下 安装时可以张开，安装安装时可以张开，安装 比较方便，但在加工制比较方便，但在加工制 作和组装上比较麻烦，作和组装上比较麻烦， 成本也较高。马鞍型式成本也较高。马鞍型式 压块制作简单，但稳定压块制作简单，但稳定 性较差。性较差。 46 2)重连续覆盖层稳管重连续覆盖层稳管 此方法是在穿越管段外表面包上钢丝网作成加强筋，配以此方法是在穿越管段外表面包上钢丝网作成加强筋，配以 混凝土防护加重层，以保持管道在水下的稳定性。混凝土防护加重层，以保持管道在水下的稳定性。 3)复壁管注水泥浆稳管复壁管注水泥浆稳管 为

37、了克服平衡稳管的缺点，我国近年来在穿越河流工程中为了克服平衡稳管的缺点，我国近年来在穿越河流工程中 广泛采用了复壁管的管身结构。这种结构是在工作管外套一较广泛采用了复壁管的管身结构。这种结构是在工作管外套一较 大口径的钢管，在两管之间的环形空间灌注水泥浆，以增加管大口径的钢管，在两管之间的环形空间灌注水泥浆，以增加管 体重量。体重量。 4)石笼稳管石笼稳管 石笼是由骨架（直径石笼是由骨架（直径68mm的钢筋）和镀锌铁丝纺织成的的钢筋）和镀锌铁丝纺织成的 笼子，内装石块、卵石等。笼子，内装石块、卵石等。 47 5)管线下游打桩稳管管线下游打桩稳管 当管线的单位长度重量仅能保证管子不浮动，而不能保

38、证当管线的单位长度重量仅能保证管子不浮动，而不能保证 管线水平不移动时，可采用打桩稳管法。它可防止管线水平位管线水平不移动时，可采用打桩稳管法。它可防止管线水平位 移或产生过大的弯曲应力。移或产生过大的弯曲应力。 48 6)粗化河床稳管粗化河床稳管 这是用气举法沉石以置换砂粒，粗化河床，使河床这是用气举法沉石以置换砂粒，粗化河床，使河床 不易被冲刷，从而保证管线稳定的方法。不易被冲刷，从而保证管线稳定的方法。 7)打防浮桩打防浮桩 当管顶填土不能满足最小厚度时，则需采取防浮措当管顶填土不能满足最小厚度时，则需采取防浮措 施。防浮措施可采取每隔一定距离打一组混凝土方桩施。防浮措施可采取每隔一定距

39、离打一组混凝土方桩 或槽钢。防浮桩的间距和桩长应根据不同管径钢管的或槽钢。防浮桩的间距和桩长应根据不同管径钢管的 浮力和桩的材料以及土壤对桩的摩擦系数通过计算来浮力和桩的材料以及土壤对桩的摩擦系数通过计算来 确定。确定。 49 大开挖法的特点（水底沟埋敷设）大开挖法的特点（水底沟埋敷设） 挖沟方式挖沟方式：水力冲吸气举、挖泥船挖沟、爆破等。水力冲吸气举、挖泥船挖沟、爆破等。 稳管方式稳管方式：采用采用加平衡重稳管加平衡重稳管、重连续覆盖层稳管重连续覆盖层稳管、 复壁管注水泥浆稳管、复壁管注水泥浆稳管、石笼稳管、石笼稳管、粗化河床稳管、粗化河床稳管、打打 桩稳管、桩稳管、打防浮桩打防浮桩等。等。

40、 适宜河床适宜河床：河床土壤松软（机械或人工开挖），水流：河床土壤松软（机械或人工开挖），水流 速度小、回淤量小，以及卵石层和土壤硬实的河床速度小、回淤量小，以及卵石层和土壤硬实的河床 （爆破法）（爆破法） 优点优点：用于可停航河段，适用河床范围较广，可以进：用于可停航河段，适用河床范围较广，可以进 行电缆、光缆等设施的同沟敷设，施工工艺简单。行电缆、光缆等设施的同沟敷设，施工工艺简单。 50 缺点缺点：工期长，施工受气候等条件限制，对河道工期长，施工受气候等条件限制，对河道 航运和渔业等其它部门影响大，对河道有破坏，航运和渔业等其它部门影响大，对河道有破坏， 破坏生态环境，会开挖河堤造成安全

41、隐患，不能破坏生态环境，会开挖河堤造成安全隐患，不能 确定保护结构（外防腐层）的安全可靠性和长期确定保护结构（外防腐层）的安全可靠性和长期 使用寿命（即敷设后的管道受河流流动及船支航使用寿命（即敷设后的管道受河流流动及船支航 行抛锚等影响），水下作业牵涉部门多，受干扰行抛锚等影响），水下作业牵涉部门多，受干扰 大，各项赔偿费用高。穿越河流主槽不易达到设大，各项赔偿费用高。穿越河流主槽不易达到设 计深度。计深度。 51 （三）隧道施工（三）隧道施工 在穿越水流急、宽度大、航运繁忙的江河时，可采用在穿越水流急、宽度大、航运繁忙的江河时，可采用 隧道施工法，因为隧道施工（除了沉管法外）可避免与河隧道

42、施工法，因为隧道施工（除了沉管法外）可避免与河 流直接接触，施工不受航运干扰。流直接接触，施工不受航运干扰。 52 1.沉管隧道 该方法是在隧址以外的船台上或临时干坞内制造该方法是在隧址以外的船台上或临时干坞内制造 隧道管段，同时在隧址处预先按设计要求挖好一个水隧道管段，同时在隧址处预先按设计要求挖好一个水 底基槽，待管段水面定位后，充水沉管就位，再将各底基槽，待管段水面定位后，充水沉管就位，再将各 管节连接起来，并进行密封形成隧道。管节连接起来，并进行密封形成隧道。 优点优点：对地址水文条件适宜性较强，可浅埋，防水性：对地址水文条件适宜性较强，可浅埋，防水性 较好，大型隧道每米造价较低。较好

43、，大型隧道每米造价较低。 缺点缺点：对水下河床地形河覆盖层有一定的要求。施工：对水下河床地形河覆盖层有一定的要求。施工 作业与外界联系密切，协调工作复杂，沉管复土深，作业与外界联系密切，协调工作复杂，沉管复土深， 成槽困难，不可预测因素较多，需封航或半封航、对成槽困难，不可预测因素较多，需封航或半封航、对 航运有影响，工艺技术复杂，质量和工期难以控制，航运有影响，工艺技术复杂，质量和工期难以控制， 一般不宜采用。一般不宜采用。 53 2.基岩隧道 适用环境：适用环境：基岩河床或覆盖层较薄的基岩河基岩河床或覆盖层较薄的基岩河 床，基岩完正，裂隙不发育，且相对平整的床，基岩完正，裂隙不发育，且相对

44、平整的 穿越断面。穿越断面。 施工技术和方法施工技术和方法：探孔超前钻进，凿岩机浅探孔超前钻进，凿岩机浅 眼掘进，预裂和光面爆破，超前支护和预制眼掘进，预裂和光面爆破，超前支护和预制 件混凝土衬砌，高压壁后注浆固井等。件混凝土衬砌，高压壁后注浆固井等。 缺点缺点：施工工艺复杂，工期长，工程造价高，施工工艺复杂，工期长，工程造价高， 施工工程中存在安全隐患施工工程中存在安全隐患。 54 3.顶管隧道 施工技术和方法：施工技术和方法： 采用专门的设备进行地下掘进，通常采用专门的设备进行地下掘进，通常 借大吨位液压油缸（或顶管掘进机）的推借大吨位液压油缸（或顶管掘进机）的推 力，把工具管（钢筋混凝土

45、预制管节）以力，把工具管（钢筋混凝土预制管节）以 及紧随其后的若干管节，从工作井内穿越及紧随其后的若干管节，从工作井内穿越 土层，一直顶进到接收井。土层，一直顶进到接收井。 55 适宜环境：适宜环境： 粘土，砂砾至岩层全土质均可粘土，砂砾至岩层全土质均可 。 施工能力：施工能力： 管径管径800mm800mm，130m130m左右；管径左右；管径 800mm800mm，1km1km以上；任意曲线，曲率半径以上；任意曲线，曲率半径 可小于可小于50m 50m ；激光定位，机头纠偏；激光定位，机头纠偏 ( (绝对绝对 偏差；上下偏差；上下50mm50mm，左右，左右30mm30mm以内以内) )；

46、 平衡地下水性能好。平衡地下水性能好。 56 57 顶管隧道特点 优点：优点：顶管施工法，采用超长距离顶管，顶管施工法，采用超长距离顶管， 运用中继装置接力顶进，施工工艺技术成运用中继装置接力顶进，施工工艺技术成 熟，截面小、造价相对较低，顶进速度较熟，截面小、造价相对较低，顶进速度较 快，工期较短。较为适宜大口径油气管道快，工期较短。较为适宜大口径油气管道 穿越河流以微型隧道方式通过。穿越河流以微型隧道方式通过。 缺点：缺点：施工工艺较为复杂，对河床有一定施工工艺较为复杂，对河床有一定 的要求。施工距离相对较短，施工安全性的要求。施工距离相对较短，施工安全性 相对较差，要有一定的经济施工长度

47、。相对较差，要有一定的经济施工长度。 58 4.盾构隧道 施工技术和方法：施工技术和方法：盾构法主要是用专门制造的盾构盾构法主要是用专门制造的盾构 机及配套装置，进行地下掘进，并把地面送来钢筋混机及配套装置，进行地下掘进，并把地面送来钢筋混 凝土预制环片拼装成管段，并连起来形成隧道凝土预制环片拼装成管段，并连起来形成隧道 。 59 适宜地层：适宜地层：松软沙性土、淤泥、小粒径少含量松软沙性土、淤泥、小粒径少含量 的沙卵石层和软岩。的沙卵石层和软岩。 优点：优点：掘进速度快，噪音和振动较小，对地层掘进速度快，噪音和振动较小，对地层 变化适应能力较强，施工安全。变化适应能力较强，施工安全。 可同沟

48、敷设油、可同沟敷设油、 气管道和电缆，管道具有可维护性。若做复线，气管道和电缆，管道具有可维护性。若做复线， 投资较省。投资较省。 缺点：缺点：施工工艺复杂，进尺缓慢，工期较长，施工工艺复杂，进尺缓慢，工期较长， 圆形隧道一般不小于圆形隧道一般不小于3m，要有一定的经济掘要有一定的经济掘 进长度，进长度，造价相对较高。造价相对较高。 盾构隧道 60 长江盾构隧道长江盾构隧道 61 长江盾构隧道长江盾构隧道 62 隧道穿越优点： 对河床的适应能力较强对河床的适应能力较强 安全性高安全性高 具有可维护性具有可维护性 隧道具有多用性隧道具有多用性 除沉管法外，均在河堤外施工，不受季除沉管法外，均在河

49、堤外施工，不受季 节限制，不影响航运、渔业等其它行业。节限制，不影响航运、渔业等其它行业。 63 1)投资大；投资大；2)施工设备、材料成本最高；施工设备、材料成本最高；3) 要有一定的经济施工长度；要有一定的经济施工长度；4)对地层变化适对地层变化适 应性不如钻爆法；应性不如钻爆法；5)施工距离比盾构法长；施工距离比盾构法长； 6)需二次衬砌，工期比顶管法要长。需二次衬砌，工期比顶管法要长。 1)投资比盾构法小但比钻爆法大；投资比盾构法小但比钻爆法大；2)施工施工 距离相对较短；距离相对较短；3)纠偏能力相对较弱；纠偏能力相对较弱；4) 施工安全性相对较差；施工安全性相对较差；5)施工速度比

50、盾构施工速度比盾构 法慢；法慢；6)对地层变化适应性最弱；对地层变化适应性最弱；7)要有要有 一定的经济施工长度一定的经济施工长度 缺点缺点 1)施工速度最快、噪音和振动较小；施工速度最快、噪音和振动较小；2)安全安全 性相对较高；性相对较高；3)适合建造大截面口径隧道；适合建造大截面口径隧道； 4)施工距离相对较长，在长距离下投资较省；施工距离相对较长，在长距离下投资较省； 5)纠偏能力较强；纠偏能力较强；6)施工曲率半径小；施工曲率半径小； 7)适应地层能力比顶管法稍好。适应地层能力比顶管法稍好。 1)投资比盾构低；投资比盾构低；2)适宜小截面隧道穿越；适宜小截面隧道穿越； 3)施工工艺简

51、单；施工工艺简单；4)接缝少，防水性比盾接缝少，防水性比盾 构好；构好；5)施工曲率半径较小；施工曲率半径较小；6)施工设备、施工设备、 材料成本相对较低；材料成本相对较低；7)施工速度相对钻爆施工速度相对钻爆 法快；法快；8)无需二次衬砌，施工期较短无需二次衬砌，施工期较短。 优点优点 松软沙性土、淤泥、小粒径少含量松软沙性土、淤泥、小粒径少含量 的沙卵石层和软岩的沙卵石层和软岩 粘土，砂砾至岩层全土质均可粘土，砂砾至岩层全土质均可 适宜适宜 地层地层 砼套管砼套管+河床相对稳定层河床相对稳定层+管重管重 钢套管钢套管+河床相对稳定层河床相对稳定层+管重管重 稳管稳管 方式方式 1盾构机组掘削，混凝土管片圆盾构机组掘削，混凝土管片圆 形衬砌；形衬砌； 2输油（气）管在混凝土套管巷输油（气）管在混凝土套管巷 道内或竖（斜）井内组装。道内或竖（斜）井内组装。 1顶管机顶圆形钢管；顶管机顶圆形钢管； 2输油（气）管在混凝土套管巷输油（气）管在混凝土套管巷 道内和竖（斜）井内组装。道内和竖（斜）井内组装。 敷设敷设 方法方法 盾构隧道盾构隧道顶管穿越顶管穿越 顶管隧道与盾构隧道比较顶管隧道与盾构隧道比较 64 ( (四）定向钻施工四）定向钻施工 在穿越水流急、宽度大