基坑工程对邻近天然气管道的影响及管道防护

基坑工程对邻近天然气管道的影响及管道防护摘要：地下空间和设施包括高层建筑地下室、地下商业街、地铁站、地铁及道路隧道等，这类工程的实施均需要进行深基坑开挖。基坑工程施工会引起土体应力场的变化，不可避免地产生地表变形，会破坏邻近埋地管道受力的平衡状态，引起管道的附加位移和受力，甚至会造成管道的开裂或破坏。尤其是对于天然气管道，一旦发生破坏，天然气将在非常短的时间内大量泄漏，容易造成爆炸和火灾，对附近的人员和建筑物造成伤害和破坏，直接影响到周边的公共安全和社会稳定。关键词：基坑工程；天然气管道；基坑围护；土体加固引言随着国民经济的发展及城市化进程不断推进，我国基础设施建设发展迅速，各类用途的地下空间及设施也得到了前所未有的发展。目前对于基坑开挖影响周围管线的实测资料较少。上海作为大都市，城市规模发展迅速，尤其是上海地区的城市地下空间发展规模大。同时上海地区处于软土地区，施工难度大，周边环境复杂。因此，施工方面的全方位监测和数据分析对施工安全保障尤为重要。本次研究将选取多个典型上海地铁基坑为研究对象，地铁基坑皆采用明挖法施工，主体围护结构采用0.8~1m厚度的地下连续墙。1天然气管道建设施工质量管理的重要性我国工业化与城市建设水平不断提高，对天然气的需求也有所增长，作为提升社会经济的重要能源基础，不管是政府部门还是天然气开发企业都需要重视管道施工质量的监督与管理。由于天然气开采有一定的复杂性，并且其介质具有易燃、易爆、易腐蚀等特点，管道施工中容易产生一些质量缺陷或安全问题，现场一旦发生不良事故就会给施工造成极大影响，甚至产生人员伤亡或经济损失，对此天然气管道施工企业必须加强现场施工质量管理。从天然气管道施工的情况来看，管道输送具有方便、快捷等优势，能够满足天然气开采与能源开发利用的实际需求，有助于油气产业的良性发展，所以在进行天然气管道施工过程中要求较为严格。为进一步提高质量管理水平，相关单位应该做好施工前的准备工作，明确管道安装具体位置，并结合管道实际情况确定管道角度和走向，结合现场条件选择优质的施工方案和安装方式，做好细致的质量检查工作，从多方面保证天然气管道的安全性能，推动天然气行业的健康发展。2基坑工程对天然气管道的影响①基坑开挖导致周围地基土体的变形，对周围地下管线产生重大影响，严重的将危及正常使用或安全。②基坑开挖涉及大量土方外运也将对天然气管道产生影响。③基坑支护结构若未控制与管道之间的安全间距，可能会造成对管道及管道外防腐层的破坏，导致管道防腐效果的失效和管道的破裂。④泥浆排放或排水措施不力时，会改变天然气管道周围地质条件，从而破坏天然气管道原有的稳定或造成管道防腐层的破坏，故在开挖深基坑时应注意加强排水防灌措施，实时监测，且应提前做好应急预案。3基坑工程天然气管道的防护措施3.1管道沉降与地表沉降深基坑开挖引起的地面沉降不仅引起市区地面路基严重凹陷，同时影响邻近基坑处的基础设施正常使用。不同管道的材质，管道直径以及管道与基坑的夹角都影响管道沉降。管道沉降实测数据与地表沉降拟合曲线之间具有一定的离散性，但是实测数据仍体现了管道沉降的变化趋势与地表沉降曲线趋势具有相似性，管道与基坑距离大于1.5He（次要影响区）时，管道沉降逐渐减小。而当距离在x/He=0.4~0.9（主要影响区）之间时，管道达到沉降最大值。同时，煤气管道、雨水管道和给水管道在主要影响区内与地表沉降的差异较大，而信息管道以及电力管道则与地表沉降的差异较小。3.2建立完善的质量管理体系为保证管道施工质量安全，施工作业前相关单位应该做好现场勘查工作，对施工所在区域土壤环境、地质条件、水文特点进行分析，并结合这些方面存在的不良因素，制定合理的预防措施，降低地区环境、天气变化对管道施工造成的不利影响。同时，制定完善的施工质量管理制度，明确现场管理质量控制要点，加强现场各班组技术质量交底工作，妥善安排现场材料与施工技术工序，并配置专业的质量监督与检查人员，关注设计文件与现场施工之间的差异性，制定科学的施工组织设计与施工技术工艺，以书面形式进行班组交底工作，并指派具体的质量负责人员，以严格的质量管理制度约束员工的不合理行为，确保现场材料、工艺、人员等多方面的合理配置，切实提高天然气管道施工的整体水平。3.3充分把握施工要求，制定科学严密施工监管制度由于与天然气自身的价值性和易燃易爆性，负责运输天然气额长输管道在建设过程中对施工材料、施工技术、后期检查与维护等环节额要求极高。因此为提升整体管道建设的质量，工作人员需要充分把握施工要求，制定科学且严密的施工监管制度，为长输管道建设创造安全稳定的环境。由于管道建设主要分为管道材料的选择、具体管道安装、管道建设完毕后的测试阶段三部分，相关工作人员需要从三个角度来制定对应的监管制度。3.4基坑工程围护施工过程中控制措施某工程工作井场地60m浅范围内地基岩土以第四系及白垩系地层为主。地基岩土自上而下共分为4个工程地质层：口2层砂质粉土，中等或低压缩性，干强度及韧性均较低，该层厚度为5.4〜8.8m；01层淤泥质粉质黏土与粉土互层，含水量高、压缩性高、承载力低，该层厚度为34.7〜38.2m；XO层含砾砂粉质黏土，以坡积成因为主，砾石含量较低，局部含砂较多，该层厚度为0.7〜1.5m；XV1层晶屑玻屑凝灰岩，强风化岩石节理裂隙发育，弱风化呈块状或短柱状，具晶屑玻屑凝灰结构，块状构造，由大量火山碎屑物质堆积压实而成。场地内分布有01层淤泥质粉质黏土与粉土互层，土质软弱，具有流变触变特性，工程性质较差，对工作井基坑开挖影响较大。基坑工程围护施工过程中控制措施主要是采取了加强基坑围护强度结合施工过程中进行管道安全监测的控制措施，土体加固方案作为管道变形位移超过监测预警值要求时的应急方案。针对基坑施工过程中的省级天然气管道进行监测，监测点平面间距15〜25m，布设于管道的节点、转折点及变形曲率较大的部位，其中有开挖条件的管段，则开挖暴露，将监测点直接布设到管道上；无开挖条件的管段，在对应的地表埋设间接监测点。本工程监测期限为2019年3月14日至10月4日，在此期间管道监测点处的最大沉降量均满足规范对于周边柔性管线的变形位移要求。说明基坑在设计过程中采取的加强措施有效且可靠，基坑施工期间天然气管道运行状态安全可控。结语总之，基坑施工过程中对省天然气管道进行监测，可知采取的保护措施有效且可靠，基坑施工期间天然气管道运行状态安全可控。参考文献:高芬.基坑开挖对周围地埋管线及土体变形影响分析(硕士学位论文)[D].北京:北京交通大学，2012：11.附注：基坑工程演示视频见网址.刘念武，陈奕天，龚晓南，等.软土深开挖致地铁车站基坑及邻近建筑变形特性研究[J].岩土力学，2019，040(004)：1515-1525，1576.赵金省，杨玲，魏美吉，等.苏里格气田输气管道清管