第二節(jié)穿越道路與鐵路施工

　　燃?xì)夤艿涝阼F路、電車軌道和城市主要干道下穿過時，應(yīng)敷設(shè)在鋼套管或鋼筋混凝土套管內(nèi)。穿過鐵路干線時，應(yīng)敷設(shè)在涵洞內(nèi)。套管兩端應(yīng)超出路基底邊，至最外邊軌道的距離不得小于3m.穿跨管道應(yīng)選擇質(zhì)量好的長度較長的鋼管，以減少中間焊縫。焊縫應(yīng)100%射線探傷檢查，其合格級別應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》（GB3323）的“Ⅱ級焊縫標(biāo)準(zhǔn)”執(zhí)行。穿越工程鋼制套管的防腐絕緣應(yīng)與燃?xì)夤艿婪栏^緣等級相同。

　　管道穿越鐵路或公路的夾角應(yīng)盡量接近90？，在任何情況下不得小于30？。應(yīng)盡可能避免在潮濕或巖石地帶以及需要深挖處穿越。

　　管道穿越鐵路或公路時，管頂距鐵路軌枕下面的埋深不得小于1.5m；距公路路面埋深不得小于1.2m；距路邊坡最低處的埋深不得小于0.9m。

　　當(dāng)條件許可時，也可采用跨越方式交叉。輸氣管線跨越鐵路時，管底至路軌頂?shù)木嚯x，電氣化鐵路不得小于11.lm，其他鐵路不得小于6m。

　　一、穿越鐵路

　　1、穿越鐵路的一般要求：

　�。�1）穿越點應(yīng)選擇在鐵路區(qū)間直線段路堤下，路堤下應(yīng)排水良好，土質(zhì)均勻，地下水位低，有施工場地。穿越點不宜選在鐵路站區(qū)和道岔段內(nèi)，穿越電氣化鐵路不得選在回流電纜與鋼軌連接處。

　�。�2）穿越鐵路宜采用鋼筋混凝土套管頂管施工。當(dāng)不宜采用頂管施工時，也可采用修建專用橋涵，使管道從專用橋涵中通過。

　　（3）輸氣管穿越鐵路干線的兩側(cè)，需設(shè)置截斷閥，以備事故時截斷管路。

　�。�4）穿越鐵路的位置應(yīng)與鐵路部門協(xié)商同意后確定。

　　2、穿越鐵路的平面與縱斷面布置燃?xì)夤艿涝阼F路下穿過時，應(yīng)敷設(shè)在套管或地溝內(nèi)，如圖5-5（課本P63圖4-6），管道敷設(shè)在鋼套管內(nèi)，套管的兩端超出路基底邊，至鐵路邊軌的距離不小于2.5m，置于套管內(nèi)的燃?xì)夤芏魏缚趹?yīng)該最少，并需經(jīng)物理方法檢查，還應(yīng)采用特加強絕緣防腐，對于埋深的要求是：從軌底到燃?xì)夤艿辣Ｗo(hù)套管管頂應(yīng)不小于1.2m。在穿越工廠企業(yè)的鐵路專用支線時，燃?xì)夤艿赖穆裆钣袝r可略小一些。

 圖5-5 燃?xì)夤艿来┰借F路1-燃?xì)夤艿溃?-閥門；3-套管；4-密封層；5-檢漏管；6-鐵道二、穿越公路

　　1.公路等級劃分根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ01-1988），公路等級分為“汽車專用公路”和“一般公路”兩類。汽車專用公路又分高速公路、一級公路、二級公路三個等級。汽車專用公路屬國家重要交通干線，車流量大，路面寬度大，技術(shù)等級較高。一般公路又分為二、三、四級，其車流量，路面寬和技術(shù)等級和重要程度依序降低。此外還有不屬國家管理的公路，如礦區(qū)公路，縣鄉(xiāng)公路等。

　　2.穿越公路的一般要求輸氣管線穿越公路的一般要求與鐵路基本相同。汽車專用公路和二級一般公路由于交通流量很大，不宜明挖施工，應(yīng)采用頂管施工方法。其余公路一般均可以明溝開挖，埋設(shè)套管，將燃?xì)夤芊笤O(shè)在套管內(nèi)。套管長度伸出公路邊坡坡角外2m。縣鄉(xiāng)公路和機耕道，可采用直埋方式，不加套管。

　　三、頂管施工方法

　　地下燃?xì)夤艿来┰借F路、電車軌道和城市主要干道時，一般不允許開挖管溝，常采用頂管施工。運用液壓傳動產(chǎn)生巨大的推力向土壤內(nèi)頂進(jìn)套管，再將燃?xì)夤艿腊惭b在套管內(nèi)。

　　1.頂力計算頂管施工必須有足夠的頂力，才能克服管道在頂進(jìn)過程中土壤對管道產(chǎn)生的阻力。頂管施工的主要設(shè)備（油泵、油缸或千斤頂）及配套設(shè)備（頂鐵、槽鋼）是根據(jù)所頂管道的最大頂力來進(jìn)行選擇的。頂管時，管道在土壤中承受兩種力：管端阻力和管外壁與土壤的摩擦力，總的阻力為：

　　 式中 D--管道外徑（m）；

　　q--土壤單位面積的抗力，取0.7～1.5MPa；

　　k--管道外壁在土壤中單位面積的摩擦力，取18～35kPa；

　　L--管道頂進(jìn)長度（m）。

　　實際頂力取計算頂力的1.1～1.2倍，由此來選擇設(shè)備。

　　2.頂管方法

　　（1）外擠壓頂進(jìn)法常用于400mm以下的小口徑管頂管施工。頂管前在鋼套管端部安設(shè)錐體頂頭，根據(jù)土壤可壓縮特性，借助頂力將管道四周土壤壓縮而不需要管內(nèi)出土。錐體頂頭的作用是將正面阻力變?yōu)閭?cè)面摩擦力，從而大大降低管道頂進(jìn)時的阻力。

　�。�2）管內(nèi)出土法對于700mm以上的套管頂進(jìn)時，常采用管內(nèi)出土法。先清除管內(nèi)積土，出土范圍一般應(yīng)保持超過管端前200mm的距離，以減少管道頂進(jìn)時的阻力。在頂管深度較淺及鐵路和建筑物下頂進(jìn)，要注意管內(nèi)清土。防止管內(nèi)泥土阻塞造成路面拱起、鐵路軌道變形、建筑物和鄰近管道損壞的事故發(fā)生（其原因是在頂力的作用下，管子頂端部分土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在管端不出土的頂進(jìn)狀態(tài)。管道頂進(jìn)時的受力情況包括3部分：管外壁與土壤的摩擦力；管內(nèi)壁與土壤的摩擦力；管頂端面阻力。在頂力的作用下，使管道不斷頂進(jìn)，上述3方面的阻力各自不斷變化。管外壁與土壤的摩擦力是隨著頂進(jìn)管道長度的增加而均勻遞增的，管內(nèi)壁與管內(nèi)土壤的摩擦力的變化卻不同。

　　由于土壤的孔隙率為30%～60%，存在著較大的壓縮性，進(jìn)入管內(nèi)的土壤與管內(nèi)壁的摩擦力逐漸增加，使斷面內(nèi)土壤逐漸壓縮。與此同時，管頂端面阻力也在逐漸增加，致使土壤從軟塑狀態(tài)逐步過渡到可塑狀態(tài)、硬塑狀態(tài)與堅硬狀態(tài)，管前土壤將停止向管內(nèi)移動（一般人管土長約2m），并迫使管前土壤不斷壓縮，由此而引起管端面阻力不斷增加，總阻力迅速上升。停止向管內(nèi)移動的管端面土層，隨著頂力的增加不斷壓縮，并通過不斷增大的土壤內(nèi)摩擦角向管端四周傳遞頂力，由此造成路面拱起、鐵路軌道變形等事故。因此，頂進(jìn)管道管內(nèi)出土應(yīng)嚴(yán)格按照“先挖后頂”的順序操作。

　　1）內(nèi)擠壓出土法

　　一般用于大口徑套管頂進(jìn)。在頂進(jìn)套管頂端加焊特殊頂頭，頂頭外徑略大于管徑，內(nèi)壁作成錐體（見圖5-6），借助油缸的推力，將進(jìn)入管內(nèi)泥土壓縮成小于管內(nèi)徑的圓柱體，使泥土與管底壁脫離。這樣，不僅使管道摩擦力減小，而且可以防止管內(nèi)的積土阻塞。為了使出土機械化，應(yīng)配備內(nèi)擠壓機械出土專用設(shè)備。將切土鋼絲繩繞頂頭后壁1圈，并套人活絡(luò)夾箍內(nèi)4再將出土車推入管內(nèi)靠近頂頭后壁，并將阻動鋼問壓人槽內(nèi)（事先按小車長度焊接于鋼管內(nèi)）。啟動油泵，按額定長度要求頂進(jìn)，擠壓后進(jìn)入管內(nèi)的圓柱體土壤引至出土車上。管道每次頂進(jìn)長度應(yīng)根據(jù)出土車長度計算而定。

　　2）鉆孔法

　　根據(jù)土壤類別選擇鉆頭，在鉆孔作業(yè)方便的一側(cè)開挖工作坑。工作抗應(yīng)有足夠的工作面，其深度應(yīng)按鉆孔位置的需要而定，地下水位較高的地段應(yīng)設(shè)排水井降低地下水位。工作坑應(yīng)平整，墊上枕木及軌座后應(yīng)找平。鉆頭中心和管道中心必須同心。鉆孔時，對于粘土土壤，鉆頭應(yīng)比主機低1%鉆桿長度；對于巖性土壤，鉆頭應(yīng)比主機低5%鉆桿長度，以補償鉆頭上抬。鉆孔允許偏差為每鉆40m長度±150mm。套管長度應(yīng)與鉆桿長度一致。鉆進(jìn)時應(yīng)及時出土，鉆進(jìn)、出土、頂管，周而復(fù)始。穿越管道與干線管道應(yīng)保持同心，穿越的管子允許偏差為管子長度的±2%。

　　3）人工挖土法

　　先挖工作坑，將管子放到工作坑內(nèi)千斤頂?shù)那懊�，人在管道的最前端挖土，為管子開路。挖出的土從管內(nèi)運至管外，再吊到地面運走。挖一段后，搖動千斤頂頂管。

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