天然气管道埋地敷设中的土建工程问题

摘 要：天然气管道的土建工程建设是一项受环境、技术、安全影响为一体的项目，因此，在建设中应综合考虑各个因素，综合管理，才能保证施工的顺利进行。加强管道工艺与土建工程设计是实现管道可靠运行和安全运行的重要保证，本文从管道施工中经常遇到的各种不良土质、解决措施及几种水工保护方法出发，研究天然气管道土建工程从设计到施工及水工保护整个过程存在常见问题及处理方法。

关键词：土建工程 不良土质 水工保护 管道施工

一、天然气管道建设的特点

天然气管道工程地理跨度大, 穿越地区较广，管线时常是爬坡越岭，穿路过河。管线的施工会给生态环境造成一定的破坏，导致生态系统出现不同程度退化。而生态系统的退化又导致土壤质量下降、植被退化、生物多样性降低, 水土流失加剧等环境危害, 直接威胁天然气长输管道的安全运行。天然气管道建设工程特点如下：

􀀂 （1）天然气长输管道一般长度较长、管径较大、占地面积大、影响面广。

（2）天然气管道经过的地貌复杂，工程在建设过程中作业线路清理将破坏沿线地貌。

（3）作业线路可能涉及居民搬迁、穿过林带的线路区域使用功能发生改变等。

（4）从安全因素考虑，天然气管道埋在地下，土层变化或管线变形不易观察。

（5）从管理因素考虑，天然气管道施工时间长、路线复杂，因此施工管理比较难。

二、天然气管道土建工程建设中常见不良土质及解决措施

在天然气管道土建工程中常常会碰到各种不良土质。比如湿限性黄土、膨胀土、淤泥质土、液化土、冻胀土等等。这些土特点不同，对天然气管线危害形式不同，但通常给工程质量造成很大的影响，结合实际综合分析，造成工程质量问题的主要形式有以下几点：管道基础变形、回填土的不均匀沉陷、管道的平面和断面位置发生偏差、管道接口出现裂缝等。因此在设计之前应对沿线进行地质勘查，搞清楚沿线的地形地貌、土层分布情况；地下水位高度及水对钢结构、混凝土有无腐蚀。针对以下几种土质特点，本文给出了相应处理措施。液化土和湿限性黄土，这两种土质如果处理不好同样会造成管线不均匀沉降及管道变形。以往在工程中我们还遇到过膨胀土和冻胀土等。以上几种土质各有特点，也各有相应的处理方法。

（1）淤泥质土

在珠三角区域和沿海滩涂地区淤泥质土较多，而且土层基本无承载力，地下水位较高，降水排水及换填难度也较大，在工程中一般不会采用大开挖。管线设计及施工中常常采用钢筋混凝土管桩，根据管线直径、壁厚确定管道跨距，从而确定桩距。同时要考虑到水对管线的浮力，管道与桩做好连接。

（2）液化土

液化土一般为砂土和粉土，根据工程地区的地震烈度和土质来进行液化判别和地基处理。液化等级分为轻微、中等、严重三个等级。对轻微液化土管线施工一般不采取措施。对中等和严重液化土应部分或全部消除液化沉陷。具体解决液化土方法可采用桩基、深基础、加密法加固、非液化土替换全部液化土。天然气管线安装不同于建筑地基的处理，管线荷载较小，基础开挖宽度较小，对液化土层较深的地基若采用换填和深基础直接影响工程造价并且施工工程量较大。根据管线荷载较轻的特点判定地震液化以后天然气管线下沉可能性较小，一般会轻微上浮。因此对强液化土层中施工高压管线一般采用桩基，用桩与土的摩擦力平衡液化土对管线的浮力。对不便于桩基施工的地方也可考虑管线上加配重块的处理方法。

（3）膨胀土和湿陷土

这两种土质的共同的特点是遇水后发生变化，土质遇水膨胀或下陷，使管线受力不均，对这种土质的处理简单的方法应做好防水和排水处理，尽量在管线施工时做好管线的水工保护。湿陷土一般分布在黄土地区，这些地区地下水位较低，因此只要防止外部水或雨水的侵蚀，做好水路疏通。修坡造坡处理好边坡坡度就能解决这个问题。

（4）冻胀土分

冻胀土为强冻胀土和弱冻胀土，在严寒和寒冷地区对这种土质经常采用的方法为换填法，用碎石或素土换掉冻胀土层。对冻土深度不大的地区管线直接埋在冻土以下。

以上各种土质情况需要在管线地质勘察阶段提供土层详细数据和土质特点，勘察深度应满足管线基础设计要求。

四、几种常见天然气管道水工保护措施

水工保护分为临时性水工保护和永久性水工保护，水工保护应充分利用当地已有成功经验和基础资料，借鉴当地水土保持的成功经验，把保护生态环境放在首位，做到预防为主，方法得当达到控制水土流失的目的。

（1）边坡防护

边坡防护主要保护管道施工中扰动的边坡免受雨水冲刷，防止和延缓坡面岩石的风化、破裂。保持边坡的整体稳定性。常用的边坡防护措施有：草袋护面、浆砌石护坡、毛石墙护面。

（2）防水与排水工程

管线施工完毕对原地貌和土层造成破坏，回填土不密实，水土极易流失。沿管线方向尤其坡地的管线应做好防水和排水工程。防排水工程一般采用堵排结合措施，一般在汇水处设截水墙改变管道附近的水流方向，另一方面在管道附近设置排水沟。将水引至管线保护范围以外河沟及低洼地带，避免管线覆土的冲刷，保护挖方边坡和填方坡脚的稳定。

（3）河岸及河沟的防护

管线铺设时常会穿越河沟、河岸。对河底及管线的保护一般设置地下防冲墙防止河床的下切造成水土流失。对河岸的防护一般根据河岸的坡度、河岸的土质情况采用坡式或直立的护岸防护工程。

（4）植物护坡措施

植物护坡一般用于黄土丘陵和平原地带，主要植物护坡措施包括草籽撒种、草袋护坡和浆砌石拱骨架植被护坡。

总之管线经过之处破坏的路面结构、农田里开挖的管沟、切断的农田灌溉工程在施工结束后进行修复，并且做到恢复原貌、坚固耐用。

五 天然气管道特殊地段的施工

天然气管道土建工程施工管理需要设计人员与现场管理人员、技术人员相互配合，针对特殊地段制定相应的技术方案。同时工程施工时要核实现场地形地貌，结合管线水工保护措施及管线支护稳固方案合理组织施工节点，对于重点项目和工段应重点设计施工。

（1）特种施工严格按制度执行。爆破施工严格执行爆破作业施工管理办法，编制完善爆破施工方案，及时调整爆破参数。加强对协作单位管理力度，对重要岗位人员的选配严格审核把关。对穿越工程施工应根据工程地质勘察报告摸清地下土层情况，调整管线穿越埋深与管线入土与出土角度。严格按设计图纸要求及相关规范、规定施工。

（2)施工前查清楚施工区域内的各种公用管线分布情况，核准管位，看与其他管线有无交叉碰撞。注意对已有管线的保护。

（3）对特殊地区的生态环境和人文景观应尽量避免交叉作业，隐蔽工程建筑物应被明确指示并插上旗子作标志。管线施工中发现敏感区域应停止作业并通知环境检查员和现场监理工程师，等有明确处理的办法后再进行施工。

（4）协调施工，坚持“难易并重”的进度管理思路，针对各个时期的难易程度，制定专项进度保证措施，工作重点及时往难点段倾斜。

（5）坚决制止违章作业和野蛮施工，制定预防措施。山区地区交通存在很大的危险性，针对施工现场地形地貌，制定有针对性的安全预防措施和安全救援预案，做好防护措施。

五、结语

天然气管道建设是国家能源战略的重要组成部分，关系到国家安全和国计民生。天然气管道工程包含着大量的信息，特殊地段、重要地段设计与施工措施将会为管道运营提供大量的数据。所以从工程设计到施工及后期运营各个环节都要严把质量关。在工程施工过程中，要努力克服各种容易出现的问题，确保工程的施工质量，才能达到优良工程的目标。