管道埋地敷設(shè)中的土建工程問題

雷勝強(qiáng)

（太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 太原 030000）

1 管道埋地敷設(shè)中的土建工程問題

1）土建施工的主要工作內(nèi)容是進(jìn)行管溝的挖掘工作，以及在施工過程中主要控制標(biāo)高、尺寸、位置的偏差。但是存在著以下的問題：第一，在井室施工的過程中預(yù)留孔洞尺寸、位置有偏差，沒法滿足設(shè)計(jì)的要求。第二，預(yù)埋件的材料的規(guī)格尺寸不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。第三，對于設(shè)備尺寸、標(biāo)高、位置等參數(shù)的確定存在著很大的偏差，難以滿足項(xiàng)目需要。第四，在很多施工環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問題，比如在二次灌漿、基礎(chǔ)二次抹面環(huán)節(jié)施工不滿足施工質(zhì)量要求。第五，安裝單位不按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝，導(dǎo)致土建和安裝的配合存在著很大的問題。

2）凍土對管道的影響。凍土與普通的土質(zhì)在力學(xué)性能上有著明顯的差異，尤其是多年形成的凍土，對工程建設(shè)的影響也更加明顯。地基中的水分在凍結(jié)和融化的過程中會使土的力學(xué)特征隨之產(chǎn)生變化，產(chǎn)生膠結(jié)力和凍脹力，使水和土通過這些力的作用凝結(jié)在一起，當(dāng)氣溫較低時，水會凝固成為冰，同時體積會迅速的膨脹，使土體產(chǎn)生位移，膨脹的土體在外力的作用下會產(chǎn)生凍脹力，而當(dāng)凍土中的水融化時，土體又會產(chǎn)生收縮，使凍土體積產(chǎn)生熱熔沉陷，如果不能及時對這些現(xiàn)象進(jìn)行合理的處理，則會對管線工程產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。定期清管，及時更換凹陷變形管段，可以減少管道摩阻、降低輸油能耗。

2 施工對策

1）凍土承載能力的下降使管道發(fā)生融化和下沉現(xiàn)象，凍結(jié)的土顆粒會由于力學(xué)強(qiáng)度而使得凍土的粘合度受到影響。如果氣溫持續(xù)升高，則凍土的承載能力會持續(xù)的減弱，當(dāng)凍土完全融化時，由于水和土膠結(jié)而形成的強(qiáng)度將最終完全消失，對管道的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。另外，當(dāng)季節(jié)性融化導(dǎo)致冰層融化時，其凍脹力和凍脹量則會增加。凍土的融化會使管道產(chǎn)生變形，無法維持其穩(wěn)定性，因此，有些地區(qū)的管線需要在地表以上進(jìn)行放置。放在地表的管道，需要使用管道支架或者管臺上，由于管道運(yùn)行中受環(huán)境影響需要延伸，因此應(yīng)當(dāng)確保其熱脹冷縮所產(chǎn)生的應(yīng)力在其能夠承受的范圍內(nèi)。另外，采用地表放置式的管線應(yīng)當(dāng)采取一定的隔熱措施，確保其符合設(shè)計(jì)溫度。在設(shè)計(jì)時需要同時考慮到內(nèi)部壓力以及靜態(tài)下的結(jié)構(gòu)負(fù)載，甚至還需要考慮到野生動物對管線會造成的破壞等。特殊埋設(shè)式主要考慮凍土穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)和安全。例如，富冰凍土、高陡邊坡和強(qiáng)烈地震帶。有許多限制管道對圍巖土的熱力侵蝕，包括隔熱、 “熱匯”、熱管、強(qiáng)制對流和其它機(jī)械制冷。管道設(shè)計(jì)還需考慮水的浮力作用、凍土邊坡穩(wěn)定及管道側(cè)向穩(wěn)定問題，計(jì)算相應(yīng)應(yīng)力和采取安全措施。處理方法包括深埋，以繞開富冰凍土和使用礫石鋪墊支撐管道側(cè)面。

2）施工中檢查井的施工。管道與檢查井的連接，采用承插管件與檢查井井壁連接時，承插管件應(yīng)由生產(chǎn)廠配套提供。管件或管材與磚砌或混凝土澆制的檢查井連接，采用中介層作法。即在管材或管件與井壁相接部的外表面預(yù)先用聚氯乙烯粘接劑、粗砂做成中介層，然后用水泥砂漿砌入檢查井的井壁內(nèi)。檢查井底板基底砂石墊層，應(yīng)與管道基礎(chǔ)墊層平緩順接。管道位于軟土地基或低洼、沼澤、地下水位高的地段時，檢查井與管道的連接，宜先采用長0.5～0.8m的短管。當(dāng)管道與檢查井的連接采用柔性連接時，可用預(yù)制混凝土套環(huán)和橡膠密封圈接頭?；炷镣馓篆h(huán)在管道安裝前預(yù)制好，套環(huán)的內(nèi)徑按相應(yīng)管徑的承插口管材的承口內(nèi)徑尺寸定。套環(huán)的混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)不低于C20，最小壁厚不應(yīng)小于60mm，長度不應(yīng)小于240mm。套環(huán)內(nèi)壁必須平滑，無孔洞、鼓包?；炷镣馓篆h(huán)必須用水泥砂漿砌筑。在井壁內(nèi)，其中心位置必須與管道軸線對準(zhǔn)。安裝時，可將橡膠圈先套在管材插口指定的部位與管端一起插入套環(huán)內(nèi)。在傳統(tǒng)檢查井建設(shè)中，磚砌井和水泥井是檢查井設(shè)計(jì)建設(shè)的主要方式。但是受供熱管線特點(diǎn)影響，這兩類檢查井的防排水能力難以提高。

3）熱力施工管道溝槽的土建施工。管道安裝驗(yàn)收合格后應(yīng)立即回填，應(yīng)先回填到管頂以上一倍管徑高度；溝槽回填從管底基礎(chǔ)部位開始到管頂以上0.7m范圍內(nèi)必須采用人工回填，嚴(yán)禁用機(jī)械推土回填；管頂0.7m以上部位的回填，可采用機(jī)械從管道軸線兩側(cè)同時回填、夯實(shí)，可采用機(jī)械碾壓。回填時溝槽內(nèi)應(yīng)無積水，不得帶水回填，可采用機(jī)械從管道軸線兩側(cè)同時回填、夯實(shí)，可采用機(jī)械碾壓；溝槽回填應(yīng)從管道、檢查井等構(gòu)筑物兩側(cè)同時對稱回填，確保管道及構(gòu)筑物不產(chǎn)生位移，必要時可采取限位措施；從管底到管頂以上0.4m范圍內(nèi)的溝槽回填材料，可采用砂礫。槽底在管基支承角2a范圍內(nèi)必須用中砂或粗砂填充密實(shí)，與管壁緊密接觸，不得用土或其它材料填充；管道位于車行道下時，當(dāng)鋪設(shè)后立即修筑路面或管道位于軟土地層以及低洼、沼洼、地下水位高的地段時，溝槽回填應(yīng)先用中、粗砂將管底腋角的部位填充密實(shí)，然后用中、粗砂或分層回填到管頂以上0.4m，再往上可回填良質(zhì)土；溝槽應(yīng)分層對稱回填、夯實(shí)，每層回填高度應(yīng)不大于0.2m，在管頂以上0.4m范圍內(nèi)不得用夯實(shí)機(jī)具夯實(shí)。

管道建設(shè)是國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分，關(guān)系到國家安全和國計(jì)民生。管道工程包含著大量的信息，特殊地段、重要地段設(shè)計(jì)與施工措施將會為管道運(yùn)營提供大量的數(shù)據(jù)。所以從工程設(shè)計(jì)到施工及后期運(yùn)營各個環(huán)節(jié)都要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。在工程施工過程中，要努力克服各種容易出現(xiàn)的問題，確保工程的施工質(zhì)量，才能達(dá)到優(yōu)良工程的目標(biāo)。