长输管道穿越山岭隧道施工技术

在山岭地带，管道穿越隧道施工同管道顺山势敷设相比，克服了高程和地形障碍，降低了施工难度，具有管道敷设位置稳定、安全可靠、落差小、距离短、弯头弯道少、生产运行局部摩阻小等优点。管道穿越隧道施工技术日益成熟、已逐渐成为山区特殊地段管道施工的可靠方法之一。被中石油集团公司称为“生命线”的国家重点工程——兰成渝输油管道工程、其管道穿越隧道次数及长度创造了我国长输管道工程史之最。该工程全长1200km，管道穿越隧道22.1km，共27处，占工程总长度的1.77%，穿越段分别为：兰州——成都段，24条隧道，管径为D508mm，材质为X60；成都——重庆段，3条隧道，管径为D323.9mm，材质为X52，壁厚为：7.1～12.7mm，管道防腐补口采用聚乙烯热收缩带，其中天灯寺隧道为全线最长隧道，长度为2617m，也是目前国内最长的管道隧道。

下面结合我公司对管道穿越隧道施工的经验，对管道隧道的选址、截面尺寸、管道组装焊接方式、敷设方式、施工时隧道内通风及照明、施工安全等问题加以论述。 1、隧道的选址及截面尺寸 1.1隧道的选址

地质条件对隧道位置的选择起着决定性的作用，隧道应选择在岩性较好和稳定的地层中，应避开岩性不好的地层、断层破碎带、含水层等不良地段，以免增大投资，造成施工困难，给管道运行留下安全隐患。因此在隧道设计前应有完整的勘测、调查资料，根据地形、地质、水文、气象、地震等资料，考虑施工和管道投产运行条件，进行多方案的技术、经济比较，使选定的隧道位置满足安全、经济、适用的要求。 1.2隧道的截面尺寸

隧道的截面尺寸（见图一）由开凿处的地质情况、隧道长度及管道的外径来确定，同时必须满足管道现场施工的需要。隧道的截面尺寸一般可

分为表一所列的几种形式。

R R h 排水沟 b h B

图一 隧道截面尺寸示意

1.3隧道开凿质量要求

除隧道截面尺寸应满足管道施工需要外，隧道还应顺直，一般情况下不得有水平转角，地面应平整。对没有进行衬砌的隧道，在管道施工前应检查隧道的顶部及两侧墙壁是否有松动石块，并采取措施对渗水隧道要进行截、堵、防、排处理，防止管道施工时发生安全事故。在选定隧道位置的同时，应考虑洞口位置的处理，隧道洞口段应有一定的坡度，防止隧道口段塌方，影响管道安全运行。

表一 隧道截面尺寸

隧道长度 L/m L＜150 150≤L＜200 200≤L＜1600 L≥1600 隧道宽度隧道高度拱顶半径B/m 1.8 2.0 2.5 3.0 H/m 2.2 3.0 3.25 3.5 R/m 0.9 1. 0 1.25 1.5 排水沟尺寸 宽b/m 0.2 0.2 0. 2 0.2 深h/m 0. 2 0.2 0.2 0.2 注:表中隧道的尺寸适用管径为D323.9～610mm,如管径增大,则截面尺寸要相应加大 2、管道组装焊接方式

2.1隧道内管道组装焊接

当隧道较长（大于80m）或隧道口外预制场地较小时，采用隧道内组装焊接的方法。根据隧道长度及现场实际情况洞口一侧或两侧各修一长20～30m、宽10m的临时场地，用以停放管道及机具设备。从隧道的中部同时向两端布管，如一端无法进管，则由可进管洞口向非进管洞口运管，在由非进管洞口向进管洞口逆向布管。布管时为防止管道外防腐层受损，应在运管车上加垫柔性物质，并采用砂袋或枕木垫、橡胶板等固定管堆。 布管完成后，应吊管架吊装、外对口器对口，由隧道中部向两端进行管道组对焊接，根据隧道内场地情况采用手工向下焊或半自动焊焊接，焊接时将100kw发电机置于管道口外，焊机放于小车上，根据焊口位置随时移动。 2.2隧道外管道装焊接

当隧道较短（小于80m），并且隧道口外有较平坦的预制场地时，采用洞外组装焊接。将穿越段管道分为一段或两段预制，然后拖管就位，在隧道中进行管段组对连头。根据预制管道长度可采用两种滑道牵引就位方式： （1）在隧道内敷设钢轨，将预制好的管道置于钢制小车上，采用卷扬机牵引，沿钢轨将管道拖至隧道中，摆放于指定位置。

（2）从管道预制场地至隧道内，采用多组聚氨酯滚轮作为轨道，将预制好的管道吊至滚轮上，采用卷扬机或其他牵引设备将预制好的管段拖至隧道内。

2.3隧道内外两种组焊方法的对比（见表二） 表2 隧道内外两种组对方法的对比 组焊方式 优点 缺点 1、运布管难度小； 1、隧道内作业时间长，危险性大 2、管道可直接就位； 2、场地狭小，采用半自动焊难度大； 3、受外界干扰小； 3、空间小，空气差，影响职工身体健康； 4、适用于较长时间隧道施工 4、洞内潮湿、阴暗对施工质量有影响 5、不能采用大型机械设备，劳动强度大。 1、可用半自动进行焊接，焊接质量高； 2、空气好，有利于职工身体健康； 3、可采用大型机械设备，劳动强度较小。 1、仅适用于隧道较短，且有管道预制场地的情况； 2、拖管就位难度大，防腐层容易受损； 3、道轨及运管小车撤出难度大； 4、施工受外界因素影响大。 隧道内组装焊接 隧道外组装焊接 3管道在隧道内的敷设方式 3．1堤埋敷设

该方法是将管道埋设于挡墙内，挡墙材料是片石或红砖，用M10水泥砂浆砌筑。在挡墙上距隧道底面0.15m高处每隔３.0ｍ开一个６０ｍｍ×６０ｍｍ的排水孔，排水孔充填碎石或其他材料进行封堵过滤。管道四周采用细土回填，细土回填至管顶上方0.3ｍ，细土最大粒径不能大于１０ｍｍ，其余部分用弃渣土回填，但最大粒径不能大于150mm。管道堤埋敷设详见图二

3．2直埋敷役

兰成渝输油管道穿越隧道全部采用直埋敷设，先将管道在隧道的一侧就位，进行保护处理后回填，具体处理方法如下：

（1）管底用编织袋装细土铺垫，垫高≥0.1m。在管道两侧及顶部用编织袋装细土保护。

（2）管道保护合格后，采用隧道弃渣回填，先回填粒径小的，后回填粒径大的，但最大粒径不得大于150mm，回填总高度1。0m左右。管道直埋敷设详见图三

3．3支墩敷设

对于岩性较好和地层稳定的隧道，可直接在管墩上敷设管道（地址），具体方法是将预制完毕的管道底部安装上管托，吊装至管支墩上。管托采用厚12mm钢板制作，管托表层涂环氧煤沥青漆，高度为200mm。支墩采用C20砼浇筑，其长、宽、高的尺寸分别为400mm、400mm、200mm，支墩与管托之间加厚10mm的绝缘橡胶板。管道支墩敷设详见图四

3．4沟槽敷设

对岩性和地层较差的隧道，为防止隧道塌方对管道构成危险，将隧道全衬砌，管道敷设于隧道的一侧，在管道顶部及两侧浇筑钢筋砼沟槽，钢筋砼标号为C25，管托制作及砼支墩尺寸要求于本文第3。3条相同，管道沟槽敷设详见图五

管道敷设施工完成后，仔细检查隧道内墙壁，对裂缝用M20水泥砂浆封堵。洞口要用MU20块石封堵，厚度为250mm，或采用红砖封堵，厚度为240mm，水泥砂浆为M10，隧道内有排水沟的应在墙上设置排水口。对于高寒地区，当管道采用支墩或沟槽敷设时，为防止油品因天气寒冷析蜡，造成管道“灌肠”事故，在隧道口封堵前须对输油管道进行保温处理。 4隧道内管道施工时的通风及照明 4．1隧道内通风

在隧道中施工时，需保持隧道中通风良好，防止缺氧发生人生安全事故。对于长度小于100m且周围环境好的隧道，一般采用自然通风；对于长度大于等于100m或四周环境不好的隧道，采用机械强制通风。在管道施工前，根据隧道内施工人员及机械设备的数量，进行通风量的计算，选择合适的通风机，布置合理的通风管道，确保隧道内有足够的新鲜空气，满足施工作业对环境的要求。同时尽量不选用耗氧大的设备，必要时在施工前和施工期间，采用测氧仪测量隧道内空气含氧浓度是否满足需要。 4．2隧道内照明

隧道内管道施工能否顺利进行，照明十分重要，在隧道两侧墙壁上每隔10m，安装一个500w卤钨灯，保证隧道内的照明柔和。 4．3安全及其他要求

因隧道内施工场地狭窄、潮湿，除需注意通风及照明外，还应提高用电设备施工安全管理，各种用电设备接地及电缆线绝缘应良好，电缆临时用电插座采用托架固定在隧道墙壁上，严禁放置在阴暗潮湿的地方，以防止触电事故的发生。

在隧道口处设置安全标志，严禁闲杂人员进入。施工现场需配备足够的灭火器材。特殊地段如发现安全隐患。需对该地段的隧道进行永久性支护护并设置警示灯牌。进入隧道内的施工人员应穿戴好安全防护用具，运管、布管时应将管子垫放牢固，防止滚管。施工通道应畅通，在大中型隧道中还尖该安装报警装置，以保证施工人员在危急时刻撤离。

5结束语

公路隧道和铁路隧道的应用历史悠久，而管道隧道在长输管道工程应用时间还很短，虽然通过近几年长输管道穿越隧道的施工积累了一定的实践经验，但是还有许多问题有待研究，相信通过广大同街上的努力，管道穿越隧道施工技术将日臻提高和完善。