煤层气管道工程穿越施工的方法探讨

张　飞

（西南石油大学石油与天然气工程学院，成都　610500；长庆石油工程监督公司第五监督站，内蒙古　鄂尔多斯　017300）

煤层气管道工程穿越施工的方法探讨

张飞

（西南石油大学石油与天然气工程学院，成都610500；长庆石油工程监督公司第五监督站，内蒙古鄂尔多斯017300）

摘要：传统煤气层施工方式中，经过道路河流时一般采用开挖施工方法，很容易造成交通堵塞，引起人们出行不便，加之现代社会对环境保护的重视，使环境影响因素成为管道施工合理性重要评价指标。由于穿越工程为非开挖工程，在穿越河流、公路时，对地下障碍物必须进行详尽的探测。这些障碍物对穿越工程的安全实施，影响很大，例如，公路（道路）下的地下管线、地上建筑物的地下基础，互通式立交桥的桩基，河道防汛墙的桩基，重要河流岸边码头的桩基等等，设计管路时都必须考虑到。

关键词：煤层气管道；穿越施工；河流；公路

传统煤气层施工方式中，经过道路河流时一般采用开挖施工方法，很容易造成交通堵塞，引起人们出行不便，加之现代社会对环境保护的重视，使环境影响因素成为管道施工合理性重要评价指标，传统的开挖式施工方式越来越不适宜社会发展的需求。而非开挖施工技术能够在充分保护环境的前提下，解决管线经过道路、河流的铺设难题，其中水平定向穿越等非开挖施工技术作为一项新兴的管道铺设方法，具有施工周期短和效率高等优点。

由于人工煤气具有较高的含水量，因此，在水平定向穿越在输送人工煤气的管道施工中无法解决管道凝结水的问题，在上海地区的使用受到了相当大的限制。随着东海天然气的扩建，“西气东输”天然气工程的启动，上海城市的管网改造及建设付诸行动，适应大规模管线施工及环保和施工进度的要求，定向钻穿越河流、沟渠、桥梁、公路、铁路、楼群集聚地等的施工受到越来越多的关注。在上海天然气的主干网建设中穿越大于70米的大型河流、高速公路、大型互通式立交基本上采用了定向钻工艺。为了探讨煤层气管道工程穿越施工的方法，笔者总结几个典型穿越施工的方法如下：

1　水下管道穿越施工

1.1挖沟埋设

挖沟埋设施工技术是水下穿越最常用的方法之一，这种铺设管道技术能够根据岩性和实际地质条件进行选择，常用大型开沟犁挖沟、围堰挖沟和爆破成沟和水力冲沟等方式进行挖掘，随着煤层气管道工程穿越施工方法的改进，各种水力冲沟机、挖泥船和大型开沟犁等施工机具和技术日臻完善。

1.2顶管或水平定向钻孔

在河流中河床的底部位置将煤层气管道顶过河底，也可以通过钻机以倾斜的角度进行定向钻穿，钻出弧形圆孔后将煤层气管道牵引过去，这种河床下的水平定向钻孔施工方法适合于中小河流的穿越工程，这种施工方法的优点是可以增加管道的容重，为了防止煤层气管道受浮力的影响，一般在河流穿越施工后再在煤层气管道的外壁上浇筑一层混凝土，也有的文献报道称在煤层气管道环形空间的位置加注重水泥浆也有类似的效果，另外，对于河流穿越管道容重的确定应该结合实际地点的水流速度来判断。

1.3稳管

稳管的方法主要包括堆筑石笼等，也可以用扩展脚机械式锚杆来达到稳管目的。关于管道穿越河流的施工，最早可以追溯到秦朝时期，当时秦王嬴政在四川省修筑大型水利工程时，就采用的堆筑石笼方法来避免水流对管道的冲击。在长江中上游的煤气层管道施工过程中，由于河床特点是卵石河床，因此也可以考虑通过堆筑石笼方法来稳管。

例如煤层气管道水下施工技术要求有以下几点：一是煤层气管道宜采用钢管；煤气层管道穿越河底施工时的施工深度应该根据当地水流条件和水流的冲击能力进行判断，对于不同航的河流，深度可以低于0.5米，而对于通航河流或者水流冲击力大的地段，施工深度必须达到1米以上；三是在有煤气层管道穿越河流的地段应该在河岸周围设立醒目的标志，以示提醒的作用。

2　地下管道穿越施工

煤层气管道在穿越公路时需要采用地下铺设管道施工方式，一般的施工方法是在路基下铺设水泥管道，被铺设的煤层气管道在水泥管道中通过，以此保证公路交通的安全。

输气、输油等长输管道在敷设过程中也必须埋设于地下，属于地下管道的范畴。管道在山区埋设经常需要横穿山区冲积性河流。山区河道坡降陡，洪水位高，洪枯变幅大，冲刷力强，水土流失严重，必须采取有效的工程措施保证管道的安全。

例如埋地钢骨架聚乙烯复合管煤层气管道工程中管道穿越敷设规定包括以下两点：首先是选择钢骨架聚乙烯复合管材料的煤层气管道穿越河流和道路时应该加硬质套管，同时在施工组织之前和施工过程中应该获得批准；二是采用钢骨架聚乙烯复合管材料的煤层气管道进行不开槽施工时，必须保证穿越地段的建筑物不会发生塌陷或者受到其他类型破坏。

3　总结

煤层气管道在穿越河流时应该尽量选择河床平直、水流平缓和地质稳定的地点，如果将煤层气管道以裸敷的方式经过水下的河床，经过长期的水流冲击作用、河道变迁等的影响很容易被破坏，进而产生泄漏，甚至引发安全事故，与此同时，铺设的煤层气管道如果在穿越河流时保持水下悬浮状态，那么长期的水流作用不但会造成管道破坏，还可能因为水流绕过煤层气管道时产生涡流作用，继而以更大的脉冲压力破坏管道，因此，管道通过河流必须防止水流引起的损害。

由于穿越工程为非开挖工程，在穿越河流、公路时，对地下障碍物必须进行详尽的探测。这些障碍物对穿越工程的安全实施，影响很大，例如，公路（道路）下的地下管线、地上建筑物的地下基础，互通式立交桥的桩基，河道防汛墙的桩基，重要河流岸边码头的桩基等等，设计管路时都必须考虑到。

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作者介绍：张飞（1982-），男，甘肃华池人。