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【摘 要】本文介绍了长输管道经过的陡崖地段水工保护工程施工方案和措施。混凝土台阶式管道保护层具有施工周期短、保护效果好、但投入较大等特点。
【关键词】陡崖；锚杆；溜管
48m cliffs 1016mm Hydraulic Protection Gas Pipeline Construction Method
Xiang Qun
(Jiangsu Petroleum Exploration Bureau Oil Construction Department Jiangdu Jiangsu 225261)
【Abstract】This article describes the long-distance pipeline through the protection of the steep hydraulic engineering construction plans and measures. Protective layer of concrete pipe has a stepped construction period is short, the protective effect is good, but into a larger and so on.
【Key words】Cliffs;Anchor;Chute
1. 前言：
由江苏油建承建的川东北至川西输气管道工程第二标段第I合同段，位于巴中市平昌县境内。该管道经过平昌县元山镇一处48m陡崖，管道安装完成后（见图1），紧接着就是水工保护工程施工。
70°48m长的输气管道，需要整体浇注55.5m长的混凝土覆盖。可见水工保护工程施工存在多么大的难度。
图1 施工前照片
2. 70°55.5m长的陡崖段水保工程施工难点分析
2.1 难点1：陡崖水保工程采用C20混凝土整体浇注，在管沟内岩壁上植入25mm的III级螺纹钢筋作为锚杆，锚杆呈梅花状对称分布在输气管道两侧，植入间距1.5m、深度1.5m、外露1.2m；混凝土通过锚杆与原始地貌自然衔接，管顶混凝土覆盖厚度不小于1.0m。
2.2 难点2：混凝土用量大。
管沟外侧最大宽度7.1m，平均宽度6 m，内侧宽度最大5.7 m，平均宽度4 m，管沟深度最大为6.2 m，平均深度4 m，高度48m（管长）加7.5m（原始地貌降坡处理）合计为55.5m，由此计算出需要混凝土量861 m3（已扣除管道占据体积）。
2.3 难点3：基础处理难。
为了不使如此大体积混凝土的重力传递到输气管道上，而使管道局部弯曲变形甚至撕裂，因此基础对整个水保工程具有关键性的作用。
八百多立方混凝土形成一个整体，大约二千吨的重力分解为两个分力，由于陡崖坡度为70°，通过锚杆作用在岩壁上的分力大约为总重力的三分之二,传递到基础上的分力约占总重力的三分之二。
因此，需要解决持力层的处置和基础形状这一关键问题。
2.4 难点4：施工难度大：
（1）55.5m高的混凝土施工，需要搭设同等高度的脚手架，脚手架支点难以处理；
（2）支设模板困难，模板不能依靠脚手架来固定；
（3）无法架设提升装置，混凝土运输困难；
（4）钻锚杆孔难度大；
（5）高空施工安全风险大。
图2 施工过程照片
3. 陡崖水保施工方案和措施：
为了保质、保量、安全地完成陡崖水保施工任务，经过项目部工程技术人员周密的分析论证，结合现场实际情况，制定了陡崖水保施工方案和措施：
3.1 基坑处理：
采用人工结合小型机具的办法在陡崖下端弯管及32°直管下方，开挖长7 m、宽8m、深3m的基坑，基础以未扰动的老土层为持力层，基坑靠近山体一侧低于外侧0.3m，形成一定的坡度用以阻止整体混凝土沿斜坡下滑。
图3 完工后照片
3.2 混凝土搅拌运输：
混凝土搅拌在岩顶进行，通过400mmPVC管道溜管输送混凝土，溜管紧靠管道并用铁丝加以固定。
3.3 基础浇筑：
按设计要求C25混凝土现场浇筑，台阶式扩大型基础，下层尺寸为长7m、宽8m，高度为1.5m，上层尺寸为长5m、宽6m，高度为1.5m，上下层内各设置20@180（mm）的双向钢筋网片，混凝土通过溜管输送到基坑。
3.4 脚手架及安全防护网的搭设和安装：
利用陡崖坡度自下而上搭设脚手架，在陡崖上方搭设施工平台，将混凝土搅拌设备安放在施工平台上（见图2）。
3.5 第一台阶混凝土施工：
依据坡度陡、高度大的特点，采用了阶梯式方法进行施工，以1.5米高度为一个台阶，台阶的宽度为0.55m。
以下一层台阶作为操作平台，在沿岩壁钻孔、注入M20的水泥砂浆、植入锚杆。
采用锚杆端焊接螺栓与模板连接固定，以防止混凝土浇筑时跑模。
完成第一个台阶混凝土浇筑后再进行第二台阶混凝土浇筑，逐层由下向上浇筑混凝土保护层。如此循环往复，完成37个台阶的混凝土浇筑。
3.6 安全措施：
施工前清理管道两侧松动岩石，防止落石、滚石伤人；
操作人员正确佩戴防护用品。安装防护网，佩戴安全带，安全带与脚手架钢管固定连接，防止高空坠落。
3.7 管道保护措施：
浇筑混凝土前，管道外表面全长包裹厚10mm橡胶板，避免混凝土对管道防腐层损坏。
4. 方案实施效果：
经过了60天的施工作业，耗用了水泥355.4t，钢筋3.5t，完成了该陡崖的水工保护施工（见图3），经检验质量合格。
5. 结束语：
目前常用的长输管道陡崖水工保护所采用的防护结构，一种是如本工程采用的混凝土整体浇筑，另一种块石砌筑。两种方式相比较：块石砌筑造价相对较低；混凝土结构对管道的保护性能要好一些；块石砌筑的坡坎今后可能有树木、杂草生长，而混凝土表层永远不可能有树木、杂草生长。
［文章编号］1006-7619（2011）04-26-408
［作者简介］ 向群（1982-），男，籍贯：湖南龙山人，职称：助理工程师，毕业于湖南交通职业技术学院道路桥梁专业，近年来从事石油管道工程水工保护专业技术工作。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】陡崖；锚杆；溜管
48m cliffs 1016mm Hydraulic Protection Gas Pipeline Construction Method
Xiang Qun
(Jiangsu Petroleum Exploration Bureau Oil Construction Department Jiangdu Jiangsu 225261)
【Abstract】This article describes the long-distance pipeline through the protection of the steep hydraulic engineering construction plans and measures. Protective layer of concrete pipe has a stepped construction period is short, the protective effect is good, but into a larger and so on.
【Key words】Cliffs;Anchor;Chute
1. 前言：
由江苏油建承建的川东北至川西输气管道工程第二标段第I合同段，位于巴中市平昌县境内。该管道经过平昌县元山镇一处48m陡崖，管道安装完成后（见图1），紧接着就是水工保护工程施工。
70°48m长的输气管道，需要整体浇注55.5m长的混凝土覆盖。可见水工保护工程施工存在多么大的难度。
图1 施工前照片
2. 70°55.5m长的陡崖段水保工程施工难点分析
2.1 难点1：陡崖水保工程采用C20混凝土整体浇注，在管沟内岩壁上植入25mm的III级螺纹钢筋作为锚杆，锚杆呈梅花状对称分布在输气管道两侧，植入间距1.5m、深度1.5m、外露1.2m；混凝土通过锚杆与原始地貌自然衔接，管顶混凝土覆盖厚度不小于1.0m。
2.2 难点2：混凝土用量大。
管沟外侧最大宽度7.1m，平均宽度6 m，内侧宽度最大5.7 m，平均宽度4 m，管沟深度最大为6.2 m，平均深度4 m，高度48m（管长）加7.5m（原始地貌降坡处理）合计为55.5m，由此计算出需要混凝土量861 m3（已扣除管道占据体积）。
2.3 难点3：基础处理难。
为了不使如此大体积混凝土的重力传递到输气管道上，而使管道局部弯曲变形甚至撕裂，因此基础对整个水保工程具有关键性的作用。
八百多立方混凝土形成一个整体，大约二千吨的重力分解为两个分力，由于陡崖坡度为70°，通过锚杆作用在岩壁上的分力大约为总重力的三分之二,传递到基础上的分力约占总重力的三分之二。
因此，需要解决持力层的处置和基础形状这一关键问题。
2.4 难点4：施工难度大：
（1）55.5m高的混凝土施工，需要搭设同等高度的脚手架，脚手架支点难以处理；
（2）支设模板困难，模板不能依靠脚手架来固定；
（3）无法架设提升装置，混凝土运输困难；
（4）钻锚杆孔难度大；
（5）高空施工安全风险大。
图2 施工过程照片
3. 陡崖水保施工方案和措施：
为了保质、保量、安全地完成陡崖水保施工任务，经过项目部工程技术人员周密的分析论证，结合现场实际情况，制定了陡崖水保施工方案和措施：
3.1 基坑处理：
采用人工结合小型机具的办法在陡崖下端弯管及32°直管下方，开挖长7 m、宽8m、深3m的基坑，基础以未扰动的老土层为持力层，基坑靠近山体一侧低于外侧0.3m，形成一定的坡度用以阻止整体混凝土沿斜坡下滑。
图3 完工后照片
3.2 混凝土搅拌运输：
混凝土搅拌在岩顶进行，通过400mmPVC管道溜管输送混凝土，溜管紧靠管道并用铁丝加以固定。
3.3 基础浇筑：
按设计要求C25混凝土现场浇筑，台阶式扩大型基础，下层尺寸为长7m、宽8m，高度为1.5m，上层尺寸为长5m、宽6m，高度为1.5m，上下层内各设置20@180（mm）的双向钢筋网片，混凝土通过溜管输送到基坑。
3.4 脚手架及安全防护网的搭设和安装：
利用陡崖坡度自下而上搭设脚手架，在陡崖上方搭设施工平台，将混凝土搅拌设备安放在施工平台上（见图2）。
3.5 第一台阶混凝土施工：
依据坡度陡、高度大的特点，采用了阶梯式方法进行施工，以1.5米高度为一个台阶，台阶的宽度为0.55m。
以下一层台阶作为操作平台，在沿岩壁钻孔、注入M20的水泥砂浆、植入锚杆。
采用锚杆端焊接螺栓与模板连接固定，以防止混凝土浇筑时跑模。
完成第一个台阶混凝土浇筑后再进行第二台阶混凝土浇筑，逐层由下向上浇筑混凝土保护层。如此循环往复，完成37个台阶的混凝土浇筑。
3.6 安全措施：
施工前清理管道两侧松动岩石，防止落石、滚石伤人；
操作人员正确佩戴防护用品。安装防护网，佩戴安全带，安全带与脚手架钢管固定连接，防止高空坠落。
3.7 管道保护措施：
浇筑混凝土前，管道外表面全长包裹厚10mm橡胶板，避免混凝土对管道防腐层损坏。
4. 方案实施效果：
经过了60天的施工作业，耗用了水泥355.4t，钢筋3.5t，完成了该陡崖的水工保护施工（见图3），经检验质量合格。
5. 结束语：
目前常用的长输管道陡崖水工保护所采用的防护结构，一种是如本工程采用的混凝土整体浇筑，另一种块石砌筑。两种方式相比较：块石砌筑造价相对较低；混凝土结构对管道的保护性能要好一些；块石砌筑的坡坎今后可能有树木、杂草生长，而混凝土表层永远不可能有树木、杂草生长。
［文章编号］1006-7619（2011）04-26-408
［作者简介］ 向群（1982-），男，籍贯：湖南龙山人，职称：助理工程师，毕业于湖南交通职业技术学院道路桥梁专业，近年来从事石油管道工程水工保护专业技术工作。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文