第二節穿越道路與鐵路施工

　　燃氣管道在鐵路、電車(chē)軌道和城市主要干道下穿過(guò)時(shí)，應敷設在鋼套管或鋼筋混凝土套管內。穿過(guò)鐵路干線(xiàn)時(shí)，應敷設在涵洞內。套管兩端應超出路基底邊，至最外邊軌道的距離不得小于3m.穿跨管道應選擇質(zhì)量好的長(cháng)度較長(cháng)的鋼管，以減少中間焊縫。焊縫應100%射線(xiàn)探傷檢查，其合格級別應按現行國家標準《鋼熔化焊對接接頭射線(xiàn)照相和質(zhì)量分級》（GB3323）的“Ⅱ級焊縫標準”執行。穿越工程鋼制套管的防腐絕緣應與燃氣管道防腐絕緣等級相同。

　　管道穿越鐵路或公路的夾角應盡量接近90？，在任何情況下不得小于30？。應盡可能避免在潮濕或巖石地帶以及需要深挖處穿越。

　　管道穿越鐵路或公路時(shí)，管頂距鐵路軌枕下面的埋深不得小于1.5m；距公路路面埋深不得小于1.2m；距路邊坡最低處的埋深不得小于0.9m。

　　當條件許可時(shí)，也可采用跨越方式交叉。輸氣管線(xiàn)跨越鐵路時(shí)，管底至路軌頂的距離，電氣化鐵路不得小于11.lm，其他鐵路不得小于6m。

　　一、穿越鐵路

　　1、穿越鐵路的一般要求：

　�。�1）穿越點(diǎn)應選擇在鐵路區間直線(xiàn)段路堤下，路堤下應排水良好，土質(zhì)均勻，地下水位低，有施工場(chǎng)地。穿越點(diǎn)不宜選在鐵路站區和道岔段內，穿越電氣化鐵路不得選在回流電纜與鋼軌連接處。

　�。�2）穿越鐵路宜采用鋼筋混凝土套管頂管施工。當不宜采用頂管施工時(shí)，也可采用修建專(zhuān)用橋涵，使管道從專(zhuān)用橋涵中通過(guò)。

　�。�3）輸氣管穿越鐵路干線(xiàn)的兩側，需設置截斷閥，以備事故時(shí)截斷管路。

　�。�4）穿越鐵路的位置應與鐵路部門(mén)協(xié)商同意后確定。

　　2、穿越鐵路的平面與縱斷面布置燃氣管道在鐵路下穿過(guò)時(shí)，應敷設在套管或地溝內，如圖5-5（課本P63圖4-6），管道敷設在鋼套管內，套管的兩端超出路基底邊，至鐵路邊軌的距離不小于2.5m，置于套管內的燃氣管段焊口應該最少，并需經(jīng)物理方法檢查，還應采用特加強絕緣防腐，對于埋深的要求是：從軌底到燃氣管道保護套管管頂應不小于1.2m。在穿越工廠(chǎng)企業(yè)的鐵路專(zhuān)用支線(xiàn)時(shí)，燃氣管道的埋深有時(shí)可略小一些。

 圖5-5 燃氣管道穿越鐵路1-燃氣管道；2-閥門(mén)；3-套管；4-密封層；5-檢漏管；6-鐵道二、穿越公路

　　1.公路等級劃分根據《公路工程技術(shù)標準》（JTJ01-1988），公路等級分為“汽車(chē)專(zhuān)用公路”和“一般公路”兩類(lèi)。汽車(chē)專(zhuān)用公路又分高速公路、一級公路、二級公路三個(gè)等級。汽車(chē)專(zhuān)用公路屬?lài)�家重要交通干線(xiàn)，車(chē)流量大，路面寬度大，技術(shù)等級較高。一般公路又分為二、三、四級，其車(chē)流量，路面寬和技術(shù)等級和重要程度依序降低。此外還有不屬?lài)�家管理的公路，如礦區公路，縣鄉公路等。

　　2.穿越公路的一般要求輸氣管線(xiàn)穿越公路的一般要求與鐵路基本相同。汽車(chē)專(zhuān)用公路和二級一般公路由于交通流量很大，不宜明挖施工，應采用頂管施工方法。其余公路一般均可以明溝開(kāi)挖，埋設套管，將燃氣管敷設在套管內。套管長(cháng)度伸出公路邊坡坡角外2m�？h鄉公路和機耕道，可采用直埋方式，不加套管。

　　三、頂管施工方法

　　地下燃氣管道穿越鐵路、電車(chē)軌道和城市主要干道時(shí)，一般不允許開(kāi)挖管溝，常采用頂管施工。運用液壓傳動(dòng)產(chǎn)生巨大的推力向土壤內頂進(jìn)套管，再將燃氣管道安裝在套管內。

　　1.頂力計算頂管施工必須有足夠的頂力，才能克服管道在頂進(jìn)過(guò)程中土壤對管道產(chǎn)生的阻力。頂管施工的主要設備（油泵、油缸或千斤頂）及配套設備（頂鐵、槽鋼）是根據所頂管道的最大頂力來(lái)進(jìn)行選擇的。頂管時(shí)，管道在土壤中承受兩種力：管端阻力和管外壁與土壤的摩擦力，總的阻力為：

　　 式中 D--管道外徑（m）；

　　q--土壤單位面積的抗力，取0.7～1.5MPa；

　　k--管道外壁在土壤中單位面積的摩擦力，取18～35kPa；

　　L--管道頂進(jìn)長(cháng)度（m）。

　　實(shí)際頂力取計算頂力的1.1～1.2倍，由此來(lái)選擇設備。

　　2.頂管方法

　�。�1）外擠壓頂進(jìn)法常用于400mm以下的小口徑管頂管施工。頂管前在鋼套管端部安設錐體頂頭，根據土壤可壓縮特性，借助頂力將管道四周土壤壓縮而不需要管內出土。錐體頂頭的作用是將正面阻力變?yōu)閭让婺Σ亮�，從而大大降低管道頂進(jìn)時(shí)的阻力。

　�。�2）管內出土法對于700mm以上的套管頂進(jìn)時(shí)，常采用管內出土法。先清除管內積土，出土范圍一般應保持超過(guò)管端前200mm的距離，以減少管道頂進(jìn)時(shí)的阻力。在頂管深度較淺及鐵路和建筑物下頂進(jìn)，要注意管內清土。防止管內泥土阻塞造成路面拱起、鐵路軌道變形、建筑物和鄰近管道損壞的事故發(fā)生（其原因是在頂力的作用下，管子頂端部分土壤結構發(fā)生變化。在管端不出土的頂進(jìn)狀態(tài)。管道頂進(jìn)時(shí)的受力情況包括3部分：管外壁與土壤的摩擦力；管內壁與土壤的摩擦力；管頂端面阻力。在頂力的作用下，使管道不斷頂進(jìn)，上述3方面的阻力各自不斷變化。管外壁與土壤的摩擦力是隨著(zhù)頂進(jìn)管道長(cháng)度的增加而均勻遞增的，管內壁與管內土壤的摩擦力的變化卻不同。

　　由于土壤的孔隙率為30%～60%，存在著(zhù)較大的壓縮性，進(jìn)入管內的土壤與管內壁的摩擦力逐漸增加，使斷面內土壤逐漸壓縮。與此同時(shí)，管頂端面阻力也在逐漸增加，致使土壤從軟塑狀態(tài)逐步過(guò)渡到可塑狀態(tài)、硬塑狀態(tài)與堅硬狀態(tài)，管前土壤將停止向管內移動(dòng)（一般人管土長(cháng)約2m），并迫使管前土壤不斷壓縮，由此而引起管端面阻力不斷增加，總阻力迅速上升。停止向管內移動(dòng)的管端面土層，隨著(zhù)頂力的增加不斷壓縮，并通過(guò)不斷增大的土壤內摩擦角向管端四周傳遞頂力，由此造成路面拱起、鐵路軌道變形等事故。因此，頂進(jìn)管道管內出土應嚴格按照“先挖后頂”的順序操作。

　　1）內擠壓出土法

　　一般用于大口徑套管頂進(jìn)。在頂進(jìn)套管頂端加焊特殊頂頭，頂頭外徑略大于管徑，內壁作成錐體（見(jiàn)圖5-6），借助油缸的推力，將進(jìn)入管內泥土壓縮成小于管內徑的圓柱體，使泥土與管底壁脫離。這樣，不僅使管道摩擦力減小，而且可以防止管內的積土阻塞。為了使出土機械化，應配備內擠壓機械出土專(zhuān)用設備。將切土鋼絲繩繞頂頭后壁1圈，并套人活絡(luò )夾箍?jì)?再將出土車(chē)推入管內靠近頂頭后壁，并將阻動(dòng)鋼問(wèn)壓人槽內（事先按小車(chē)長(cháng)度焊接于鋼管內）。啟動(dòng)油泵，按額定長(cháng)度要求頂進(jìn)，擠壓后進(jìn)入管內的圓柱體土壤引至出土車(chē)上。管道每次頂進(jìn)長(cháng)度應根據出土車(chē)長(cháng)度計算而定。

　　2）鉆孔法

　　根據土壤類(lèi)別選擇鉆頭，在鉆孔作業(yè)方便的一側開(kāi)挖工作坑。工作抗應有足夠的工作面，其深度應按鉆孔位置的需要而定，地下水位較高的地段應設排水井降低地下水位。工作坑應平整，墊上枕木及軌座后應找平。鉆頭中心和管道中心必須同心。鉆孔時(shí)，對于粘土土壤，鉆頭應比主機低1%鉆桿長(cháng)度；對于巖性土壤，鉆頭應比主機低5%鉆桿長(cháng)度，以補償鉆頭上抬。鉆孔允許偏差為每鉆40m長(cháng)度±150mm。套管長(cháng)度應與鉆桿長(cháng)度一致。鉆進(jìn)時(shí)應及時(shí)出土，鉆進(jìn)、出土、頂管，周而復始。穿越管道與干線(xiàn)管道應保持同心，穿越的管子允許偏差為管子長(cháng)度的±2%。

　　3）人工挖土法

　　先挖工作坑，將管子放到工作坑內千斤頂的前面，人在管道的最前端挖土，為管子開(kāi)路。挖出的土從管內運至管外，再吊到地面運走。挖一段后，搖動(dòng)千斤頂頂管。

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