试论管道敷设施工中的常见(岩土)问题分析
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作者: 龙 克
摘要:管道敷设具有工程线路长,施工周期长的特点,由于是地下工程,地质条件的复杂进一步加大了管道敷设工程的施工难度,本文针对管道敷设施工中常见的问题分析进行讨论。
关键词:管道敷设;施工;问题;分析
我国地域广阔,多变的地形,复杂的地质构造,频繁发生的自然灾害都会给长输管道的施工造成很大的阻碍。同时,长输管道的施工也会改变一些山体条件,导致隐藏起来的不稳定山体发生滑塌现象,给长输管道工程带来很大困难。目前大型或者特大型管道敷设工程开始重视地质问题,施工中尽量避开大型滑坡地段。但仍有一些中小型滑坡地段潜在的威胁着管道的输营安全。因此,讨论管道敷设施工中的岩土问题是很必要的。
一、管道敷设施工中的岩土问题的分析
据统计,近年来我国滑坡、泥石流、洪水等自然灾害以不断上升的趋势,使人民生命财产都遭受巨大的损失,管道敷设属于隐蔽工程,受岩土条件以及各种应力的影响,在施工过程中很容易受损,而一旦受损,修复因受气候与施工条件的影响也会十分困难。同时,在戈壁、平原、丘陵、土石地区管道敷设中,需先修建便易道路,也将会放大施工作业的影响范围。因此,在管道敷设施工中需要重视各种不同的岩土问题,并采取相应的对策,才能保证管道敷设的安全施工与顺利运用。
(一)管道敷设开挖基坑时的问题
地下管道敷设工程路线较长,需要穿越不同的地质岩土层,在管道敷设施工中,开挖基坑时,将会减少基坑下部的隔水层厚度,当隔水层承受不了承压水的压力时,导致承压水冲破基坑底板,从而容易出现管涌、地质坍塌、失稳等事故,若是开挖基坑后回填不当,也会出现因地质结构不均匀和地表荷载过量而导致的沉降事故。
(二)管道敷设施工中遇到的冻土问题
因气候问题,管道周围的土质环境也会因此受到一定的影响,产生冻土融化与土质流变。因输油管道在输送过程中会向周围的土壤散发热量,引起冻土融化,从而导致融化下沉的现象发生。也会遇到边坡融冻形成泥流与滑塌、冰丘与冰椎等灾害。而这些都将会引起地下埋藏的管道的变形现象,同时也会使局部应力增加,严重时,将会造成断裂事故。此外,在高寒地带,受到冻土冻胀的作用从而导致打入基础中的短桩上拔,使高架敷设的管道也难逃变形之灾。
(三)管道敷设边坡地质条件下的施工遇到的问题
在边坡地质条件下的有关管道敷设工程,管道敷设往往会对山体的稳定性有明显的破坏,如果施工不当,很容易使稳固的坡体出现滑动现象。因此,在施工中,应特别注重边坡的岩石性质。通常由硬质岩石与土体组成的边坡,其抗风化与抗水侵蚀的能力较强,结构会比较稳定,而由软质岩石与土体组成的边坡稳定性相对较差,容易滑动或者坍塌;同时,边坡的稳定状况受岩土的层面、缝隙等的倾向影响很大,若其倾向与边坡反向,边坡就会较稳定;若是方向相同,边坡就容易坍塌和滑动。在施工过程中,开挖坡脚不合理,或者堆放材料不合理,都会改变边坡平衡度,引起边坡滑动。
在管道敷设过程中,因缺少对坡脚的水工保护措施,余土会散堆在坡脚,新填土和部分坡脚原土将会被河道侵蚀,使坡脚对滑坡体的支撑削弱,大量地表水将会渗入地下,而边坡的滑动与水有直接关系,水将增加岩土的容重,软化岩土,使岩土的抗剪强度受损,从而导致垮塌现象。因管道敷设设计的路线,往往优先选择平稳、顺直的地段,所以会使滑坡体的抗滑段受到损害,当管道敷设工程横穿坡体抗滑段或者挤压段时,会在一定程度上削弱抗滑段的抗滑力。另外,工程施工过程所带来的振动,有可能造成排水方面出现局部排放不畅等,这些都可能是造成滑坡的诱因。
二、应对管道敷设施工中问题的防范措施
在进行长输管道的敷设之前,要严格根据管道所在区域的区域地质资料对需要施工的地区进行地质勘查,查明管道沿线滑坡、坍塌、泥石流等较差的地质现象,保证穿越区的区域稳定性良好。
管道敷设施工中遇到滑动或坍塌的坡体,应首先采取绕行方案,此外,在复杂的滑坡因素下导致治理困难的情况下,也可采用绕避方案。
避免管道敷设施工过程中产生新的诱因,仔细分析管道建设对边坡稳定性的影响,为增加抗滑力采取必要的工程措施,减少下滑力。
滑坡和坍塌的发生与地表水和地下水有着直接关系,因此,需要采取有效的排水措施,既要避免滑坡段坡体表面聚集地表水,也要避免邻近坡体的地表水排到滑坡体地段。同时为了防止地表水渗透到坡体深层,需要对地表做出适当的处理;另外,要防止河道和沟渠等地表水对山体防滑段的冲刷,保护好坡体的自身抗滑能力。对地下水,施工中,需要分析施工区域中地下水的补给方式与范围,防止地下水位在暴雨季节的大幅度上升,应及时把补给地下水多余的地表水排走。
开挖管道沟槽时,应根据地质土层的情况,及时做出支撑,避免发生坍塌、滑坡等。在回填管槽时,必须根据现场施工条件,选择合理的填料,填料中不允许存在淤泥及植物残骸,以免引起沉陷事故。同时填料的含水量不可超过最大含水量,另外采取对填土地基进行压实。
在高寒(冻土)地带,敷设输油等管道时,最重要的是要避免管道敷设处存在地基融化沉降以及冻胀。可利用卵石与大量石块在管道与冻土之间进行回填以起到隔离效用,卵石颗粒间的缝隙将帮助管道散发热量,同时要选用高质量的保温材料对管道进行包裹,同时做好各管段接口处技术工作,使其能适应因温度变化引起的热胀冷缩。从而保证管道的顺利敷设与安全运行。
总之,随着长输管道等地下工程的规模越来越大,沿线施工所面临的岩土工程问题也将大幅度的增多,沿线滑坡、崩塌、基坑不稳、冻土等不良地质现象也将严重影响管道的施工及运营安全。因此,地下管道敷设的工程应高度重视岩土问题,确保在山区地段进行大型管道敷设施工时,达到高质量的施工目标,努力减少管道维修,同时,为防止管道受到水的冲刷,应对陡峭的坡地做好水工保护,保证安全施工。
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作者简介
姓名:龙克,性别:男 学历:本科,出生年月:1975年4月生,
籍贯:陕西周至,
职称:工程师(中级)
研究方向:岩土工程勘察
工作单位:中国石油天然气管道工程有限公司勘察事业部:
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