明挖隧道工程交汇高压天然气管道安全保护实践
来源:《管道保护》2022年第6期 作者:孙超燕 张宇曦 时间:2022-12-20 阅读:
孙超燕 张宇曦
广东大鹏液化天然气有限公司
妈湾跨海通道(月亮湾大道—沿江高速)项目建设,是粤港澳大湾区道路网结构的重要组成部分。跨海通道工程施工段原始地质条件为滨海滩涂,经填海造地,地层底部为软塑—流塑状、含水率较高的淤泥层,上部为人工填石层,平均厚度约9.23 m,最大层厚达20.6 m。明挖隧道段有332 m邻近广东大鹏在役天然气管道(图 1),施工间距最近5.5 m,基坑开挖深度24 m~32 m,施工过程中存在基坑倾斜或垮塌、桩基震动、重车碾压等多种安全风险因素,管道保护难度大。为了有效管控隧道施工风险,广东大鹏公司采取了如下措施。
图 1 妈湾跨海通道与天然气管道位置
(1)开展风险评价和方案论证。公司与属地管道保护主管部门,项目建设、设计、监理、施工、监测等单位就隧道工程设计方案、专项管道保护方案的可行性进行了多轮次讨论,先后组织三次专家会议论证专项安全风险评价报告和管道保护专项方案。最终确定采用隔离桩保护方案,即在在役天然气管道与通道基坑围护结构之间增加钻孔灌注桩,以防范和消减深基坑开挖、打桩、重载等造成管线周边土体的裂隙、滑动、塌陷、倾斜等问题。同时为保证管道保护方案的安全实施,多措并举对施工作业活动全面精细化管控。
(2)比选验证管道保护方案。正式施工前,在远离管道处进行试桩试验,比选隔离桩施工工艺及组合工艺对管道影响程度和实际防护效果,验证效果见表 1。经过试验比选,最终采用方案4,可以最大限度降低对管道周边土体扰动,管道保护效果较好,同时提高了施工工效,缩短了施工周期,见图 2。
表 1 隔离桩保护方案比选结果
图 2 复合方案图示
(3)针对问题及时调整施工方案。单个隔离桩施工比较顺利,但连续完成4、5根桩后,由于桩头尚未进行连接,整体无法形成稳定结构,打桩时的扰动导致土体发生不均匀位移,沉降速率异常增高。经与建设方、施工方再次讨论分析,优化工序,重新调整为隔离桩配合地下连续墙开挖并补充注浆加固的方案,同时采用跳桩施工,让被开挖扰动的土体得到稳定和固化,最终由多个组合体形成支撑面,达到整体稳固目的。施工速率达到1~1.5 d/根,加固结构全部完工后,管道直接监测点沉降约3 mm,远低于8 mm预警值,管道安全得到有效保证。
(4)明挖隧道施工管控要点。加强沉降位移数据监测。作业现场增设了全自动全站监测仪,该设备采用GPS定位并配合内置陀螺仪精准控制自动旋转角度,按照既定程序,按时自动测量10个管道本体直接监测点和21个间接监测点的沉降位移数据,可及时发现异常土体位移和沉降。
(5)强化施工全过程防控。设置24小时专职看护,聘请有监理资质的专业人员现场监管,管理人员定期巡查。执行建设、施工、监理单位入场前三级安全宣贯和技术交底制度,对施工班组负责人、新入场施工人员、特种作业人员、非常规作业人员进行重点培训并加强监督,确保所有施工人员规范施工,管理措施落实到位。现场布设了4台全天候智能监控摄像机,通过智能监控平台,全方位监护管道和作业安全,关键节点防护到位,压实现场监督管理职责。
(6)与建设方、施工方建立了会商研判机制。针对施工期间管道周边土体扰动情况、监测数据变化情况,定期会商研判风险趋势,及时采取有效防护措施。
(7)联防联控,齐抓共管。对工况改变、多次动土、单位变更等情况,由建设项目监管单位、辖区油气长输管道保护部门、街道办、管道企业、建设单位、监理单位、施工单位七方共同签署《动土作业确认表》,强化多方职能,实现安全防控多维度管理。
管道保护隔离桩及地连墙作业历时9个月完成,目前并行段基坑开始全断面开挖,平均开挖深度20 m,最深处开挖至24 m,监测的管道位移累计沉降最大值为5.5 mm,实时跟踪监测的各项指标正常,管线周边地质始终处于稳定状态(图 3)。
图 3 监测数据截图
我们的体会是:
(1)应对管道保护方案进行实地试验比选,进一步验证工法的安全性和可实施性。
(2)实际工况与设计和施工方案中模拟情况仍可能存在较大的参数差异性和随机性,实时监测十分必要。施工期间一旦发现异常,立即停止作业,采取应急加固措施,及时调整、优化施工方案。
(3)应加强施工全过程监督管理,防止人为因素、施工质量因素以及自然灾害因素等叠加带来的风险,确保施工期间管道状态安全可控。
作者简介: 孙超燕,1984年生,2006年毕业于河北石油管道学院,管道保护经理,现从事管道保护工作。联系方式:15920862613,sun.chaoyan@gdlng.com。
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