摘要：分析了道路建设中桥梁、地面道路、电力、通信管线、排水箱涵的施工对输气管道的影响，提出了解决措施，对相关专业提出了设计建议。
关键词：道路施工；桥梁施工；箱涵施工；输气管道；保护
Protection of Existing Gas Transmission Pipeline during Urban Road Construction
GONG Xun
Abstract：The influence of construction of bridge，ground road，electrical and communication pipelines and box culvert on gas transmission pipeline during road construction is analyzed，and the solution measures are put forward. The design suggestions are made for the relevant professions.
Key words：road construction；bridge construction；box culvert construction；gas transmission pipeline；protection
1 概述
随着城市的发展，市政道路不可避免地要与城市范围内的输气管道交叉。如何使道路建设对输气管道的影响降到最低程度，是我们需要考虑的问题[1～3]。
某长距离输气管道，设计压力为9.2MPa，管道材质为X65，埋深(管底至地面)为2m左右。某城市道路(以下简称A号路)全长为15.5km，道路主线为城市快速路，主线设计车速为80km/h，道路大部分为桥梁、隧道形式，少部分为地面道路，道路全线有4个位置与输气管道的DN 600mm的支管平行或交叉。在A号路设计、施工中，我们妥善地解决了与输气管道相关的问题。
2 设计原则及前期准备
此输气管道的用户为电厂和城市门站，考虑到管道下游用户情况，改迁协调难度大、成本高，A号路原则上通过调整道路主体设计、施工方案，对输气管道采取保护措施等方法，避免改迁管道。
在A号路设计前，我们对道路沿线的管道做了物探。输气管道管理单位有其管道竣工资料，其中有详细的节点坐标、标高等数据。但由于输气管道设计、施工一般采用国家坐标系(如西安80坐标)，城市市政道路工程通常采用地方独立坐标，而通过软件转换坐标有误差，有时误差还较大，因此设计前的管道物探必不可少。目前无论输气管道还是地方市政工程，高程均为56黄海高程，竣工资料的标高可以作为参考。
3 桥梁对输气管道的影响与保护措施
桥梁对输气管道的影响主要集中在桥梁桩基上。桥梁桩基与输气管道的间距是重要的技术参数。按照《石油天然气管道保护条例》的要求，我们在A号路设计中原则上取水平净距不小于5m。为此，部分桥梁在设计中采用门架式桥墩(见图1)，图1中的左幅桥为A号路常规桥梁结构形式，右幅桥为避开输气管道，采用了门架式桥墩。
A号路桥梁桩基采用钻孔灌注桩，使用冲孔工艺成桩。冲孔施工方法振动较大，且对桩基周围土壤有一定挤土效应。为减小桩基施工对输气管道的影响，在靠近输气管道的桩基施工前，我们在桩与输气管道间先设置一道混凝土挡墙。在桩基施工时，离输气管道底部5m(约离地面7m)以上的桩基采用人工挖孔，以下的部分采用机械施工。
4 地面道路对输气管道的影响与保护措施
A号路部分地面道路与输气管道相交，其对输气管道的影响主要集中在路基碾压过程中。
A号路为城市快速路，建设标准高，路面结构厚度约80cm，路基需要分层碾压以满足道路密实度要求。考虑到输气管道设计压力高，环向应力大，为保证管道在道路施工及今后运行中的安全，我们对A号路车行道下的输气管道采用管沟保护(见图2，图中尺寸单位为mm，以下同)。管沟内壁与输气管道之间净距不小于50cm，采用现浇施工，两端伸出道路边缘2m，并要求施工中尽量保留输气管道周围的原土，避免破坏管道防腐层。
此外，A号路由于改造地面道路，导致埋在道路下方的次高压燃气管道埋深减小，这种情况我们也采取了同样的管沟保护方式。
5 电缆对输气管道的影响与保护措施
A号路有部分新建电力、通信管线与输气管道相交，考虑到杂散电流可能会对输气管道造成腐蚀，按照《输气管道工程设计规范》GB 50251—2003中第4.3.12条第2款的规定，管道需要“采用相应的最高绝缘等级”[4]。
由于输气管道已通气运行，我们只能对电力及通信管线用钢筋}昆凝土包封，作电气屏蔽处理，避免杂散电流对输气管道造成腐蚀。
我们将电缆沟与输气管道交叉点两侧各10m以内部分改为埋管(电缆在套管内穿过)敷设，套管采用加厚玻璃钢管并用钢筋混凝土包封(现浇施工)，并对钢筋网作电气焊接连通，见图3。通信管道原设计就采用埋管形式，故只在交叉位置前后各10m采用与电力电缆相同的钢筋混凝土包封，并对钢筋网作电气焊接连通。
为了便于施工及减小施工对输气管道的影响，我们将电力及电信管线埋设在输气管道上方，并按照规范要求，使电力、电信管线与输气管道垂直净距不小于0.5m。
6 排水箱涵从输气管道下方穿过
A号路有1处新建排水箱涵需要从输气管道下方穿过，箱涵断面尺寸(宽×高)为4.0m×2.4m。
箱涵采用现浇施工，需要先开挖基坑。按照原设计，基坑采用机械开挖，开挖深度约5m，放坡坡度为1:1，基坑顶面开挖宽度为15m。箱涵开挖后，输气管道悬空暴露，这对管道的安全带来很大隐患。因此，我们调整了设计及施工方案。
首先调整箱涵设计标高，使箱涵与输气管道垂直净距不小于50cm，垂直方向保证足够的安全距离和操作空间。再调整箱涵伸缩缝位置，使输气管道位于一节箱涵的中间。
箱涵分两阶段施工，见图4、5。一阶段时，先在输气管道两侧、箱涵伸缩缝处打钢板桩。为加强钢板桩整体刚度，再在钢板桩背后横向设两根槽钢。此外，在钢板桩施工前，我们将钢板桩施工位置的地面标高降至与输气管道管底标高相同，以减小钢板桩施工产生的振动对输气管道的影响。钢板桩施工完成后，开挖一阶段箱涵基坑，进行一阶段箱涵施工，完毕后，拔除钢板桩。钢板桩使得一阶段基坑开挖时，输气管道周边填土不散落、不坍塌。
二阶段箱涵基坑分两级开挖。第一级开挖至箱涵顶，边坡坡度为1:1，其间用人工挖出输气管道，将管道先用橡胶带缠绕四周，再用细木条包裹，捆扎结实，以保护管道防腐层，避免暴晒。第二级从箱涵顶至底，开挖深度为3m，竖直开挖。先开挖侧墙位置，用槽钢横向支撑在已经完成的一阶段箱涵侧墙上。槽钢长度为13m，两端各搭接1.5m。要求边挖边撑，挖够一根槽钢宽度，就立即进行横向支撑。
考虑到输气管道设计压力高，环向应力大，为减小悬空引起的输气管道额外增加的应力，二阶段基坑开挖时，我们用工字钢从输气管道下方穿过，两端搭在已建好的一阶段箱涵顶，支撑输气管道。
在二阶段箱涵施工完毕后，拆除用来支撑输气管道的工字钢，拆除输气管道上缠绕的橡胶带、细木条。填土时分层回填碾压，密实度不小于93%，避免输气管道下方土壤沉降。
7 道路与输气管道截断阀室的间距
相对于输气管道，截断阀室往往容易被忽视。截断阀室通常有放空功能，若道路距离放空管过近，紧急情况下需要放空时，放空的天然气就有可能被附近道路上行驶的车辆引燃，发生危险。因此，在《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183—2004中，对截断阀室、放空管与道路的距离作了相对于输气管道更为严格的规定[5]。
在GB 50183—2004表4.0.4中，阀室为五级天然气厂站，放空管按照“可能携带可燃液体的火炬间距减少50%”来计算与道路的间距。A号路为城市市政道路，不属于高速公路，管道截断阀室、放空管与道路的距离应按照该表中的“其他公路”计算。但考虑到A号路为城市快速路，道路主线车速快、车流量大，而匝道、辅道车速慢、车流量小。为安全起见，我们将道路主线按照该表中的“高速公路”考虑，匝道、辅道按照“其他公路”考虑来校核间距。即道路主线与截断阀室、放空管的水平净距分别为20m、40m，匝道、辅道的相应水平净距分别为10m、30m。
参考文献：
[1] 杨光，谷凯.高压输气管道破裂泄漏事故影响分析[J].煤气与热力，2008，28(8)：B25-B28.
[2] 董捷，黄小美，张永兴.燃气管道与悬臂桩基坑安全间距研究[J].煤气与热力，2009，29(6)：A38-A42.
[3] 胡士信.煤气管道杂散电流干扰及排流保护[J].煤气与热力，1996，16(1)：23-29.
[4] GB 50251—2003，输气管道工程设计规范[S].
[5] GB 50183—2004，石油天然气工程设计防火规范[S].
(本文作者：龚勋 深圳市市政设计研究院有限公司 广东深圳 518029)
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