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1、_工程设计 石 l 程 建设 陕京三线输气管道南庄隧道设计及施工方案优化 王奉生 ,秦玉新 中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司,河北任丘 0 6 2 5 5 2 d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 1 - 2 2 0 6 2 0 1 6 。 0 1 0 1 2 摘要:随着国家对环保要求的日益提高,油气管道在穿越高山峻岭、大江大河地段越来越多地采用隧道穿越 方式。油气管道隧道作为小断面隧道具有开挖断面小、工作空间有限、机械配型困难及工序互相干扰等难点。 通过分析陕京三线南庄隧道设计、施工方案优化情况 ,提出在纵向设计、开挖作业、装渣及运输、衬砌、管道 安装
2、方面的优化措施,为今后油气管道隧道优化设计、施工提供了参考。 关键词 :油气管道隧道 ;方案优化;纵向设计;衬砌方案;管道安装 D e s ig n a n d C o n s t r u c t io n S c h e me s Op t i miz a t io n o f Na n z h u a n g T u n n e I o f T h i r d S h a n x i B e i j i n g G a s P i p e l i n e W ANG F e n g s h e n g,QI N Yu x i n No mh Ch i n a Co mp a n y o f
3、 C h i n a P e t r o leu m E n gi n e e r i n g Co,L t d ,Re n qi u 0 6 2 5 5 2,Ch i n a Ab s t r a c t :Al o n g wi t h t h e i n c r e a s in g r e q u i r e me n t s f o r e n v i r o n me n t a l p r o t e c t io n,t h e t u n n e l s f or o i l a n d g a s p i p e l i n e s c r o s s i n g h ig
4、h a n d s t e e p mo u n t a i n s a n d wi d e r iv e r s a r e a p p l i e d mo r e a n d mo r e Oi I a n d g a s p i p e li n e t u n n e l s a s a k i n d o f s ma l J c r o s s s e c t io n t u nn e I h a v e t h e d j s a d v a n t a g e s s u c h a s s ma I I e x c a v a t io n c r o s s s e
5、c t io n,I i mi t e d wor k i n g s p a c e, d if f i c u lt e q u ip me n t ma t c h i n g a n d mu t u a I i n t e r f e r e n c e i n wo r k in g p r o c e d u r e s Th r o u g h a n a ly z i n g t h e d e s i g n a n d c o n s t r u c t i o n s c h e me s o p t i miz a t i o n o f N a n z h u a
6、n g T u n n e I o f T h i r d S h a a n x i B e i j i n g G a s P i p e l i n e t h e o p t ima I me a s u r e s i n lo n g i t u d i n a I d e s i g ne x c a v a t ion mu c k I o a d i n g a n d t r a n s p o RI i n i n g a n d p i p i n g i n s t a l l a t i o n a r e p u t f o r wa r d K e y wo r
7、 d s :o i l g a s p i p e l i n e t u n n e l ;s c h e me o p t i miz a t i o n;lo n g i t u d i n a l d e s i g n; l i n i n g s c h e me; p i p i n g i n s t a l l a t i o n 陕京三线输气管道工程 良乡 一西沙屯段项 目途 经北京市门头沟西部山区,山势陡峭 ,植被茂密。为 降低施工难度 ,减少植被破坏和水土流失 ,采用了隧 道穿山方案。本文将结合油气管道隧道的特点以及南 庄隧道设计、施工经验 ,对油气管道隧道优化方案展
8、开探讨。 1 油气管道隧道特点 油气管道隧道具有断面小、施工对围岩破坏小 、 静载运行、隧道放坡角度可调整范围大、周边环境对 隧道及管道运营影响小、埋深浅、地层透水可能性及 透水量相对较小、地层相对破碎等特点 ,而且衬砌与 开挖掘进不能同时进行 ,与公路隧道、铁路隧道、矿 山隧道、 水工隧道等有着较大区别。主要存在 ( _ f 旧 : ( 1 )油气管道隧道受地形制约,纵坡坡度大、 斜巷长度长。 ( 2)开挖断面小,机械配型困难 ,无法配置大 型机具。 ( 3 )工作空间有限,影响装渣及运输。 ( 4 )隧道施工各个工序之间存在相互影响的问 题 ,如开挖支护与二衬施工存在干扰、隧道衬砌制约 后
9、期管道安装。 ( 5 )隧道施工区地质条件复杂 ,存在富水 、高 地应力、溶岩、卵石层等不良地层。 2 油气管道隧道设计、施工方案优化 2 1 纵向设计方案优化 隧道纵断面的纵坡,一般在考虑使用要求、隧道 施工及排水、管道安装、巡检维护等条件下尽可能取 较平缓的坡度。减缓纵坡坡度,可缩短提升机械的爬 坡时间,提高出渣效率,有利于开挖及初期支护施工 加快进度,而且降低施工难度,保障安全。同时纵坡 放缓后,有利于隧道内排水,便于洞内施工。 2 2 开挖作业方案优化 隧道开挖应根据地层地质条件 ,结合施工方法、 施工机械 ,确定循环进尺及施工速度 ,保持各工序互 _工程设计 石油工 程 建设 3 2
10、 开挖作业方案优化 采用农用车搭载简易施工平台,具有施工机动灵 活、避免二次出渣 、简化施工组织程序的优点,推广 意义较大。 3 3 装渣及运输方案优化 ( 1 )采用 4 O型装载机装渣 ,在距离隧道掘进 工作面最近的错车洞内将弃渣装入自卸式汽车,转运 至渣场。斜井出渣采用装载机铲渣,在变坡点加宽段 卸渣,通过 自卸式汽车转运至弃渣场的方式。 ( 2 )隧道内原错车洞间距为每 3 0 0 m一处 ,为 ; 13 ,1央施工进度 ,错车洞间距调整为每 1 5 0 m一处。 并在错车洞处增加 3个挖掘机、1 个装载机、1 个 _ 1 型设备停车洞 ,以减少出渣时间,压缩循环时间。 3 4 衬砌方
11、案优化 南庄隧道 II I 、IV、V级围岩采用初期支护与二次 衬砌相结合的复合式衬砌结构,初期支护采用喷锚衬 砌。由于隧道断面较小,二次衬砌施工与隧道开挖施 工相互干扰较大,且管道交付运营日期临近,工期紧 张,为加快施工进度 ,结合中缅岩鹰山隧道、中贵线 藤家湾隧道等工程经验 ,取消部分地段 、I V、V级 围岩二次衬砌结构,在原初期支护的基础上 ,施做内 层喷射混凝土和钢拱架结构 卅。南庄隧道 V级围岩 二次衬砌钢架设计见图 2 。 2 2 9 大、施工周期长,为保证管道安装工期,满足管道安 全、安装及运营维护要求,提出斜巷段管道架空敷 设、平巷段管道覆土敷设的方案。隧道洞内平巷段管 道覆
12、土敷设方案见图 3 。 、 | , J l 0 o) , : I - I 细回填 蔓 i - “ 0 浸 鱼 警 n1 n d t C 一 一一 要 弗 l 蚤 穗 煎 ,。 案簿 ,王 、 r -: 。、 皿 I 排水沟 一 : 0 _ _ 一 。N 图3 南庄隧道洞内平巷段管道覆土敷设示意( 单位 : c m) 4 结束语 通过对南庄隧道设计及施工方案优化,降低了工 程施工难度及风险, 节约了工期。施工过程中实施情 况良好 ,于 2 0 1 3年 8月 2 3日顺利贯通 ,项 目运行 至今各项数据正常。本工程的优化方案可为今后油气 管道隧道优化设计、施工提供参考。 参考文献 1 J 王建宇
13、 关于山岭隧道工程的技术进步 J J l 现代隧道技术 , 2 0 0 4 , (S 2) : 1 1 0 【 2 】 何树生, 史航, 杨建 , 等油气管道隧道喷锚衬砌支护技术的应 用 J 】 油气储运, 2 0 1 5 , 3 9 ( 1 ) : 8 1 8 5 【 3 】郭强 山区大坡度小断面隧道施工技术 【 J 】 l 石油工程建设 , 2 0 0 8 , 3 4 ( 4) : 2 7 2 9 【4 】叶明山体隧道内大口径管道施工技术 【 J 石油工程建设 , 2 0 1 0。 3 6 ( 2) : 6 9 7 1 描 杆 作者简介 : 图 2 南庄隧道V级围岩二次衬砌钢架设计( 单位:c m) 3 5 管道安装方案优化 王奉生 ( 1 9 8 5 一 ) ,男,山东滕州人,工程师,2 0 0 7 年毕业于中 国石油大学 ( 华东)化学工程与工艺专业 ,现从事长输管道设计 工作。E ma i l :9 1 0 0 4 3 0 6 1 q q c o m 因斜巷段架空敷设工程量大 、施工难度相对较 收稿日期: 2 0 1 5 0 7 0 8 ; 修回日期: 2 0 1 5 1 1 2 3
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