第二节穿越道路与铁路施工

　　燃气管道在铁路、电车轨道和城市主要干道下穿过时，应敷设在钢套管或钢筋混凝土套管内。穿过铁路干线时，应敷设在涵洞内。套管两端应超出路基底边，至最外边轨道的距离不得小于3m.穿跨管道应选择质量好的长度较长的钢管，以减少中间焊缝。焊缝应100%射线探伤检查，其合格级别应按现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323）的“Ⅱ级焊缝标准”执行。穿越工程钢制套管的防腐绝缘应与燃气管道防腐绝缘等级相同。

　　管道穿越铁路或公路的夹角应尽量接近90？，在任何情况下不得小于30？。应尽可能避免在潮湿或岩石地带以及需要深挖处穿越。

　　管道穿越铁路或公路时，管顶距铁路轨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；距路边坡最低处的埋深不得小于0.9m。

　　当条件许可时，也可采用跨越方式交叉。输气管线跨越铁路时，管底至路轨顶的距离，电气化铁路不得小于11.lm，其他铁路不得小于6m。

　　一、穿越铁路

　　1、穿越铁路的一般要求：

　　（1）穿越点应选择在铁路区间直线段路堤下，路堤下应排水良好，土质均匀，地下水位低，有施工场地。穿越点不宜选在铁路站区和道岔段内，穿越电气化铁路不得选在回流电缆与钢轨连接处。

　　（2）穿越铁路宜采用钢筋混凝土套管顶管施工。当不宜采用顶管施工时，也可采用修建专用桥涵，使管道从专用桥涵中通过。

　　（3）输气管穿越铁路干线的两侧，需设置截断阀，以备事故时截断管路。

　　（4）穿越铁路的位置应与铁路部门协商同意后确定。

　　2、穿越铁路的平面与纵断面布置燃气管道在铁路下穿过时，应敷设在套管或地沟内，如图5-5（课本P63图4-6），管道敷设在钢套管内，套管的两端超出路基底边，至铁路边轨的距离不小于2.5m，置于套管内的燃气管段焊口应该最少，并需经物理方法检查，还应采用特加强绝缘防腐，对于埋深的要求是：从轨底到燃气管道保护套管管顶应不小于1.2m。在穿越工厂企业的铁路专用支线时，燃气管道的埋深有时可略小一些。

 图5-5 燃气管道穿越铁路1-燃气管道；2-阀门；3-套管；4-密封层；5-检漏管；6-铁道二、穿越公路

　　1.公路等级划分根据《公路工程技术标准》（JTJ01-1988），公路等级分为“汽车专用公路”和“一般公路”两类。汽车专用公路又分高速公路、一级公路、二级公路三个等级。汽车专用公路属国家重要交通干线，车流量大，路面宽度大，技术等级较高。一般公路又分为二、三、四级，其车流量，路面宽和技术等级和重要程度依序降低。此外还有不属国家管理的公路，如矿区公路，县乡公路等。

　　2.穿越公路的一般要求输气管线穿越公路的一般要求与铁路基本相同。汽车专用公路和二级一般公路由于交通流量很大，不宜明挖施工，应采用顶管施工方法。其余公路一般均可以明沟开挖，埋设套管，将燃气管敷设在套管内。套管长度伸出公路边坡坡角外2m。县乡公路和机耕道，可采用直埋方式，不加套管。

　　三、顶管施工方法

　　地下燃气管道穿越铁路、电车轨道和城市主要干道时，一般不允许开挖管沟，常采用顶管施工。运用液压传动产生巨大的推力向土壤内顶进套管，再将燃气管道安装在套管内。

　　1.顶力计算顶管施工必须有足够的顶力，才能克服管道在顶进过程中土壤对管道产生的阻力。顶管施工的主要设备（油泵、油缸或千斤顶）及配套设备（顶铁、槽钢）是根据所顶管道的最大顶力来进行选择的。顶管时，管道在土壤中承受两种力：管端阻力和管外壁与土壤的摩擦力，总的阻力为：

　　 式中 D--管道外径（m）；

　　q--土壤单位面积的抗力，取0.7～1.5MPa；

　　k--管道外壁在土壤中单位面积的摩擦力，取18～35kPa；

　　L--管道顶进长度（m）。

　　实际顶力取计算顶力的1.1～1.2倍，由此来选择设备。

　　2.顶管方法

　　（1）外挤压顶进法常用于400mm以下的小口径管顶管施工。顶管前在钢套管端部安设锥体顶头，根据土壤可压缩特性，借助顶力将管道四周土壤压缩而不需要管内出土。锥体顶头的作用是将正面阻力变为侧面摩擦力，从而大大降低管道顶进时的阻力。

　　（2）管内出土法对于700mm以上的套管顶进时，常采用管内出土法。先清除管内积土，出土范围一般应保持超过管端前200mm的距离，以减少管道顶进时的阻力。在顶管深度较浅及铁路和建筑物下顶进，要注意管内清土。防止管内泥土阻塞造成路面拱起、铁路轨道变形、建筑物和邻近管道损坏的事故发生（其原因是在顶力的作用下，管子顶端部分土壤结构发生变化。在管端不出土的顶进状态。管道顶进时的受力情况包括3部分：管外壁与土壤的摩擦力；管内壁与土壤的摩擦力；管顶端面阻力。在顶力的作用下，使管道不断顶进，上述3方面的阻力各自不断变化。管外壁与土壤的摩擦力是随着顶进管道长度的增加而均匀递增的，管内壁与管内土壤的摩擦力的变化却不同。

　　由于土壤的孔隙率为30%～60%，存在着较大的压缩性，进入管内的土壤与管内壁的摩擦力逐渐增加，使断面内土壤逐渐压缩。与此同时，管顶端面阻力也在逐渐增加，致使土壤从软塑状态逐步过渡到可塑状态、硬塑状态与坚硬状态，管前土壤将停止向管内移动（一般人管土长约2m），并迫使管前土壤不断压缩，由此而引起管端面阻力不断增加，总阻力迅速上升。停止向管内移动的管端面土层，随着顶力的增加不断压缩，并通过不断增大的土壤内摩擦角向管端四周传递顶力，由此造成路面拱起、铁路轨道变形等事故。因此，顶进管道管内出土应严格按照“先挖后顶”的顺序操作。

　　1）内挤压出土法

　　一般用于大口径套管顶进。在顶进套管顶端加焊特殊顶头，顶头外径略大于管径，内壁作成锥体（见图5-6），借助油缸的推力，将进入管内泥土压缩成小于管内径的圆柱体，使泥土与管底壁脱离。这样，不仅使管道摩擦力减小，而且可以防止管内的积土阻塞。为了使出土机械化，应配备内挤压机械出土专用设备。将切土钢丝绳绕顶头后壁1圈，并套人活络夹箍内4再将出土车推入管内靠近顶头后壁，并将阻动钢问压人槽内（事先按小车长度焊接于钢管内）。启动油泵，按额定长度要求顶进，挤压后进入管内的圆柱体土壤引至出土车上。管道每次顶进长度应根据出土车长度计算而定。

　　2）钻孔法

　　根据土壤类别选择钻头，在钻孔作业方便的一侧开挖工作坑。工作抗应有足够的工作面，其深度应按钻孔位置的需要而定，地下水位较高的地段应设排水井降低地下水位。工作坑应平整，垫上枕木及轨座后应找平。钻头中心和管道中心必须同心。钻孔时，对于粘土土壤，钻头应比主机低1%钻杆长度；对于岩性土壤，钻头应比主机低5%钻杆长度，以补偿钻头上抬。钻孔允许偏差为每钻40m长度±150mm。套管长度应与钻杆长度一致。钻进时应及时出土，钻进、出土、顶管，周而复始。穿越管道与干线管道应保持同心，穿越的管子允许偏差为管子长度的±2%。

　　3）人工挖土法

　　先挖工作坑，将管子放到工作坑内千斤顶的前面，人在管道的最前端挖土，为管子开路。挖出的土从管内运至管外，再吊到地面运走。挖一段后，摇动千斤顶顶管。

　　附件下载：地下燃气管道特殊施工