张家口建筑工程集团有限公司河北张家口075000
摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，集中供热工程是我国北方城市重要的市政基础设施工程，在供热管道施工过程中可能会遇到各类障碍物，需要采用非常规的跨越敷设方式通过障碍物。目前常用的跨越敷设方式有：深层开挖法、支架法、定向钻拉管法、顶管法和盾构法。各种跨越敷设方式都有其优缺点，可以根据工程管径、跨越距离、工期要求和资金成本等情况，选择最优的跨越敷设方式进行施工。跨越段供热管道由于所处位置特殊，大多不便于日后检修，所以要加强该段施工质量的控制。
关键词：供热管道；跨越敷设；对比分析
引言
目前,世界上建成的各种管道的长度已超过250×104km,原油、成品油和输气管道的建设与发展已有规律可循。管道已成为世界能源运输的主要方式,其总长度己超过了世界铁路的总里程,并且在发达国家和中东产油区的油品运输现已全部实现了管道化,而我国所建的管道总计约为2.4×104km,其中直径为377mm以上的管道不足1.5×104km,与铁路、航空等其他运输方式相比发展得还不够。近年来,随着国民经济的快速发展,能源需求的增长及能源结构的调整,使我国油气长输管道敷设量与日俱增,管道建设的技术也不断向前发展,尤其是穿越、跨越技术,可以穿越或跨越公路、铁路、江河、水网、沼泽、峡谷等不同的较为复杂地理环境,有些技术已经接近或超过世界先进水平。
1深层开挖敷设方式
当遇到障碍物，而以供热管道设计高度敷设无法通过时，我们加大开挖深度，使供热管道在障碍物下方通过，这就是深层开挖敷设方式。在具体的实施中，一般在遇到其他市政管线障碍时常用此种方法。如果是供热管道通过道路障碍，直接开挖会破坏已经形成的路面及路面下的结构层，路面恢复后不美观，平整度很难与原路面保持一致，路面结构层也难以恢复到破坏之前的强度。但由于这种跨越敷设方式工期短、投资小，在遇到交通量较小的道路时也会经常使用。所以建议道路规划阶段，在交通量较大的路口应考虑市政管线穿越，预留过路套管。当供热管道通过河流时，如果河流未通航，水量较小，也可以在施工段河流中修建围堰挡水，将围堰中的水抽干后再进行开挖施工，当然在开工前要了解好河底的结构，如果遇到类似钢筋混凝土这种无法开挖的河底结构，是没办法采用这种敷设方式的。深层开挖敷设时，供热管道肯定需要加弯头向下折返，一般在下返段前后要加装固定墩和补偿器。施工前要请设计人员做好应力计算，根据下返深度计算出需要使用弯头半径的大小和补偿器补偿量的多少。下返处低端应设置泄水井，高端应设置放气井，为保证安全可靠使用加装双道阀门。由于河流或道路下方管道检修非常不方便，所以全部焊口需要使用X射线探伤检测。
2管道吊装、就位
运上桥面的DN200mm钢管，每2根1组进行对口焊接，每组管道长度控制在20m以内，以便管道吊装作业。吊装前，在每盏路灯(路灯间距为30m)的两端各设悬臂工作平台十配重推车1套，其间距在巧-20m。管道吊装使用2根钢丝绳起吊，相应设置DN100mm钢管滚筒支架2台，间距为3一6m，吊装时根据钢丝绳接近桥身的位置调整滚筒支架的定位。悬臂工作平台、配重推车和滚筒支架组合见图So吊装机械选用12t汽车起重机。以X219x7燃气钢管的单位长度理论质量为36.6k岁m计算，每次吊装钢管长度不得超过20m，使吊装总质量限制在12t以内，确保吊装安全进行。
3跨越技术
在跨越技术方面,大型跨越工程主要采用梁式管桥、斜拉索管桥、悬索管桥和索托管桥。梁式跨越技术具有结构简单,施工技术成熟,适于浅宽型河流跨越等优点;但是具有水中建桩,施工期受洪水影响;洪水和冰凌对桩基础影响大;水下作业多,桩基施工和管桥架设难度大;管桥钢材用量大;美观性差;需进行河势分析和洪水影响评价,且报批较困难需较大锚固体系;横向刚度小等不足的特点。由于斜拉索管桥是将原梁式管桥中的支墩移到岸边的支墩上而形成支塔,用斜拉钢索代替支墩,形成对跨越管道的弹性支承,因此能跨越较大空间。除此之外,斜拉索管桥可以自锚,索力可以利用管道自身重量来平衡,不需要设置巨大的锚固系统,而且,斜拉索代替了主索,若管径、跨度相同,斜拉索管桥的钢索用量将比悬索管桥减少30%。同时,多根斜拉索斜向张拉着管道,增强了结构刚度,无论受均布自重或活载,斜拉索管桥总比悬索管桥跨中挠度小。斜拉索管桥为多拉索体系,属高次超静定结构,具有特殊的抗风振性能,不需设抗风索。但是,斜拉索管桥技术易使管道产生失稳破坏、高空作业多、施工难度大、造价较高以及施工时拉索应力调整困难等缺点。
4支架敷设方式
支架敷设也是供热工程中经常使用的敷设方式，先将支架固定在地面或建筑物上，再在支架上敷设供热管道，支架通常为钢筋混凝土结构或刚结构，能够承受较大的轴向推力。为了减少支架的数量、加大支架的间距，有时采用一些辅助结构，如在相邻的支架间附加纵梁、析架、悬索、吊索等。这种敷设方式适用于地下环境复杂无法开挖或对美观要求不是很高的地区，也经常见到供热管道在支架的支撑下伴桥跨越道路或河流。与深层开挖敷设方式相反，支架敷设要求供热管道加装弯头向上折返，一般在上返前后需要加装固定墩和补偿器，补偿器的补偿量以及弯头半径的大小要通过应力计算来获得。在上返处的高端要加装放气装置，低端应设置泄水井。放气装置在供热期操作频繁，尽量将放气管引到地面，将放气阀安装在人站到地面可操作的高度。如果支架敷设段设置截断阀，应设置操作平台以方便运行人员使用。此外，支架敷设段除了固定支架还要设置滑动支架和导向支架，滑动导向支座需要根据设计计算进行预偏装。
5我国管道施工技术发展前景
近年来,经过管道建设者的不懈努力和积极探索,摸索出了管道管理与施工的措施和方法,丰富了长输管道的施工技术,但目前在穿、跨越方面还有一些技术需要广大的管道建设者去完善。在大型穿越技术方面,定向钻技术由于具有高效、可靠、环保等优势,使其广泛应用于穿越公路、铁路、建筑物河流,以及在闹市区、古迹保护区、农作物和植被保护区等特殊区域,同时也取得了令人瞩目的成绩,具有广阔的发展前景。定向钻技术今后的研发重点应在提高导向精度方面寻求突破,解决旋转偏移问题以便具有更为广阔的适用范围。在大型跨越技术方面,索托管桥技术是一种新兴的技术,具有斜拉索管桥与悬索管桥的优点并弥补了各自的不足,具有十分广阔的发展空间。有关部门应尽快制定出索托管桥技术相关的规范和标准,这是索托管桥得到更为广泛应用的先决条件。
结语
在进行城市规划时，应统筹兼顾，在考虑美观性和功能性的同时，考虑各种市政管线的敷设。建议在互不影响使用的情况下，在重要道路交叉处和通航河流与道路交叉处，预埋大管径套管，在桥梁下预设桥墩或承台。这样在市政管线施工时既节约了资金、降低了施工难度、缩短了工期又不会影响城市美观。但现实中受其他因素的制约，这个建议往往很难付诸实行。即使前期规划得再详细，考虑得再周全，到实际施工时还是会遇到这样或那样的障碍，届时再结合现场实际情况，选择经济效益最高的跨越敷设方式进行施工。
参考文献
[1]王疆戈.世界油气管道现状[J].中国石化,2004,226(7).18-19.
[2]梁翕章.管道建设的基本规律[J].油气储运,2003,22(12).1-9.
[3]陈向新,陈韶华,李波.西气东输工程新技术应用[J].石油工程建设,2004,30(1).15-19.