4 穿越工程設(shè)計
4.1 一般規(guī)定
4.1.1 燃氣管道穿越鐵路、公路、城市道路、河流時,穿越位置的選擇應(yīng)滿足管道穿越施工和維護對空間和環(huán)境的要求。
4.1.2 燃氣管道穿越鐵路、高速公路時,應(yīng)加設(shè)套管。當采用水平定向鉆穿越時,在征得鐵路或高速公路管理部門同意后,可不加設(shè)套管。
4.1.3 燃氣管道穿越水域的位置和方案應(yīng)征得航務(wù)管理部門同意,管道至規(guī)劃河床的覆土厚度應(yīng)根據(jù)水流沖刷、防止冒漿、疏浚和拋錨等確定。
4.1.4 燃氣管道穿越采用的套管宜為鋼管或鋼筋混凝土管,套管內(nèi)徑應(yīng)比燃氣管道外徑大100mm以上。
4.1.5 當燃氣管道利用現(xiàn)有鐵路、公路、涵洞穿越時,應(yīng)征得相關(guān)管理部門的批準。
4.1.6 燃氣管道不得在鐵路站場、有人值守道口、變電所、隧道設(shè)施的下方穿越。穿越鐵路、道路應(yīng)避開土石方區(qū)、高填方區(qū)、路塹、道路兩側(cè)為同坡向的陡坡等地段。
4.1.7 燃氣管道穿越鐵路、公路、城市道路、河流時,與周圍建筑物、構(gòu)筑物或其他管線的水平和垂直凈距應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB 50028的有關(guān)規(guī)定。
4.1.8 燃氣管道穿越城市道路、河流時,燃氣管道或套管的最小覆土厚度應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB 50028的有關(guān)規(guī)定。
4.1.9 當燃氣管道穿越公路時,燃氣管道或套管最小覆土厚度應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 距路面不得小于1.2m;
2 距公路邊溝底不得小于1.0m;
3 當不能滿足以上要求時,應(yīng)采取有效的防護措施。
4.1.10 當燃氣管道穿越鐵路、地面軌道交通設(shè)施時,燃氣管道或套管頂部最小覆土厚度應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 距鐵路路肩、地面軌道交通設(shè)施軌底不得小于1.7m;
2 距自然地面或者邊溝底不得小于1.0m;
3 當不能滿足以上要求時,應(yīng)采取有效的防護措施。
4.1.11 當燃氣管道采用加設(shè)套管穿越鐵路、電車軌道、城鎮(zhèn)主要干道時,套管端部距鐵路堤坡腳、電車道邊軌的凈距不應(yīng)小于2m,距路邊緣的凈距不應(yīng)小于1m。套管兩端應(yīng)密封,重要地段,套管宜安裝檢漏管。
4.1.12 當燃氣管道采用加設(shè)鋼質(zhì)套管的方式穿越時,鋼質(zhì)套管的設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《油氣輸送管道穿越工程設(shè)計規(guī)范》GB 50423的有關(guān)規(guī)定。鋼質(zhì)套管的壁厚應(yīng)考慮腐蝕余量。
4.1.13 當穿越段燃氣管道采用鋼質(zhì)管道時,應(yīng)核算無內(nèi)壓狀態(tài)下管道的徑向穩(wěn)定性,并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》GB 50251的有關(guān)規(guī)定。
4.1.14 燃氣管道不得在穿越管段上設(shè)置彎頭或彎管。
4.1.15 當穿越段燃氣管道采用鋼質(zhì)管道時,宜設(shè)置陰極保護測試裝置,并應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《城鎮(zhèn)燃氣埋地鋼質(zhì)管道腐蝕控制技術(shù)規(guī)程》CJJ 95的有關(guān)規(guī)定。
4.1.16 當鋼質(zhì)燃氣管道穿越位置處于直流干擾源影響范圍內(nèi)或交流電力系統(tǒng)接地體附近時,應(yīng)對管道采取防護措施,并應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《城鎮(zhèn)燃氣埋地鋼質(zhì)管道腐蝕控制技術(shù)規(guī)程》CJJ 95的有關(guān)規(guī)定。
4.2 水域開挖法穿越
4.2.1 燃氣管道水域開挖法穿越工程等級劃分應(yīng)符合表4.2.1的規(guī)定,并應(yīng)采用與工程等級相應(yīng)的設(shè)計洪水頻率。
表4.2.1 燃氣管道水域開挖法穿越工程等級與設(shè)計洪水頻率
4.2.2 采用非大型機具開挖法穿越水域時,應(yīng)符合本規(guī)程第4.2.1條中、小型等級的要求,且穿越管段與橋梁的水平凈距應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 高壓A燃氣管道與橋梁基礎(chǔ)之間的水平凈距不應(yīng)小于30.0m;
2 高壓B燃氣管道與橋梁基礎(chǔ)之間的水平凈距不應(yīng)小于16.0m;
3 次高壓A與燃氣管道與橋梁基礎(chǔ)之間的水平凈距不應(yīng)小于13.5m;
4 次高壓B與燃氣管道與橋梁基礎(chǔ)之間的水平凈距不應(yīng)小于5.0m;
5 中壓和低壓燃氣管道與橋梁基礎(chǔ)之間的水平凈距不應(yīng)小于1.5m;
6 應(yīng)滿足橋梁檢修和燃氣管線施工、維修所需空間,且不應(yīng)影響橋梁墩臺安全;
7 除滿足上述要求外,還應(yīng)征得橋梁等管理部門的批準。
4.2.3 穿越水域的燃氣管道的最小覆土厚度,應(yīng)根據(jù)工程等級與相應(yīng)設(shè)計洪水沖刷深度或疏浚深度要求確定,并符合下列規(guī)定:
1 穿越水域的燃氣管道的最小覆土厚度應(yīng)符合表4.2.3的規(guī)定;
表4.2.3 穿越水域的燃氣管道的最小覆土厚度(m)
2 當水域有拋錨或疏浚作業(yè)時,管頂最小覆土厚度應(yīng)達到防腐層不受機械損傷的要求;
3 以下切為主的河流上游,最小覆土厚度應(yīng)從累積沖刷線算起;
4 基巖段所挖溝槽應(yīng)用滿槽混凝土覆蓋封頂,應(yīng)達到基巖標高;
5 當管道有配重或穩(wěn)管結(jié)構(gòu)物時,最小覆土厚度應(yīng)從結(jié)構(gòu)物頂面算起;
6 基巖內(nèi)管道最小覆土厚度應(yīng)根據(jù)巖性、風(fēng)化程度確定,強風(fēng)化巖、軟巖最小覆土厚度應(yīng)加大。
4.2.4 穿越水域的燃氣管道的位置宜遠離現(xiàn)有橡膠壩消力池和其他水工建筑物,不得對其基礎(chǔ)產(chǎn)生擾動。
4.2.5 穿越水域的燃氣管道的穩(wěn)定和防護工程應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《油氣輸送管道穿越工程設(shè)計規(guī)范》GB 50423的有關(guān)規(guī)定。
4.3 水平定向鉆法穿越
4.3.1 水平定向鉆法穿越宜在黏土、砂土、粉土、風(fēng)化巖等地質(zhì)條件采用,不宜在卵石地質(zhì)條件采用。當出土或入土側(cè)有卵石層時,可采取注漿固化、開挖換土、加設(shè)套管等措施。
4.3.2 采用水平定向鉆法穿越時,穿越管段與橋梁的水平凈距應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 穿越管段與橋梁墩臺沖刷坑外邊緣的水平凈距不宜小于10m,且不應(yīng)影響橋梁墩臺安全;
2 當穿越小型水域(水溝),且燃氣管道設(shè)計壓力小于等于0.4MPa時,在保證橋梁和燃氣管道安全情況下,穿越管段與城市橋梁墩臺沖刷坑外邊緣不應(yīng)小于4.5m,并應(yīng)征得橋梁等管理部門的同意。
4.3.3 水平定向鉆穿越的管材選擇應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 當穿越管道的管徑大于DN400或長度大于300m時,宜采用鋼管,并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB 50028的有關(guān)規(guī)定;
2 當采用PE管材時,應(yīng)采用SDR11系列管材,并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng) 第1部分:管材》GB 15558.1的有關(guān)規(guī)定。
4.3.4 水平定向鉆穿越時,燃氣管道至規(guī)劃河床的覆土厚度不宜小于3m。
4.3.5 水平定向鉆法穿越的地質(zhì)勘探方式和勘探孔布置應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 勘探孔應(yīng)沿穿越管線的軸線兩側(cè)錯開布置,孔距不宜大于100m,每排孔與穿越管線軸線的距離應(yīng)為15m~30m(圖4.3.5),
圖4.3.5 探孔布置示意圖
當發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況復(fù)雜難以判斷土質(zhì)變化時,應(yīng)增加勘探孔密度;
2 勘探方式應(yīng)采用取土鉆孔和靜力觸探相結(jié)合。
4.3.6 水平定向鉆法穿越的地質(zhì)勘探除應(yīng)按本規(guī)程第3.0.3條提供數(shù)據(jù)和資料外,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 應(yīng)提供取樣密度、含水量、顆粒度、液性指數(shù)、塑性指數(shù)、液限、塑限、相對密度、孔隙比、壓縮系數(shù)、砂和碎石作顆粒分析等數(shù)據(jù)。當穿越巖石層時,尚應(yīng)提供巖石的物理性質(zhì)和組成、巖石單軸抗壓強度、巖石的完整程度、巖石的層理走向等數(shù)據(jù)。當遇到溶洞地層時,應(yīng)采用測繪、物探等手段,查明溶洞的大小、形狀和分布等情況。
2 應(yīng)提供地下水、江河或地表水的水樣數(shù)據(jù)。當穿越鹽堿地時,應(yīng)提供水質(zhì)報告。
3 應(yīng)提供勘探孔綜合報告(截面)圖,并應(yīng)提供相應(yīng)的文字描述報告。
4.3.7 水平定向鉆法穿越設(shè)計前,應(yīng)收集施工區(qū)域內(nèi)地下管線及其附屬設(shè)施的相關(guān)資料。
4.3.8 水平定向鉆穿越的入土角和出土角,應(yīng)根據(jù)穿越長度、穿越深度和管道彈性敷設(shè)條件等綜合確定。入土角宜為8°~18°,出土角宜為4°~12°。
4.3.9 水平定向鉆穿越的鉆孔軌跡可由入土直線段、入土弧線段、水平段、出土弧線段、出土直線段等組成。軌跡計算可按本規(guī)程附錄A的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
4.3.10 水平定向鉆穿越的曲率半徑應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 當采用鋼管時,曲率半徑不宜小于鋼管管徑的1500倍,且不應(yīng)小于1200倍;
2 當采用PE管時,曲率半徑不應(yīng)小于PE管管徑的500倍。
4.3.11 水平定向鉆穿越的入土直線段和出土直線段的長度不宜小于10m。
4.3.12 當采用鋼管穿越時,應(yīng)對管道外防腐層進行防護,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 防護層材料宜與管道防腐層兼容;
2 當防腐層為三層聚烯烴類材料時,防護層宜采用改性環(huán)氧玻璃鋼或玻璃纖維增強類材料;
3 當防腐層為環(huán)氧粉末材料時,防護層宜采用改性耐磨環(huán)氧類涂料。
4.4 頂管法穿越
4.4.1 頂管法穿越的地質(zhì)勘察勘探孔的布置應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 勘探孔應(yīng)布置在管道設(shè)計軸線的兩側(cè)10m范圍內(nèi),不宜布置在頂管管體范圍內(nèi);當頂管法穿越水域時,勘探孔應(yīng)布置在管道設(shè)計軸線的兩側(cè)20m范圍內(nèi)。
2 管道穿越河道或主要道路時,應(yīng)在河道兩岸和道路兩側(cè)及綠化帶內(nèi)布置勘探孔。
3 矩形工作井和接收井的勘探孔應(yīng)布置在四角,圓形井的勘探孔應(yīng)沿周邊均勻布置。
4 勘探孔的間距應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)工作井和接收井勘探孔的間距不宜大于30m,數(shù)量不宜小于2個;
2)勘探孔間距應(yīng)符合表4.4.1的規(guī)定;
表4.4.1 勘探孔間距
場地等級 | Ⅰ類場地 | Ⅱ類場地 | Ⅲ類場地 |
勘探孔間距(m) | 30~50 | 50~100 | 100~150 |
3)當穿越暗埋的河、湖、溝、坑地段和可能產(chǎn)生流砂和地震液化的地段時,勘探孔應(yīng)加密布置;
4)當穿越鐵路、公路、城市道路和河流的地段時,勘探孔的間距應(yīng)能控制地層土質(zhì)變化,且宜為30m~100m;
5)當穿越鐵道、公路、城市道路地段時,勘探孔不宜少于2個;
6)當穿越河谷的地段,勘探孔不應(yīng)少于3個。
4.4.2 頂管法穿越的地質(zhì)勘察勘探孔的深度應(yīng)為管底設(shè)計標高以下3m~5m;當有特殊情況時,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 當管道穿越河道時,勘探孔深度應(yīng)達到河床最大沖刷深度以下4m~6m,并應(yīng)滿足管底勘探深度要求;
2 當基底下存在松軟土層或未經(jīng)固結(jié)的回填土?xí)r,勘探孔深度應(yīng)適當增加;
3 當基底下存在產(chǎn)生流砂、潛蝕、管涌或地震液化地層時,應(yīng)予以鉆穿;
4 當采取降低地下水位施工時,勘探孔深度應(yīng)鉆探至管底以下5m~10m;
5 當已有資料證明或勘探過程中發(fā)現(xiàn)黏性土層下存在承壓含水層,且水壓較大,需要降水施工時,勘探孔應(yīng)適當加深,并應(yīng)測量其水壓。
6 工作井和接收井的勘探孔深度宜取井底以下5m,特殊情況應(yīng)適當加深。
4.4.3 頂管法穿越的頂進方法選擇應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《油氣輸送管道穿越工程設(shè)計規(guī)范》GB 50423的有關(guān)規(guī)定,下列情況不宜采用頂管法穿越:
1 土體承載力小于30kPa;
2 巖體強度大于40MPa;
3 土層中礫石含量大于30%或粒徑大于200mm的礫石含量大于5%;
4 江河中覆土層滲透系數(shù)大于或等于1mm/s。
4.4.4 頂管法穿越頂進軌跡的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 頂進軌跡應(yīng)符合線路總走向,并應(yīng)根據(jù)水文、地質(zhì)、地形、水土保持、環(huán)境、氣象、交通、地下及地上其他建構(gòu)筑物和管線的情況、施工工藝及管理條件確定;
2 宜在淤泥質(zhì)黏土、黏土、粉土及砂土中頂進;
3 應(yīng)避開地下障礙物;
4 不應(yīng)在活動性地震斷裂帶通過;
5 頂管穿越河道時的埋置深度應(yīng)滿足河道的規(guī)劃要求,并應(yīng)在河床的最大沖刷線以下;
6 曲線頂進軌跡的曲率半徑不宜小于管道直徑的1200倍。
4.4.5 頂進管道上部的覆土層厚度,應(yīng)根據(jù)建(構(gòu))筑物、地下管線、水文地質(zhì)條件等因素確定,不宜小于管道外徑的3倍,且應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB 50028的有關(guān)規(guī)定。
4.4.6 頂進管道材料的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 頂進管道應(yīng)采用鋼筋混凝土管或鋼管,管道規(guī)格及接口形式應(yīng)符合設(shè)計要求;曲線頂管宜采用鋼筋混凝土管。
2 當采用鋼筋混凝土管時,管材宜符合國家現(xiàn)行標準《混凝土和鋼筋混凝土排水管》GB/T 11836和《頂進施工法用鋼筋混凝土排水管》JC/T 640的有關(guān)規(guī)定,管壁厚度宜為公稱直徑的1/8~1/10。
3 當采用鋼管時,管材應(yīng)符合本規(guī)程第3.0.5條的有關(guān)規(guī)定。外防腐層應(yīng)符合設(shè)計要求,且在頂進時不得損壞。
4 單根頂進管道的長度不宜超過頂管機或微型隧道掘進機的機身長度。鋼筋混凝土管的長度宜為2m~3m,鋼管的長度宜為6m。
5 當頂進管道內(nèi)需進人施工時,頂進管道的內(nèi)徑不宜小于800mm。
4.4.7 頂進管道的接頭應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 頂進管道的密封性能應(yīng)滿足設(shè)計文件要求。
2 頂進管道的接頭在最大允許偏斜的情況下應(yīng)保持密封性能。
3 在剪切力(剪切運動)作用下,管道接頭應(yīng)保持密封性能。
4 當管道之間使用墊環(huán)傳遞軸向力時,墊環(huán)的寬度不宜大于管壁厚度。
5 當采用鋼筋混凝土管時,宜采用鋼承口的管道接口形式(F形管接口形式);當曲線頂管采用鋼筋混凝土管時,應(yīng)加長鋼套環(huán)的長度,木墊襯應(yīng)采用松木。
6 當采用鋼管時,應(yīng)采用焊接連接。焊口處應(yīng)進行等級不低于燃氣管道補口的防腐處理。
4.4.8 頂管設(shè)計計算應(yīng)按本規(guī)程附錄B的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
4.4.9 頂管工作井位置的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 宜選擇在管道閥室(或井)的位置;
2 應(yīng)便于排水、排泥、出土和運輸;
3 應(yīng)避開房屋、地下管線、池塘、架空電線等不利于頂管施工的場所;
4 當頂管為單向頂進時,宜設(shè)在下游一側(cè);
5 當在地下水位以下頂進時,宜設(shè)置在管線高程較低的一段。
4.4.10 頂管工作井的后坐墻應(yīng)具有足夠的強度和剛度,在設(shè)計頂進力的作用下不得被破壞;并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 后坐墻表面應(yīng)平整,并應(yīng)與管道頂進方向垂直。
2 后坐墻材料的材質(zhì)應(yīng)均勻一致。
3 當采用裝配式后坐墻時,尚應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)裝配式后坐墻宜采用方木、型鋼或鋼板等組裝;
2)裝配式后坐墻的底端宜在工作井底以下,且最小覆土厚度不宜小于0.5m。
4 當無原狀土作后坐墻時,可采用人工后坐墻。人工后坐墻應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠,且宜就地取材。
5 當利用已頂進完畢的管道作后坐墻時,待頂管道的頂進力應(yīng)小于已頂管道的頂進力。
6 后坐墻后背土的壓縮殘余變形值不應(yīng)大于20mm。
4.4.11 頂管法穿越的燃氣管道應(yīng)在頂進套管內(nèi)安裝絕緣支撐架,頂進套管和內(nèi)穿燃氣管道之間應(yīng)設(shè)檢漏管。套管兩端應(yīng)采用柔性的防腐、防水材料將頂進套管和燃氣管道的間隙密封,密封長度應(yīng)大于200mm。
4.4.12 當頂進套管對內(nèi)穿燃氣管道的陰極保護產(chǎn)生屏蔽作用時,燃氣管道的陰極保護方式宜采用犧牲陽極。
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