熊岳河是铁岭至大连输油管道穿越的中型河流。原穿越段于一九七五年七月完工后，因注水泥浆时违反操作规程，将油管挤瘪。后虽经抢修，但投产后又发生了两起漏油事故。为安全起见，此段管线一直在低于设计压力的情况下输油，严重地影响铁大线输油任务的完成。为了消除隐患和完成输油计划，决定重新穿越一条熊岳河输油管道。

熊岳河穿越工程于一九七九年十月十六日开始至十一月十四日基本完工，仅用了二十八天的时间。全部螺旋焊缝及焊口经过探伤检查百分之百合格。油管部份整体试压达到72kg/cm²（穿越管段P_试=1.5P_工= 1.5×48 = 72kg/cm²）, 高于国家现行标准。总之，这次施工基本上做到了速度快、质量好、成本较低。

一.   设计概况

熊岳河新穿越管线与原穿越段同标高平行敷设。新线敷设于原穿越段上游一侧二十米，采用弹性沟埋敷设方式，弹性曲线曲率半径为1000米。原熊岳河穿越管段在一九七五年投产后，经过近五年的运行，没有发生过河流冲刷露管现象。且此穿越点，河流比较平直、河床稳定、水流平缓、两岸有较宽阔漫滩，没有发生过旁蚀现象。因此，穿越点选择在这里是比较理想的。此处河床为淤质中砂，粉砂交替。三米以下约有0.5-1.0米不等的河卵石层，有较强的抗御水流冲刷能力。所以管道设计埋深为三点三米也是合适的。（熊岳河穿越纵断面图见图 1）

图  1  熊岳河穿越纵断面图

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在主河道部份，管身为复壁管结构，共长205米。油管采用Φ720×8毫米，16Mn螺旋双面焊缝钢管。套管用Φ830×9毫米，纵向焊缝钢管。在套管与油管的环形空间、灌注比重为1.8-1.9水泥浆加重。油管和套管用盲板和加强筋予以联接。在油管外壁焊滑块，使之保持同心。滑块每组三个，以120°均布于油管环向上，相邻两组滑块错开60°, 组与组之间的中心距为4米。套管外防腐绝缘层厚10毫米。

我国目前使用的Φ720×8毫米，16Mn螺旋钢管，实际取用工作压力仅43.5Kg/cm²工厂试验压力为60Kg/cm²。这时σ环= 0.8 σ = 2800Kg/cm², 许用应力只取σ许= 0.64σ_S。而美国规范规定，对相当于16Mn的钢材，Φ720×8毫米螺旋钢管，承压能力为57Kg/cm², 其工厂试验压力为71Kg/cm², 许用应力为σ_许=0.72σ_S。另外通过Φ720×8毫米，16Mn螺旋焊缝受力分析和计算结果列表。

从表可以知道，其正应力值都小于破坏应力的50%。为此，我们挑选一部份质量较好的钢管，对螺旋焊缝进行100%探伤和10%X光照片检查，全部合格后方可使用。在σ_许=0.72σ_S。另外通过Φ720×8毫米钢管组装焊接时，环形焊缝焊四遍（外面焊三遍，里面焊一遍），并进行13% 探伤。最后在现场进行试压检验。试压制度为72Kg/cm²（稳压8小时）-50Kg/cm²（稳压24小时）。使螺旋焊缝承受的正应力最大，便于发现螺旋焊缝缺陷。这样σ_许用可取0.68σ_S, 其工作压力：

所以工作压力为48Kg/cm₂, 穿越河流输油管道可采用Φ720×8毫米，16Mn螺旋钢管。使许用应力提高6.25%, 则目前运行的Φ720×9或Φ720×8, 16Mn管一律可改为Φ720×8或用720×7管子。这样，可节约钢材12.38%, 每公里管子可节约钢材17.4吨。如果推广到管线建设上去，其经济意义是很大的。

二.   施工组织设计概况和施工情况

1   施工有案

釆用一次导流，一级轻型井点降水，推土机推管沟，沟上焊接组装滚管下沟的方式。（详见图 2）

图  2  施工平面布置图

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2   施工程序

导流和围堰、打井点并连接总管、井点管和真空泵、离心泵等、D60推土机推管沟。在进行上述工序的同时，进行管线防腐绝缘，Φ720×8管线组装焊接，Φ 830×9套管组装焊接，Φ720管线试压、油管穿套管、滚管下沟、推土机推土压管道及回填土、两岸Φ720管线焊接、整体试压、环形空间灌注水泥浆等。

3   施工方法

（1）一级轻型井点降水  输油管道穿越河流的关键在于控制地下水位。熊岳河河床为中砂、细砂、粉砂交替，其渗透系数为1-50米/昼夜。而轻型井点降水对渗透系数为2—50米/昼夜的特别有效。在井点降水施工中主要确定：井点系统的布置为封闭的长方形布置，井排间距为20米，井点管的距离（中到中）为2米，井管长5—6米，滤管直径为76毫米、长1.5米，管壁上钻有均匀分布的小孔（孔径18毫米、孔眼间距50毫米），滤孔面积只占滤管表面积的13%。在施工中发现很难抽干管沟底渗水，难于控制住地下水位。我们分析认为主要是：井排间距太大，没有采用封闭的长方形布置，致使两边留有缺口；井点管的距离太大，另外井管长应加长到7—8米；滤孔面积太小。应缩小孔眼间距（孔眼间距为30-40毫米为好）；另外打井眼时，在距地面约一米的深度没有用粘土封口捣实，井点有漏气现象，影响抽水的真空度。

过去我局在绕阳河沉降管道及柳河穿越工程施工中，都是采用井点降水来控制地下水的，其效果都非常显著。上述这两条河，河床为粉砂、细砂交替，其渗透系数为0.1~5. 米/昼夜。降水后，沟底无水，沟底可以通行各种推土机械而不会造成泥泞状态，还可以在沟底进行布管对口焊接。

（2）推土机推管沟  由于采用井点降水的方法，可釆用推土机推管沟。在整个推土过程中，由于连续抽水并使地下水位下降到沟底标高以下，所以推土机是在无水状态下施工，提高了推土效率。另外抽水时，地下水流的运动方向朝下，土受到动水力的作用而得到压实，不会发生流砂或塌方现象。所以, 管沟边坡可以较陡。边坡比可小到1 : 0.3。绕阳河管沟边坡坡度为1 : 0.25。柳河穿越管沟边坡坡度为1:0.3。这样大大减少了土方量。在熊岳河穿越施工中，主河道管长256米，土方量6000立方米，二台D60（一台D80推土机推土）四天推完（运距150米）。

（3）复壁管组装  复壁管结构是主油管Φ720×8毫米、长238米，套管Φ830×9毫米、长205米。这样在套管两端各露出约17米的Φ720油管, 刚好在弹性敷设上弯曲处，避免对口时在水下焊接。套管组装采用整体组装焊接，油管一次每套管的方法。最后在套管两头焊好环形盲板、加强筋及试压用的进出水管，并作好防腐绝缘。

这种套管组装方法比通常釆用的“穿糖葫芦”方法简单，施工进度快。另外把动滑轮组放在爬犁上，避免穿管时钢丝绳绞在一起。

（4）滚管下沟  复壁管组装完后应及时下沟。我们采用滚管下沟的方法。为使复壁管平稳滚下沟就位，在沟的另一侧用三台推土机均匀拉复壁管三点，钢丝绳自动地一边放绳，管子一边均匀平缓滚动下沟。经检查防腐绝缘层没有任何损伤。

4   复壁管环形空间注水泥浆

复壁管下沟就位后应立即进行回填土压管，并焊接两岸油管。待两岸油管全部组装焊接完毕后，立即将油管注满水。此时方可停止井点降水。否则，由于过早地停止井点降水，地下水立即上升，空油管将被抬起。后果将难于设想。

复壁管总长205米，环形空间需水泥浆22.7立方米。水泥浆比重1.85。水泥损耗量按70%计算，共需水泥49吨。用水泥车2台，一台备用。注浆时油管需注水升压。压力要超过注浆稳压压力1.25倍，以防油管因受外力丧失稳定。

三.   经济分析

熊岳河穿越工程由于施工方案符合实际，工程实行包干办法落实到班组，在施工中注意节约，所以整个工程成本比“长输管道工程予算定额”低些。总投资为47.5万元。比原熊岳河穿越工程（原穿越王程总投资为69.8万元）, 减少22.3万元。这次熊岳河穿越工程与予算相比，大约节省9.3万元。主要由以下四项构成：（1）釆用井点降水、推土机推管沟比采用集水井和潜水泵抽水治流砂挖管沟节省7万元。（2）采用Φ720×8毫米螺旋管节约钢材3.6吨，节省0.3万元。（3）采用Φ830×9套管，节约钢材10.3吨，节省1万元。（4）修旧利废，节省草袋、水泥等，约节约1万元。

四.   几点看法

1. 输油管道穿越中型河流，采用井点降水方法治流砂开挖管沟是一种比较有效的和切实可行的办法，比其它方法具有施工简便，缩短工期，节省投资的特点。

2. 井点系统的布置应采用封闭式长方形布置，井排间距为16米，井点管的距离为1 -1.5米比较合适，滤孔面积应占滤管表面积20-25%为宜。

3. 为确保穿越管质量不留后患，穿越河流工程油管采用16MnΦ720×8毫米，工作压力为48公斤/厘米²时，要对螺旋焊缝及环形焊缝进行100%探伤和10-20%X光照片检查。现场试压为72公斤/厘米²。

4. 导流和围堰及排水应远离井点降水，一般应在抽水影响半径以外20米处。