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油氣輸送管道穿越工程設計規范
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油氣輸送管道穿越工程設計規范

文章出處:合盈管道人氣:發表時間:2013-12-03 15:48
 
《油氣輸送管道穿越工程設計規范》
(GB 50423-2007)
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匯報提綱
一、編制工作概況
二、編制內容概況
三、關于規范強制條款的說明
四、新增減或修改條款的說明
五、使用穿越設計規范中的幾個問題
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一、編制工作概況
1. 編制依據
依據國家建設部建標函[2005]124號,“關于印發《2005年工程建設標準規范制訂、修訂計劃(第二批)》的通知”中的要求,國家標準《油氣輸送管道穿越工程設計規范》的編制工作,于2005年3月1日開始啟動。由中國石油天然氣管道工程有限公司主編、勝利油田勝利工程設計咨詢有限責任公司、鐵道第三勘察設計院、中國石油集團工程設計有限責任公司西南分公司、中國石油天然氣管道局海洋工程分公司參編的編寫組成立并開展工作。
2. 規范征求意見稿完成階段
2005年3月10日,組織各參編單位召開碰頭會,提出了本規范的編制大綱,共8章內容,并進行了初步分工。根據各自的分工,主編單位組織各參編單位進行了充分的調研,收集到很多寶貴的資料。在此基礎上于2005年5月1日~9月10日完成了草稿,2005年9月11日~9月20日組織各參編單位匯稿,匯稿后,主編單位組織各參編單位在廊坊召開了研討會,會上大家統一了認識、統一了編寫格式及深度。
一、編制工作概況
2005年10月10日~11月10日組織主編單位與參編單位修改草稿,經組稿處理后形成征求意見稿,2005年 11月
底將征求意見稿報設計專標委,設計專標委轉發至國內各有關設計單位征詢意見。我們收到了河南石油勘探局勘察設計研究院、中國石化集團江漢石油管理局勘察設計研究院、中國石化集團江漢石油管理局勘察設計研究院、中油遼河工程有限公司、中國石油規劃總院、華東管道設計研究院、中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司等十幾家設計單位反饋的意見,提出意見數量共217條;采納157條,未采納67條。
一、編制工作概況
3. 規范審查稿完成階段
2006年 1月1日~1月30日征求意見意見匯總,與此同時,按工作計劃要求,在12月底完成了規范的條文說明編寫工作,與規范的征求意見稿合成為一完整文本。2006年8月12日~14日設計專標委又在河北省承德市組織召開了編制工作組研討會,會后編制組成員根據專家們的意見有對征求意見稿進行了修改,最終在此基礎上完成了送審稿。
4. 報批稿完成階段
此階段主要是貫徹珠海審查會的會議精神,組織規范編制組成員根據審查意見修改規范審查稿。完成條文的修改,將原來過細的條文敘述保留其精練簡明的部分,將文字較多的具體敘述或數據歸入條文說明,使文句更符合規范的敘述要求;最終形成報批稿。
二、編制內容概況
1. 以行業標準《原油和天然氣輸送管道穿跨越工程設計規范 穿越工程》SY/T0015.1-98做為基本框架,編寫過程中做了較大幅度的調整與修改,主要修改內容如下:
� 1)增加了管道隧道法(礦山法、盾構法、頂管法)穿越設計內容。
� 2)水域穿越部分增加了對深泓線擺動的河床穿越管段宜埋在同一深度的要求。
� 3)定向鉆穿越部分取消了充水時回拖力的計算。
� 4)焊接部分參考執行的規范增加了《油氣長輸管道工程施工及驗收規范》GB50369
� 5)明確了采用水平定向鉆穿越河流時,穿越管段距離橋梁墩臺沖刷坑邊緣外的最小距離不宜小于10米。
� 6)明確了采用盾構法隧道對上部所需的覆土層所需的最小厚度不小于3D,并不小于最大沖刷線以下8m;采用頂管法隧道對上部所需的覆土層所需的最小厚度不小于頂管外徑的1.5~2倍,如果在水下頂進,宜位于設計洪水沖刷線以下2.5倍管外徑深度。
� 7)明確了豎井工程常用的幾種施工方式:沉井法施工、鉆爆法施工以及帷幕注漿支護的豎井結構設計驗算方法。
� 8)明確了隧道內管道安裝的設計方法和要求。
� 9)明確了無套管穿越公路管段設計應進行強度、疲勞、變形及穩定性校核的計算方法。
� 10)  還有一些其它條文內容的變動。這樣做的目的在于:適應國家對環保、安全方面的嚴格要求;做好本專業自己的事;與相關的國家標準、規范的技術條文內容相一致。
2. 本規范共分八章,即總則、術語、基本規定、挖溝法穿越設計、定向鉆法穿越設計、隧道法穿越設計、鐵路(公路)穿越設計、焊接試壓及防腐。
� 整體結構及變化情況如下:
� 第一章 總則(共3條),沒有變化;
� 第二章 術語與定義(共11條,原7條),新增4條;
� 第三章 基本規定(分為6節,共48條)
� 第一節 基礎資料,共6條(原4條),新增3條,修改1條,保留了2條;
� 第二節 材料,共5條(原5條),新增1條,修改2條;合并1條,保留1條;
� 第三節 水域穿越,共18條(原12條),新增10條,修改2條、合并3條,取消3條,原表3.3.3-1改為強制性條文,即3.3.4條;
� 新增 第四節 山地沖溝穿越,共7條;
� 第五節 鐵路(公路)穿越,共10條(原5條),新增7條,合并1條,其中3.5.9條為強制性條文;
� 新增 第六節 3.6隧道穿越位置的選擇,共2條;取消原3.5節 勘察要求 (分別在各種穿越設計要求中提);
� 取消原3.6節 其他 (穿插在相應的基本要求中)。
� 第四章 挖溝法穿越設計(分為5節,共36條)
� 第一節  埋設要求,共8條(原16條),新增2條,修改1條,合并1條,取消9條,原4.2.4條調整為4.1.2條 且為強制條文;
� 第二節 水下管段穩定 共3條(原5條),修改1條,取消2條;
� 第三節 荷載和組合,共3條,沒有變化;
� 第四節 管段計算,共5條(原6條),取消1條;
� 第五節 防護工程設計,共17條(原8條),新增9條。
� 新增 第五章 水平定向鉆穿越設計(分為2節,共14條)
� 第一節 敷設要求(9條);
� 第二節 管段計算(5條)。
二、編制內容概況
� 新增 第六章隧道法穿越設計(分12節 ,共86條)
� 第七章鐵路(公路)穿越設計,分3節,共26條;做了大量的修改
� 第八章焊接、試壓和防腐(分為3節,共20條)
� 第一節 焊接、檢驗,共4條(原2條),新增2條,修改2條;
� 第二節 試壓,共7條(原4條),新增5條,修改2條,取消2條
� 第三節 防腐,共9條(原3條),新增8條,修改1條,取消2條。
三、關于規范強制條款的說明
� 本規范共三條強制性條款,即3.3.4、3.5.9與4.1.2。
� 3.3.4  水域穿越工程應按表3.3.4劃分工程等級,并應采用與工程等級相應的設計洪水頻率。橋梁上游300m范圍內的穿越工程,設計洪水頻率不應低于該橋梁的設計洪水頻率。5%(20年一遇)不計水深 <40 小型不計水深 ≥40<1002%50年一遇)<5 ≥100~<200中型≥5 ≥100~<2001%(100年一遇)不計水深 ≥200大型相應水深(m)多年平均水位的水面寬度(m)設計洪水頻率穿越水域的水文特征工程等級
注: 1  對于季節性河流或無資料的河流,水面寬度可按河槽寬度選。ú缓瑸┑兀。
2  對于游蕩性河流,水面寬度可按深泓線擺動范圍選;若無資料,可按兩岸大堤間寬度選取。
3  若采用裸管敷設或管溝埋設穿越,當施工期流速大于 2m/s時,中小型工程等級可提高一級。
4  有特殊要求的工程,可提高工程等級;有特殊要求的大型工程可稱為特殊的大型工程,設計洪水頻率不變。表3.3.4 水域穿越工程等級與設計洪水頻率
三、關于規范強制條款的說明
1、為何將此條作為強制條款,原因有:
� (1)工程等級劃分涉及工程施工、管理、維修的難易程度,是滿足不同安全要求的需要。任何建設工程,根據規模大小一般都要劃分等級,突出了工程的不同重要性,并對應采取不同的安全措施、工期安排、資金的投入,以期獲得滿足使用功能要求的良好效果。
� (2)對應工程等級劃分,采用不同的設防標準可保證工作安全可靠、經濟合理、適用可行。由于工程等級的不同,規模大設防要求就高,水域穿越體現的設防標準是設計洪水頻率,如大型1%,中型2%,小型5%。
� (3)強制性劃分工程等級后,對線路工程的關鍵控制工程的實施可提供合理工期安排。修建一條管道途經不少天然與人工障礙物,而工期往往要求既好又快,大型穿跨越工程有時是控制工期的關鍵,一般要率先開工。如西氣
東輸長江穿越、黃河穿越;川氣東送的長江穿越及川鄂隧道等。
2、工程等級劃分涉及的水文參數
� (1)多年平均水位的水面寬度
� (2)相應水深的理解:指河槽水深均值水深為圖中的(h1+h2+h3+h4)/4
� (3)設計洪水頻率的洪水參數的確定a、利用水文資料的頻率曲線獲得Q;利用斷面的H~Q獲得水位H;
利用斷面F獲得平均流速V=Q/Fb、利用形態調查獲得水文參數利用謝才公式V=C  ,Q=FV,R=F/斷面濕周
其中:C是與河槽糙率有關的能量損失系數,C= Ry/n,R>1時,y=1.3;R<1時,y=1.5,y=1/6為滿寧公式。n為粗糙系數,可查書。J為水力坡度,可根據野外洪水痕跡測得。c、利用經驗公式獲得水文參數我國一般在地區(大縣)水利局根據當地的地形、地貌、植被都建立了與雨水相關的地表徑流計算公式,相應頻率的雨水可在氣象局獲得。近似QP%=暴雨強度×匯水面積/地面滯流系數。RJd、直接類比法,根據臨近已建橋涵獲得水文參數。e、委托法,在委托勘察時,將水文資料獲取的參數提出要求一并委托。
� 3.5.9  采用無套管的穿越管段,距管頂以上500mm處應設置警示帶。
� 根據國際經驗,并結合我國近年來工程建設與交通建設的實際情況,往往在施工過程中出現將埋地管道挖損。如北京的東方化工廠氮、氧輸氣管道,在修建東五環時將氧氣管道挖損,造成停產換管,經濟損失300多萬元。為此,特制定設警示帶保護管道。
� 4.1.2  挖溝埋設穿越管段的埋深,應根據工程等級與相應設計洪水沖刷深度或疏浚深度要求,并符合表4.1.2的規定。河流深泓線反復擺動時,穿越管段在深泓線擺動范圍內埋深應相同。表4.1.2 溝埋穿越水域的管頂埋深(m)≥0.5 ≥0.6 ≥0.8河床為基巖,并在設計洪水下不被沖刷時,管段應嵌入基巖深度≥1.0 ≥1.3 ≥1.5無沖刷或疏浚的水域,應埋在水床底面以下。≥0.5 ≥0.8 ≥1.0有沖刷或疏浚的水域,應在設計洪水沖刷線下或規劃疏浚線下,取其深者。小型 中型 大型水域穿越工程等級水域沖刷情況
注:  1  如果有船錨或疏浚機具,管頂埋深應達到不受機具損傷防腐層的要求。
2  以下切為主的河流上游,埋深應加大,防止累積沖刷影響管道安全。
3  所挖溝槽應用滿槽混凝土覆蓋封頂,達到基巖標高。
三、關于規范強制條款的說明
1、為什么要作為強制性條文
� 我國不少管道往往沒有達到安全埋深而發生水毀,如馬惠線環江斷管、惠寧線黃河斷管、陜京線斷管,其原因為埋深太淺,管道受水流沖刷后出露。在水流作用下,發生渦激震動,引發疲勞斷裂,為保安全,必須要有安全埋深。
2、如何合理確定埋深
� 河流上、中、下游的沖淤影響上沖、中蝕、下淤,故上游宜深埋,中游應加大穿越長度,下游可取埋深要求的下限值。
� 河型與河勢的影響
穩定型與游蕩型的影響彎曲與順直河段及水工節點影響。
� 地質條件的影響
不同河床地質抗沖刷能力是不同的,粗化度高的沖刷小。
3、如何考慮沖刷深度
� 公式法計算,超過水砂平衡原理,計算河流一般沖刷的經驗公式法。詳見1985年規范附錄三。
� 實測資料外包絡線法適用于我國有水文站的河流。委托實測推演類比。
� 調研法適用于一般無水文資料的河溝,找漁民、老鄉、調查。
� 電子模擬法采用電子軟件分析發生沖刷后的平衡斷面。
� 試驗法利用水工模型進行模擬試驗。
� 在這五種方法中,均不可能十分準確反映沖刷深度,第( 1)法是實測橋梁資料建立的經驗公式,難全面反映實際復雜邊界條件情況;第( 2)法不可能正好在穿越點有實測資料,且往往是洪水后的實測;第( 3)種人為因素不準確;第(4)種方法是難以準確將邊界參數取準;第(5)種模型比例不能將邊界大氣模擬,地質模擬也不會很準。因此從安全角度考慮,寧可多法對比取大值或適當加大理深。
四、新增減或修改條款的說明
� 本段說明只對新增減或修改的條款進行解釋。
� 第一章 總則(3條);沒有變化
� 第二章 術語與定義(11條),新增4條:
� 新增 2.0.4  設計洪水Designing flood
與工程等級所規定的設計洪水頻率相對應的洪水;包括設計洪水流量、設計洪水水位、設計洪水流速等。
說明:這一定義與強制條文3.3.4條對應,明確設計中采用的設計洪水的含義。
� 新增 2.0.9  隧道穿越 Pipeline crossing in tunnel在隧道中敷設穿越管段。
� 新增 2.0.10  礦山法隧道 Tunnel by digging采用一般開挖地下坑道方法修筑的隧道。
� 新增 2.0.11  盾構隧道 Tunnel by shield digging用盾構機掘進建造的隧道。”
說明:這3條定義主要是針對新增的隧道法穿越設計內容而規定的術語。
� 第三章 基本規定(6節,共48條)
� 3.1 基礎資料,共6條(原4條),新增2條,修改2條;
� 3.1.1  沒有修改
� 3.1.2  穿越工程設計前,應根據有關部門對管道工程的環境影響評估報告、災害性地質評估報告、地震安全評估報告及其它涉及工程的有關法律法規,合理地選定穿越位置。穿越有防洪要求的重要河段,應根據水務部
門的防洪評價報告,選定穿越位置及穿越方案。說明:本條在原3.1.3條的基礎上修改而成。本次修改主要是為了滿足國家相關的法律法規,以切實保證工程的安全。
� 3.1.3(原3.1.2)
� 新增 3.1.4  應根據下列鉆孔布置要求獲取地質資料:
1  挖溝埋設穿越管段,應布置在穿越中線上。
2  水平定向鉆、頂管或隧道敷設穿越管段,應交叉布置在穿越中線兩側各距15~50m處。在巖性變化多時,局部鉆孔密度孔距可布置為20~30m。
說明:地質資料是確定合理穿越方式的前提,通過鉆探取樣方式來分析穿越段的地質情況是工程中常用的作法。然而根據不同的穿越方式,為獲取地質資料而布設的鉆孔點位是不一樣的。原因是為了防止施工時因鉆孔封孔不嚴造成透水事故,特制定本條規定。另外,在巖性變化較大,特別是出現突變的地方,由于鉆孔布設間距較大,資料有時反應不出來這種變化。這也給施工留下隱患,造成事故。故規定加密鉆孔,以求準確反應出地層巖性。
� 新增 3.1.5  根據現行國家標準《中國地震動參數區劃圖》GB 18306,位于地震動峰值加速度a≥0.1g地區的大中型穿越工程,應查清下列四種情況,并取得量化指標:
1  有無斷層及斷層活動性質、一次性最大可能錯動量。
2  地震時兩岸或水床是否會出現開裂或錯動。
3  地震時是否會發生基土液化。
4  地震時是否會引起兩岸滑坡或深層滑動。
說明:此條在本章節中為新增內容,但實際是對原條文3.5.6的修改。本次修改的原因是根據抗震設計的規定,不再使用地震基本烈度進行設計,而是直接采用地震動峰值加速度進行設計。原條文中的地震基本烈度7度對應的地震動峰值加速度0.1g。
� 新增 3.1.6條  穿越管段應有防腐控制的設計資料。
說明:穿越管段因腐蝕而發生事故是主要原因之一,故本條規定按(SY0007)標準設計的管道防腐作為應取得的基本資料。
� 取消原3.1.4條關于鐵路、公路穿越的規定,放在第七章中。
� 3.2 材料,共5條;(原5條),新增1條,修改2條;合并1條,保留1條
� 3.2.1 穿越工程用于輸送油氣的鋼管,應符合現行國家標準《石油天然氣工業輸送鋼管交貨技術條件 第1部分:A級鋼管》GB/T 9711.1或《石油
天然氣工業輸送鋼管交貨技術條件 第二部分:B級鋼管》GB/T 9711.2的規定,并應根據所輸介質、鋼管直徑、鋼管壁厚、使用應力與設計使用溫度等補充有關技術條件要求。對于管徑小于DN300mm,設計壓力小于6.4MPa的輸油鋼管或設計壓力小于4.0MPa的輸氣鋼管,可采用符合國家現行標準的《輸送流體用無縫鋼管》GB/T 8163、《化肥設備用高壓無縫鋼管》GB 6479及《高壓鍋爐用無縫鋼管》GB 5310有關技術條件要求的鋼管。
說明:此條為原條文的補充和完善。鋼管是油氣輸送的載體,也是管道工程中采用的最大宗材料,選用就必須滿足最
基本的標準要求(GB/T9711.1或GB/T9711.2)。但是油與氣是兩種不同物性的介質,且管道沿線自然環境條件不同,因此本條還提出了補充技術條件要求,以確保穿越管段的安全。在我國上世紀九十年代后期以來,我國新建的澀寧蘭、西氣東輸、忠武線、陜京二線等輸氣管道及蘭成渝、阿獨線等輸油管道,均對鋼管提出補充技術要求,滿足了安全使用的需要。同時為便于油田集輸管道穿越工程的鋼管采購,結合現行國家標準《輸氣管道工程設計規范》GB50251、《輸油管道工程設計規范》GB50253的相關規定,在適合本規范規定的條件下可以采用符合其它給定的標準的技術條件的鋼管。
� 3.2.2 穿越工程所用的建筑材料,均應符合國家現行有關標準。
說明:此條為原3.2.2和3.2.3條的合并修改而成。原3.2.2條為鋼筋應符合相關標準的要求,原3.2.3條是水泥硬符合相關標準的要求,隨著穿越所用的建筑材料的增多,如果每種材料都列出相關標準,則會造成標準內容過于繁瑣,所以為了簡化,本條規定了穿越工程所用的建筑材料都應符合國家有關標準的要求。
� 3.2.3(原3.2.5) 結構工程所用鋼材應符合國家現行有關標準的規定,其許用拉應力和許用壓應力不應超過其最低屈服強度的60%,許用剪應力不應超過其最低屈服強度的45%,支承應力(端面承壓)不應超過其最低屈服強度的90%。
� 原3.2.4條的表3.2.4-2調整為表3.2.4-1,并為強制條文,取消原表3.2.4-1。
說明:關于強制條文的情況前面已說明。原表3.2.4-1為常用鋼級的屈服強度列表,取消的原因是本規范用管都應符合相應的鋼管規范,而該規范中對每種鋼級的屈服強度都有明確規定,這里就不用重復了。
� 新增 3.2.5條 穿越管段的鋼管壁厚應按下式計算,且選用鋼管的徑厚比不應大于100。(3.2.5)式中  δ——鋼管計算壁厚(mm);P——輸送介質設計內壓力(MPa);Ds——鋼管外直徑(mm);[σ]——輸送鋼管許用應力(MPa)。
若管段未采取防腐蝕控制措施,鋼管壁厚應考慮腐蝕裕量,按使用年限與腐蝕速率計算。說明:此條在本節中為新增內容,實際上為原條文3.6.6,新規范把穿越管段的壁厚計算進行明確。[ ] σδ2sPD=29
� 3.3 水域穿越,共18條;原12條,新增10條,修改2條、合并3條,取消3條,原表3.3.3-1改為強制性條文,即3.3.4條。
� 新增 3.3.1  水域穿越工程設計應符合《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國防洪法》和《中華人民共和國水土保持法》等相關法律法規的規定。
說明:增加此條是為了滿足國家的法律法規要求。
� 3.3.2 水域穿越工程應通過水文部門或調研(試驗)獲得設計所必需的水文資料;其上游建有對工程有影響的水庫時,應取得通過水庫防洪調度后的設防洪水及水庫下游對工程所在位置的沖刷資料。說明:此條在原3.3.5基礎上修改而成。前半句是強調水文資料的重要性。水文資料是設計水域穿越的依據。只有按規定獲取了必須的水文資料,才能確保工程在設計洪水標準時的安全。后半句是針對修建水庫后,其下游的河道的形態會發生變化,即會破壞原來的沖淤平衡狀態,我國魏荊輸油管道由于沒有考慮丹江口水庫對漢江襄樊段沖刷的影響,致使魏荊管道的漢江穿越發生沖露事故。規范中特別給予了規定。
� 3.3.3(原3.3.1) 選擇的穿越位置應符合線路總走向。對于大、中型穿越工程,線路局部走向應按所選穿越位置調整。
� 原3.3.3條和3.3.4條合并為3.3.4條,原表3.3.3-1改為強制性條文,取消表3.3.3-2,即取消沖溝等級劃分。說明:關于強制性條文規范考慮的只是西北黃土地區特點。但是由于我國南北在地貌、水文、地質、植被等差別很大,不能按一個標準來劃分,故新規范取消沖溝等級劃分。但新規范中3.4節中強調濕陷性黃土地區的水土保持,應采用截、排、導及護的工程措施。沖溝下管子埋深應參照可能發生泄洪沖刷后的安全埋深要求,盡量埋入穩定層中。
� 新增 3.3.5  水域穿越管段可采用挖溝埋設、水平定向鉆敷設、隧道敷設等形式。大中型穿越工程宜作方案比選。說明:強調大中型穿越工程方案比選的重要性。
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� 新增 3.3.6  水域穿越長度和埋深應符合下列要求:
1  兩岸設有防洪堤壩,穿越的入出土點及堤下埋深應滿足國家有關規定。
2  在河中設有高出一般沖刷線的穩管工程,應考慮洪水的局部沖刷;穿越管段應埋設在一般沖刷加局部沖刷深度以下的安全深度。
3  工程建在水庫泄洪影響范圍內,穿越管段埋深應考慮泄洪時的局部沖刷及經常泄水的清水沖刷。
說明:本條規定了水域穿越工程的長度與埋深應考慮的外界環境條件,以保證穿越段合理的穿越長度和埋深。
� 3.3.7  水域穿越管段與橋梁間的最小距離應根據穿越形式確定,并應符合
下列要求:
1  采用開挖管溝埋設時,管段距離特大、大、中型橋不應小于100m;管段距離小橋不應小于50m。若采用爆破成溝時,應計算確定安全距離。
2  用水平定向鉆機敷設時,穿越管段距離橋梁墩臺沖刷坑邊緣外不宜小于10m,并不應影響橋梁墩臺安全。
3  采用隧道穿越時,隧道的埋深及邊緣至墩臺的距離不應影響橋梁墩臺安全。
說明:此條在原3.3.6條的基礎上修改而成。本條規定是考慮了不同的施工方法對橋梁安全影響而提出的。開溝埋設對周圍的影響大,所以距離上要遠一些,并滿足橋梁規范的要求。對于定向鉆和隧道穿越由于埋深大,只要不影響橋墩的安全即可。
� 3.3.8(原3.3.7)水域穿越管段與港口、碼頭、水下建筑物或引水建筑物等之間的距離不宜小于200m。
� 新增 3.3.9  采用水平定向鉆或隧道穿越河流堤壩時,應根據不同的地質條件采取措施控制堤壩和地面的沉陷,防止穿越管道處發生管涌,不得危及堤壩的安全。水平定向鉆入出土點距大堤坡腳宜大于50m。說明:本條主要針對近年來,多建設大口徑、高壓力的管道工程,采用水平定向鉆或隧道敷設穿河管道時,由于口徑大于地基土的自穩性,容易出現堤壩和地面的沉陷,如西氣東輸ф1016mm管徑水平定向鉆穿越淮河時出現地面沉陷。為此,本條規定應采取措施控制沉降,不得危及堤壩安全。
� 3.3.10(原3.3.12)水域穿越的輸油氣管段,不應敷設在水下的鐵路隧道和公路隧道內。
� 3.3.11  穿越通行船舶的水域,管段的埋深應防止船錨或疏浚機具對管段的損傷。兩岸應按現行國家標準《內河交通安全標志》GB 13851的規定設置標志。說明:此條為原3.3.9條和3.6.4條的合并。原規范的兩條規定是一個目的,即防止管道受人為影響,合并后更為簡練。
� 3.3.12  生活水源保護地、水域大型穿越工程,輸油管道兩岸應設置截斷閥室。截斷閥室應設置在交通方便、不被設計洪水淹沒處。穿越生活水源保護地,應按相關標準要求作保護設計。輸氣管道在穿越處不因事故造成次生災害或水體污染,可不設截斷閥室。說明:此條為原3.6.2和3.6.3的合并,并進行了補充。原規范的兩條規定均為閥室位置設置原則,合并在一起更加簡練。這里補充的是生活水源保護地兩側的閥室設置問題。因為隨著水資源緊缺問題的進一步突出,國家頒布了相應的法律,如水法與環保法等,為防止所輸油品污染生活水源,特制定本條規定。由于輸氣管道一般不污染水源,如果不因事故后由于人員或船舶活動造成次生災害,如火災,是可不設截斷閥室的。
� 新增 3.3.13  水域穿越位置應選在岸坡穩定地段。若需在岸坡不穩定地段穿越,則兩岸應作護坡、丁壩等調治工程,保證岸坡穩定。說明:不穩定的岸坡容易發生岸坡坍塌,從而出現露管,給管道安全帶來隱患,所以應選在岸坡穩定地段進行穿越,如受地形,規劃等原因限制,需要經過不穩定的岸坡時應采用工程措施進行防護,保證岸坡的穩定。
� 新增 3.3.14(原4.1.4)  水域穿越位置不宜選在地震活動斷裂帶的斷層上。
� 新增 3.3.15(原4.1.3)  水域穿越宜與水域正交通過。若需斜交時,交角不宜小于60°。
� 新增 3.3.16(原4.2.3條)  采用挖溝埋設的穿越管段,不宜在常水位浸淹部位設置固定墩和彎管;彎管和固定墩宜設在常水位水邊線50m以外。確需要在常水位范圍內設彎管和固定墩時,則必須將其埋設在洪水沖刷線下穩定層中。
說明:以上3條雖為本節的新增內容,但實際上原條文的重新編排,這里不作解釋。
� 新增 3.3.17  地震時易發生土壤液化的穿越地段,不宜將穿越管段溝埋在液化層內。確需埋入液化層中,應采取換土或樁柱穩管措施,不應采用壓重塊穩管。
說明:土壤液化易使埋設的穿越管段上浮,若采取壓重,又易使管段下沉變形,這些都可能造成管段的損壞,故采取換土或樁柱穩管措施,不應采用壓重塊穩管。
� 新增 3.3.18 穿越沼澤地區,應根據不同的沼澤類別采用支架法、換土法、砂樁加固法、填石法、預壓法或筑堤法等敷設穿越管段。說明:本條雖為本節的新增內容,但實際上原條文4.2.16的重新編排,這里不作解釋。
� 取消原3.3.2,3.3.10,3.3.11說明:原3.3.2的內容已在新規范的3.3.5條中體現,故取消;原3.3.10規定的是復管的敷設問題,系參照前蘇聯規范的要求。因為我國目前很少采用備用復線,故取消此要求;原3.3.11規定的內容調第5章中,故取消。
� 新增 3.4 山地沖溝穿越,共7條;
說明:新增山地穿越的原因是近幾年為保護環境在山地穿越中大量采用了隧道穿山,最近還利用定向鉆穿山,因此在本章中新增山地穿越,其中3.6節特別強調了穿山的位置選擇,引起設計重視。
� 3.4  山地、沖溝穿越
� 3.4.1  山地隧道設計應根據《中華人民共和國環境保護法》與《中華人民共和國水土保持法》的規定處理棄物、棄碴。說明:有時為了不破壞山頂植被,滿足環保、水保的要求,也采用隧道穿山方式敷設管道,如忠武輸氣管道工程等,故增加此規定。
� 3.4.2  在山地采用隧道型式穿越應滿足輸送工藝要求。
說明:輸油管道在翻越山嶺時,有時可能需要增建泵站,采用隧道穿山可能少建泵站,因此在進行山地隧道穿越設計時應考慮輸送工藝,以滿足輸送工藝的要求。
� 3.4.3  管道需要穿越泥石流溝時,應選擇在泥石流穩定的堆積區內埋設,且埋在堆積區原地層下不小于1.0m。完工后必須恢復地貌。說明:泥石流對地面建筑物具有極大的破壞力,而其上、中段的強烈沖刷會對埋地管道產生損毀,只是在出口堆積區能形成相對穩定的、破壞力小的區塊。本條的規定就是保證管道穿越泥石流溝時的安全需要。
中國石油天然氣管道工程有限公司
CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION
四、新增減或修改條款的說明
� 3.4.4  選擇沖溝(含黃土沖溝)穿越位置時,不應選在因施工而誘發滑坡的地段。
說明:有些近期的堆積松散的沖溝或者黃土濕陷性大的沖溝,往往因為施工擾動,再加之后期雨水沖蝕,易形成新的滑坡,危及已埋管道的安全。本條規定不應選在此地段穿越,提醒設計人員要配合地勘人員分析穩定性后再確定穿越沖溝的選址。
� 3.4.5  穿越濕陷性黃土沖溝,應作溝頂的截、排、導水工程;溝坡的防護穩定工程;溝底的穩管工程,導水溝宜將水導入天然泄水溝中。說明:在濕陷性黃土地區,水是造成黃土沉陷、邊坡坍塌、形成沖溝的根本原因。為了確保穿越黃土沖溝管段的安全,本條規定了溝頂截排水、溝坡防護、溝底穩管的措施,也達到水土保持的要求。
� 3.4.6  因黃土沖溝深陡,施工掃線破壞原地貌時,穿越沖溝管段的設計應考慮施工掃線時形成的新縱斷面。施工回填后,應根據水土保持部門要求恢復地貌,做水土保持工程。說明:黃土沖溝一般都深、陡,管線很難隨著地形敷設,需要進行沖溝的整治。整治過程中應考慮水土保持,并按整治好的地形進行管道敷設,故制定本條。
� 3.4.7  管道不宜從土層未固結穩定的淤土壩穿越,當必須穿越時,應對土層厚度、固結程度等地質條件做勘察評價,并采取安全保障措施。說明:在濕陷性黃土地區山區的沖溝中,當地居民修建一些淤土壩,經若干年后就會淤積成小片平地,淤起后向上游再筑壩淤地,經過數年乃至數十年后形成一級一級的階地,作為農田耕種,尤其管道經常穿過此類地段。有的部分由于土層淤積時間太短,土質尚未固結穩定。管道下溝回填后,遭遇強暴雨時,有可能將土壩沖毀,造成嚴重的水土流失并危及管道安全。管道應盡可能避開此類地段,如難以避開,應加強水工保護等安全措施。
� 3.5 鐵路(公路)穿越,共10條;原5條,新增7條,合并1條,保留2條,其中3.5.9條為強制性條文。
� 3.5.1 管道穿越鐵路(公路)應符合國家有關規定。
說明:此條為原3.4.1和3.4.2合并而成。原3.4.1和3.4.2條分別為鐵路穿越和公路穿越的兩部協議,目前仍在執行,這里將其合并,使條文更簡練。
� 新增  3.5.2  管道穿越鐵路(公路)應符合鐵路或公路規劃的要求。說明:隨著我國經濟的發展,鐵路(公路)的發展很快,新建和擴建工程很多,為了減少管道服役期間不與這些工程發生沖突,設計中應考慮鐵路(公路)的規劃,特制定此條。
� 新增  3.5.3  管道穿越鐵路(公路)應保持鐵路或公路排水溝的通暢。穿越處應設置標志樁。
說明:鐵路和公路的排水溝是保證其安全的重要措施,如果穿越過程中發生破壞,應給予恢復,保證其通暢;設置標志樁可以方便地確定管道的準確位置,而且起到警示的作用。故特定此條。
� 3.5.4(原3.4.3) 管道穿越鐵路(公路)應避開高填方區、路塹、路兩側為同坡向的陡坡地段。
� 3.5.5(原3.4.5) 在穿越鐵路(公路)的管段上,不應設置水平或豎向曲線及彎管。
� 新增  3.5.6  穿越鐵路或二級及二級以上公路時,應采用在套管或涵洞之內敷設穿越管段。穿越三級及三級以下公路,管段可采用挖溝直接埋設。當套管或涵洞內充填細土將穿越管段埋入時,可不設排氣管及兩端的嚴
密封堵。當套管或涵洞內穿越輸氣管段是裸露時,應設排氣管且兩端嚴密封堵。說明:為了保證鐵路或二級公路以上的高等級公路頻繁運輸的安全,本條規定在涵洞或套管內敷設穿越管段。三級以下普通公路,若按第7.3節核算安全,可以挖溝直接埋設在洞內或套管內敷設的輸送管為裸露時,為防止洞內空間集氣,可能發生事故,設排氣管以策安全。若回填土無集氣空間,可以不設排氣管。
� 新增  3.5.7  采用有套管的穿越管段,對管道陰極保護形成屏蔽作用時,可采用帶狀或鐲式犧牲陽極保護。
說明:此條為原5.1.4條,增加了鐲式陽極保護的方式。
� 新增  3.5.8  新建鐵路(公路)與已建管道交叉時,應設置涵洞保護管道,洞內宜回填細土,可不另設排氣管。
說明:隨著我國經濟建設的發展,新建或擴建鐵路(公路)占壓已建管道時有發生。如西氣東輸管道建成僅一年時間,山西發生新建鐵路占壓、江蘇發生擴建公路占壓。為保護已建管道的安全,特別是在管道設計系數已不能再變動的條件下,本條規定采用涵洞保護,隔離了車輛荷載直接作用于已建管道上。
� 新增 3.5.9  采用無套管的穿越管段,距管頂以上500mm處應設置警示帶。(為強制性條文)
� 新增  3.5.10  采用無套管明挖溝埋穿越管段,回填土必須壓實或夯實,防止沉降危害管道。路面恢復應按公路管理部門要求,達到現行國家標準《公路工程質量檢驗評定標準》JTJF 80/1的要求。說明:采用大開挖直埋穿公路的管段,為保證車輛荷載能達到按剛性角分布,且不產生因沉降造成的事故,制定本條規定。
� 取消原3.5節 勘察要求 分別在各穿越要求中提。
� 取消原3.6節 其他 穿插在基本要求中。
� 新增 3.6 隧道穿越位置的選擇,共2條
說明:為確保隧道自身的安全,正確選擇穿越位置并結合管道總體走向考慮是十分必要的,特作本節規定。本節內容是參照以往交通部門的經驗及近年管道建設實施的成果。
� 3.6  隧道穿越位置的選擇
� 3.6.1  隧道位置的選擇應符合下列要求:
1  隧道穿越位置應符合管道線路總走向,線路局部走向可根據穿越點位置進行調整;
2  隧道位置應選擇在穩定的地層中,不應穿越工程地質、水文地質極為復雜的地質地段,當必須通過時,應采取工程措施;
3  地質條件復雜的隧道,平面位置的選擇應在地質測繪和綜合地質勘探的基礎上確定隧道走向,并應根據合理工期,對施工方案、施工方法進行方案比選;
4  對可能穿越的埡口,擬定不同的越嶺高程及其相應的展線方案,應通過區域工程地質調查、測繪、結合線路條件以及施工、使用條件等進行全面技術經濟比選確定;
5  隧道位置的選定應考慮洞口地形、地質條件、相關工程和環境要求的影響;
6  對需設置輔助坑道和使用通風設施的隧道,應考慮其設置條件和要求。
� 3.6.2  隧道洞口位置應符合下列要求:
1  隧道洞口位置應根據地形、地質、水文條件,同時結合環境保護、洞外有關工程及施工條件、使用要求,通過綜合分析比較確定。
2  隧道應早進洞,晚出洞;隧道洞口宜選擇在坡面穩定,地質條件較好,無不良地質現象處,并考慮施工出碴條件,少占農田耕地。
3  隧道進出口應高于山溝設計泄洪水位。在泥石流處應防止泥石流堵塞隧道進出口。
4  豎井位置宜選擇在50m范圍內無永久性架空線路,30m范圍內無永久性建(構)筑物且不因豎井施工而影響周圍建(構)筑物基礎穩定的地方。
� 第四章 挖溝法穿越設計(分為2節,共11條)
� 4.1  埋設要求,共8條(原16條)
� 4.1.1  挖溝埋設穿越水域的位置,除結合線路走向外,應選擇岸坡較穩定、水流沖淤變化不嚴重、不影響有關水域的規劃實施、地震斷裂活動影響小且施工條件較好的地段。說明:此條為原4.1節的相關內容的總結。原4.1節均為穿越位置的相關要求,將其歸納為1條,更為簡練。
� 4.1.2條(原4.2.4條),為強制條文。(前已說明)
� 新增 4.1.3  采用圍堰及排水(或降水)措施的管溝尺寸宜在確保溝邊坡穩定條件下,按現行國家標準《輸氣管道工程設計規范》GB 50251或《輸油管道工程設計規范》GB 50253的規定選用,否則應放緩邊坡。說明:在穿越工程中,采用圍堰及排水措施可以保證管道在無水情況下施工,根據施工經驗,經過排水后的管溝一般穩定性較好,可以按一般管段的管溝進行開挖。如果開挖過程中發現管溝坍塌等不穩定情況,應放緩邊坡。
� 4.1.4 (原4.2.5條)采用水下挖溝時,應根據機具試挖確定管溝尺寸。若無此資料,宜按表4.1.4試挖管溝。表4.1.4 水下開挖管溝尺寸1:1.0 1:0.5 D+1.0 巖石1:2.0 1:1.5 D+1.2 粘土1:2.5 1:2.0 D+1.5 粉質粘土1:3.0 1:2.5 D+1.8 砂土、含卵礫石土1:3.5 1:3.0 D+2.0 中砂、粗砂1:5.0 1:3.5 D+2.5 淤泥、粉砂、細砂溝深>2.5m 溝深≤2.5m管 溝 邊 坡溝底最小寬度(m)土 壤 類 別
注:  1  管溝底寬指單管敷設所需凈寬,不包括回淤。
2  在深水區管溝底寬應增加潛水員潛水操作的寬度。
3  若遇流砂,溝底寬度和邊坡由試挖確定。
4 D為管身結構的外徑。
� 4.1.5  當水下溝埋敷設穿越管段達不到本規范第4.1.2條要求時,或者不能確定沖刷范圍和沖刷深度時,穿越管段應按本規范第4.2.2條裸管敷設核算其抗漂浮與抗位移的穩定性。說明:本條在原4.2.6條的基礎上修改。修改的內容為:當水下溝埋敷設穿越管段達不到4.1.2條的要求時,應按裸管敷設來校核其水下穩定性。這是因為當管道達不到埋深要求時,在設計洪水沖刷下可能出現露管,故本條規定要核算穿越管段的抗飄浮與拉位移的穩定性,以保安全。
� 4.1.6  當水下穿越管段滿足不了穩定性要求時,應采用穩管措施。穩管措施間距除滿足管段穩定要求外,埋深達不到本規范第4.1.2條要求的管段,還應核算其自振頻率不與水流渦激振動頻率發生共振。說明:此條為原4.2.8和4.2.2條的合并。是根據我國上世紀七、八十年代挖溝埋設穿越管段被洪水沖露斷管的事故所采用的措施提出的。上世紀九十年代初,天津大學海工系還專門對裸露于河流中的管道作了渦激振動的實驗,提出了穩管樁間距除需要滿足管段的強度要求外,還要避免結構自振頻率與渦激振動頻率發生共振。否則會引發管道疲勞斷裂或失穩破壞。
� 4.1.7(原4.2.7) 巖石管溝挖深除應滿足本規范第4.1.2條設計埋深要求外,還應超挖200mm;管段入溝前,溝底應先填200mm厚的砂類土或細土墊層。
� 4.1.8(原4.2.9) 穿越腐蝕性強的水域,除管段自身防腐滿足要求外,穩管措施所用材料應有抗腐蝕的性能。
� 4.2 (原4.3)水下管段穩定 共3條(原5條)說明:本節在原來的基礎上取消了原4.3.4和4.3.5。因為原4.3.4和
4.3.5分別為定向鉆和隧道穿越的要求,所以不在本節列出。在4.2.2條中增加了計算裸露彈性敷設的彈性抗力公式。因為在豎向彈性敷設管段時,若彈性敷設的曲率半徑形成的管段矢高大于管道自重產生的彈性彎曲變形時,管段會產生向上的彈性抗力,因此在抗飄浮與抗移位的計算中應減去此向上之力。式(4.2.2-6)是按照管段兩端簡支梁變形推演出的,如果兩端可以滑動,抗力應小于式(4.2.2-6)的計算值,故有利于管段的穩定安全。
� 4.3(原4.4)荷載和組合,共3條,沒有變化
� 4.4(原4.5節)管段計算,共5條� 取消了原來關于定向鉆的要求4.5.6條。
� 4.5(原4.6節)防護工程設計,共17條(原8條)
� 新增 4.5.1  穿越管段處的防護工程布設,根據《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國水土保持法》和《中華人民共和國防洪法》等相關法規確定。說明:此條是為了強調防護工程設計要符合相應的法律法規。
� 4.5.2(原4.6.1條)  受水流淘刷或沖蝕威脅的穿越管段,可修筑導流堤或丁壩等調治構筑物滿足水流順暢、不產生集中沖刷的要求。為保持岸坡穩定,應修筑護坡工程。
� 4.5.3(原4.6.2條)  防護工程采用的建筑材料,應符合相關材料標準的規定;填筑材料應因地制宜就地取材。不宜采用重粘土、粉砂、淤泥、鹽漬土或有機質土壤填筑。填筑物應分層夯實或壓實,達到規定的要求。
� 原4.6.6條拆為以下三條:
� 4.5.4  防護工程的設計洪水頻率宜與穿越工程設計洪水頻率相同,護岸頂應高出設計洪水位(包括浪高和壅水)0.5m。若堤岸頂低于設計洪水位,護岸宜至堤頂。
� 4.5.5  防護工程基礎基底埋深要求在水床面下1~2m,同時也應滿足設計沖刷線下1m和冰凍線下0.3m的要求。
� 4.5.6  護坡(岸)順水流方向長度,應根據實地水流形態、岸坡地質條件及管溝開挖寬度確定,不應小于5m。
說明:護岸工程的3個重要參數為高度、長度和基礎埋深,原規范將此3個參數放在一起,主要突出基礎埋深的要求,新規范將其分開,并分別要求,有利于正確的執行。
� 4.5.7(原4.6.3)  漿砌或干砌片石(混凝土或鋼筋混凝土板)護坡面下,應有100~200mm厚的級配良好的砂礫石墊層;坡腳下應設漿砌片石或混凝土基礎。若為干砌片石,墊層應分層級配,確保起反濾層作用。
� 4.5.8(原4.6.4)  漿砌石(混凝土或鋼筋混凝土板)的護坡,每隔10~20m應設置伸縮縫,在對應的基礎上設置沉降縫?p寬20~30mm,以瀝青麻筋或瀝青板條填塞。
� 4.5.9(原4.6.5)  漿砌護岸工程應設置適當數量的排水孔,并在排水孔處設置反濾層。
� 4.5.10(原4.6.7) 護岸工程與調治構筑物均應核算坡面滑動、沿弧面(或不均勻土體的折線面)滑動的抗滑穩定性?够定安全系數可取1.15~1.30。
� 若護坡與坡腳處水平線夾角小于或等于堤岸土的飽和休止角時,可不核算護坡的抗滑穩定性。
� 新增 4.5.11  干砌片石護坡石塊折算直徑可按下式計算確定。當計算護坡石塊直徑D≥350mm時,可采用雙層干砌,上層厚0.6D。(4.5.11)式中  D —— 用石塊體積換算為圓球體積的折算直徑(m);Psj—— 動水作用于護坡的上舉力(N/m2),漿砌護坡只考慮靜浮力Psj1,干砌護坡還應考慮脈動上舉力Psj2,故Psj= Psj1+Psj2;Psj1—— 動水作用于護坡的靜上舉力(N/m2),按Psj1=計算;Psj2—— 動水作用于干砌護坡上的脈動上舉力(N/m2),按Psj2=  計算;
α cos (5 . 1o s ) γ γ −=sjpDg v 2 /20ηµγg v 2 /20ξγ
η—— 與護面結構有關的系數,漿砌護面取1.1~1.2,干砌護面取1.5~1.6;
µ—— 與護面透水性有關的系數,漿砌護面取0.3,干砌護面取0.1;
ξ—— 脈動壓力系數,可按現場的實測值取用,或按水利部門護坦脈動壓力試驗所得最大值0.4取用;—— 河水的平均流速(m/s);g—— 重力加速度,取9.8 m/s
2;—— 砌石的密度(N/m
3);—— 河水的密度(N/m
3)。vsγ0γ
� 新增 4.5.12  漿砌護坡厚度可按下式計算確定。(4.5.12)式中  T——漿砌片石(混凝土塊)護坡厚度(m);
α——護面斜坡與坡腳水平線的夾角。
� 新增 4.5.13  拋石(或堆石)護腳,其拋石堆頂上的石塊折算直徑可按式(4.5.13-1)計算確定;拋石堆斜坡上的石塊折算直徑(4.5.13-2)計算確定;拋石位移可按式(4.5.13-3)計算距離。(4.5.13-1)(4.5.13-2)(4.5.13-3)α cos (o s) γ γ −=sjpT00225γγ γ −=sgkVDα cos1DD =hGvL618 . 0 =式中  D1——斜坡上石塊的折算直徑(m);——石塊滑動的穩定系數,取0.86;L——流水總用下拋石發生位移的距離(m);h——行進水流的水深(m);G——所拋石塊的重量(質量)(kg)。
說明:以上3條是結合設計人員近年來常忽略的問題,為安全計,特此增加。護坡工程砌塊尺寸的計算是依據砌塊的重量要大于等于水流動力作用的條件推算得出的。設計人員在設計護坡時,應提出選用護坡砌塊尺寸的要求,防止因動水作用損毀護坡。k5
 � 新增 4.5.14  采用石籠護基或護管時,石籠基底應鋪0.2~0.4m的平整墊層;若地基為基巖,可將石籠用鋼筋錨固定在基巖上。根據需要可對石籠進行灌漿處理,增加穩定性。
� 新增 4.5.15  護管(河底)石籠的順水流平鋪長度應大于自石籠頂面至設計洪水沖刷線深度的1.5倍。
說明:上述兩條是采用石籠防護時的要求。石籠是防護工程中常用的措施之一,特別在已建工程中應用很多。如馬惠寧輸氣管道在環江穿越中,采用石籠護基、護腳很普遍。為此,這兩條規定提出了鋪砌石籠的要求與河底護管長度的要求。
� 新增 4.5.16  當沖刷深度較大或常水位水深較大時,宜采用混凝土板之間鉸連接的柔性混凝土防護板,鋪設于護坡基礎處或作護底(管)用;炷涟宓暮穸瓤砂词剑4.5.12)計算,為混凝土板的重度,值取0.3。柔性混凝土板的護底平鋪長度可按式(4.5.16)計算:(4.5.16)式中  L——平鋪長度(m);m——邊坡系數,按1~0.5取用;——防護深度(m),根據沖刷確定;B1——安全長度(m),可取2.0m。說明:采用柔性混凝土板作為防止水流沖淘、保護護坡基礎或河床,在水力部門、交通或鐵道部門也是經常采用的措施。本條規定了采用混凝土柔性護板的條件、連接方式及敷設長度等要求。121 B h m Lz+ ⋅ + =∆zh∆
� 新增4.5.17  對于淹沒時間不長、流速較小的河渠岸坡,可采用草皮護坡或土工格室護坡;A可根據地質條件與水流情況采用漿砌、拋石、石籠或混凝土柔性護板。說明:本條規定淹沒時間不長、流速較小的河渠岸坡,如季節性的小河、人工渠道,為節省投資,也是為了與周圍環境協調,可采用草皮護坡或土工格室護坡。為保證基礎的穩定,在基礎部分設計人員可根據地質條件與水流情況選用較牢靠的防護措施。
� 第五章 水平定向鉆穿越設計(分為2節,共14條)
� 5.1 敷設要求(9條)
� 5.1.1  采用水平定向鉆穿越時,宜選擇在較為穩定的地層內,兩側應有足夠布設鉆機、泥漿池、材料堆放和管道組焊的場地。說明:本條是在原4.2.10的基礎上修改而成。因為隨著水平定向鉆技術的發展,原來不適合的地層,如巖石,薄的卵礫石層等,通過采取一定的措施都是可以克服的,也有成功的案例,所以,規范不再規定適合和不適合的地層要求,統一表達為較為穩定地層。
� 原4.2.11拆開,以下3條:
� 5.1.2  采用彈性敷設時,穿越管段曲率半徑不宜小于1500Ds;且不應小于1200Ds。
說明:水平定向鉆敷設的穿越管段,一般采用彈性曲線敷設。若彈性敷設曲線的曲率半徑合適,管段回拖就可能在泥漿中順利進行,既不會損傷防腐涂層,也能保證管段有足夠的強度安全裕量。根據國內外大量的工程經驗,本條規定曲率半徑不宜小于1500Ds。若豎向曲率半徑小于由自重彎曲形成的曲率半徑,即式(4.2.2-9)的計算值,在彈性范圍內將產生向上的彈性抗力,有可能使管身貼著鉆孔孔壁,增大管身與管壁摩擦,損傷防腐層。故提出本條規定。當然,施工可以通過擴大孔徑來防止出現上述現象,也能做到管段在泥漿中回拖,但設計人員應提出相應
的擴孔施工要求。
� 5.1.3  水平定向鉆敷設穿越管段的入土角宜為8º~18º,出土角宜為4º~12º,應根據穿越長度、管段埋深和彈性敷設條件確定。
說明:水平定向鉆入土和出土角大小是與埋深和曲率半徑有關的,根據工程經驗與鉆機性能規定了本條的要求.但考慮到鉆機穿越長度能力受限,有時又要求大堤底下埋深要深,特殊敷設條件下,入土角與出土角可適當加大。
� 5.1.4  穿越管段的埋深除應根據地質條件與沖刷深度確定外,還應在水床中鉆孔護壁泥漿壓力下,不出現泥漿外冒。最小埋深應大于設計洪水沖刷線以下6m。
� 新增 5.1.5  穿越管段兩端地面,應根據地基土層的穩定性和密實性采取措施防止塌陷。
說明:根據近幾年我國油氣輸送管道口徑越大,如西氣東輸管道直徑達1016mm,造成水平定向鉆擴孔孔徑也大,發生在沁河、淮河的水平定向鉆穿越出現冒漿、塌陷現象。為此,制定了這兩條要求,設計人員應根據地質條件,勘探提供地層的自重穩定性和壓裂的穩定性,配合施工人員提出合理的泥漿配比與壓力,管段埋設深度及采取經濟可行的加固地層措施。修改了埋深要求,將原河床下6m改為設計沖刷線下6m,一是安全,二是有利于減少冒漿。
� 新增 5.1.6  在水平定向鉆穿越的管段上,不應有任何附件焊接于管體上。若需設止水環時,可在回拖完成后按要求的結構型式設置止水環。說明:焊接于管體上的附件,不僅有可能造成陰極保護漏電失效,也不利于穿越管段在鉆孔內順利回拖,故制定本條規定。
� 新增 5.1.7  不宜將整個穿越管段用水平定向鉆敷設于卵石層中,若僅穿越兩岸有一定厚度的卵石層時,宜采取套管、固結、開挖等措施實現水平定向鉆敷設管段。說明:本條主要考慮到鉆孔成孔是水平定向鉆能否敷設穿越管段的關鍵,在卵石層中,成孔困難,所以不宜穿越;但是在兩岸有薄的卵石層的情況,通過采取措施也是可以成功的。
� 新增 5.1.8  采用管段充水的回拖方法時,應采取措施,防止回拖至入土端上抬時,管內出現真空,造成鋼管屈曲失穩。說明:本條是根據工程實例提出的。中石化在浙江寧波穿越工程中,鋼管充水回拖,至入土端上抬時,由于端部水體突然向下脫離,形成管端真空,造成負壓失穩,拖出的管端變癟。
� 新增 5.1.9  水平定向鉆穿越宜采用環保泥漿或對泥漿進行處理,防止泥漿污染環境。
說明:本條是根據國家對環境保護要求提出的,處理后的泥漿應滿足國家與當地標準規定的要求,設計人員設計時提出此要求時,應考慮泥漿處理費用。
� 5.2 管段計算(5條)
� 5.2.1(原4.3.4)  水下穿越管段采用水平定向鉆敷設達到本規范第5.1.4條要求時,可不核算管段的水下穩定。
� 新增 5.2.2  管段承受的荷載與組合宜按本規范第4.3節的規定,根據實際可能發生的條件選取。
� 新增5.2.3  鋼管壁厚應進行強度核算。強度要求應按本規范式(4.4.2-5)、(4.4.2-6)和式(4.4.3)核算。說明:這兩條規定是對穿越管段的力學核算與荷載及組合制定的,水平定向鉆敷設的穿越管段受力狀況基本上與大開挖穿越管段相似,故規定的計算式相同。但要注意,在施工管段回拖時,應考慮拖拽力使管段存在拉應力,組合核算時應計入。
� 新增 5.2.4  穿越管段回拖時,最大回拖力應按下式計算值的1.5~3倍選取。管段不充水回拖時:
(5.2.4)式中  F——穿越管段回拖力(kN);L——穿越管段長度(m);f——摩擦系數,一般取0.1~0.3;D——穿越管段的管身外徑(m);Ds——穿越管段的鋼管外徑(m);ds——穿越管段的鋼管內徑(m);——泥漿密度,一般為1.15~1.2;
——鋼材密度,78 kN/m3;K——粘滯系數,一般取0.01~0.03。DLKd D DLf Fss sπ δγγπ +⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎟⎠⎞⎜⎝⎛ +− =2 412
γ1γs
� 說明:回拖力是定向鉆穿越的重要參數,是鉆機選型與鉆桿尺寸核算的依據。本條計算穿越管段回拖力是依據管段在泥漿中的浮力扣除自重后產生的摩擦力,再加上拖管前進時管段在泥漿中的粘滯力,形成必須要滿足的回拖力。由于回拖時邊界條件復雜,故在選擇鉆機時應有一定的安全裕量;根據國內外多年施工經驗,一般按1.5~3倍計算。
� 新增 5.2.5  穿越管段在擴孔回拖時,應核算空管在泥漿壓力作用下的徑向屈曲失穩。按下式進行核算。Ps≤Fd
•Pyp (5.2.5-1)( ) 0 6 12= +⎥⎦⎤⎢⎣⎡+ + −mPPP Pcr syp crσ σ(5.2.5-2)δ 2SDm =20fn = 其中: ,µδ2312−⎟⎠⎞⎜⎝⎛=
SscrDEP (5.2.5-3)式中  Ps——泥漿壓力,可按1.5倍泥漿靜壓力或回托施工時的實際動壓力選。∕Pa);σs——鋼管屈服強度(MPa);Fd——穿越管段設計系數,按0.6選;Pyp——穿越管段所能承受的極限外壓力(MPa);P
cr——鋼管彈性變形臨界壓力(MPa);  Es——鋼管彈性模量,2.1×105(MPa); δ——鋼管壁厚(mm);
  DS——鋼管外徑(mm); µ——波桑比,0.3;f0——鋼管橢圓度(%)。
說明:根據近年來中石化、中石油在水平定向鉆穿越施工回拖中,鋼管發生外壓下的徑向屈曲失穩,鋼管壓癟,形成塑性失穩。依據鐵摩辛柯著的《材料力學》一書中的公式,規定了本條徑向屈曲失穩的核算。本條與《化工容器設
計》(作者王志文 化學工業出版社出版)取式不同,原因是化工容器設計中規定了初始圓筒橢圓度小于0.5%,我們實際使用的管材在標準規定的制造、運輸、施工后都超過此規定;且化工容器只考慮彈性失穩,與實際不符,故不采用。我們將鐵摩辛柯公式與國家現行標準《海底管道系統規范》SY/T 10037、《石油天然氣工業-套管、油管、鉆桿和管線管性能計算》SY/T 6328和美國的《套管、油管和鉆桿使用性能通報》API Bul5C2規定的計算公式作了計算分析對比,以711×8.7mm L415鋼管為例,在考慮了規定的安全系數后,允許的承載外壓鐵摩辛柯公式為0.448MPa、SY/T 10037為0.487MPa、API Bul5C2為0.59Mpa。管道擴孔回拖時,可能遇到的不利因素較多,而且只有鐵摩辛柯公式和海底管道標準考慮了鋼管屈服強度對塑性失穩的影響,為安全計,本條采用鐵摩辛柯公式。
本條采用的設計系數是參照《海底管道系統規范》SY/T 10037,材料與荷載因素三項最大值,得安全系數為1.59;鑒于回拖不可預見因素較多,取0.6的設計系數,其安全系數達1.67,高于《海底管道系統規范》SY/T 10037標準。在講第六章、第七章之前我想先做以下一些說明:第六章是新增的一章,也是本規范中所占篇幅最大的章節。原規范只簡單寫了兩條,即《原油和天然氣輸送管道穿跨越工程設計規范 穿越工程》(ST/Y 0015.1-98)中第4.2.14條“采用隧道穿越宜用多管敷設,并應注意管段的穩定與變形補償。隧道內應采取堵排水措施”和第4.2.15條“隧道設計應按國家現行標準《鐵路隧道設計規范》TBJ 3或《公路隧道設計規范》JTJ 026的規定執行”。從上世紀九十年代末到今,隨著蘭成渝成品油管道、西氣東輸管道、忠武輸氣管道等工程的相繼建設,隧道已大量用于穿越工程,并有礦山法、盾構法、頂管法等多種形式。
四、新增減或修改條款的說明
由于管道用隧道不同于公路、鐵路、礦山、煤炭、水工等行業的隧道,管道隧道斷面比公路隧道斷面小很
多,比鐵路單線隧道斷面也小,且設計中考慮的荷載、使用功能也不一樣;礦山與煤炭井巷的斷面尺寸大小與管道隧道基本上差不多,但其使用年限要求上又滿足不了管道的要求;水工引水隧洞往往是按有壓與無壓來進行設計的,通常隧道內按有水條件考慮,所以對隧道襯砌表觀質量以及結構防水要求均要求較高,因而,在設計、施工以及驗收規范的引用過程中存在很多不同的看法,爭議也比較大。
四、新增減或修改條款的說明
根據以往工程實例,對于山嶺隧道一般在管道安裝完畢后就對隧道洞門采取了封堵措施,隧道建成后,洞內
一般不考慮車輛通行;而水下隧道則一般按充水條件考慮,鑒于目前這種情形,為保證工程實施的可靠性、安全性、科學性和規范執行的可操作性,新增此章節已成為必然?紤]鐵路單線隧道斷面與管道隧道斷面比較接近,故本章編寫主要參考了《鐵路隧道設計規范》TB 10003-2005。
四、新增減或修改條款的說明
第七章較原規范內容有了較多的補充,將穿越鐵路(公路)分成無套管穿越設計和有套管穿越設計兩節,
并增加了核算內容。新增計算部分是參考《鋼質管道穿越鐵路和公路推薦作法》SY/T0325編制的,該標準是按美國相應的標準編制的。我們在計算方法上為方便設計仍用采用了圖表,設計人員也可用公式直接計算。
本章節對于穿越鐵路采用的涵洞設計沒有進行規定,因為穿鐵路一般是采用鐵路部門的標準箱涵,并由其設計施工;穿公路用套管多,箱涵少。若穿公路也要用涵洞,可按交通部頒發的涵洞通用圖進行設計。
四、新增減或修改條款的說明
6.1 一般規定 (共5條)新增6.1.1  隧道結構的設計應以地質勘察資料為依據。地質勘察應根據國家現行標準按不同設計階段及施工方法確定隧道工程勘察的內容和范圍,同時應通過施工中對地層的觀察和監測反饋進行驗證,并校核結構設計。
四、新增減或修改條款的說明
說明:在通過鉆孔取樣進行土工試驗時,應盡可能模擬結構施工或使用階段地層的實際應力狀態及具體條件。
結構設計人員在選用土工試驗結果進行結構穩定性分析或強度計算時,也應注意這一點。在勘察的內容上,除滿足一般要求外,還應考慮不同施工方法對地質勘察的特殊要求。鑒于工程地質現象的復雜性以及按一定間距布設的勘
探點所揭示的地層信息與實際的地層剖面總是存在差異,地質勘察工作應貫穿工程建設的始終。施工中通過對開挖后地層狀態(開挖面穩定性、凈空位移量、節理裂隙等)的直接觀察或監測反饋,對所提出的地質資料進行驗證,必要時應根據實際情況修改設計方案和施工方案。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.1.2  隧道結構的設計,應減少施工中和建成后對環境造成的不利影響;同時考慮周圍環境的改變對結構的作用。
新增6.1.3  隧道結構的凈空尺寸應滿足管道建筑限界、管道安裝、檢修、施工等要求,并考慮施工誤差、結構變形和位移的影響,同時滿足預埋件的要求。
說明:隧道結構的凈空尺寸,在滿足管道建筑限界或其他使用及施工工藝要求的前提下,應考慮施工誤差、結構變形和后期沉降等影響而留出必要的余量。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.1.4  盾構、頂管法施工上部所需覆土層的厚度,應根據建(構)筑物、地下管線、水文地質條件、盾構形式等因素決定,不宜小于3倍設備外徑或水域沖刷線以下8m,確有技術依據時,在局部地段可適當減少。
說明:盾構法隧道埋深應根據隧道功能、地面環境、地下設施、工程地質和水文地質條件、盾構特性、施工方法、開挖斷面的大小等確定。日本規范中提出隧道頂部必要的覆土厚度一般為1~1.5D(D為隧道外輪廓直徑),本規范提出盾構法施工的覆土厚度一般不宜小于3.0D。但在工程實踐中,不僅有覆土厚度較此值小而取得成功的實例,也出現過較此值大仍產生下陷的,故應結合工程的具體條件慎重確定,必要時可采取相應的輔助措施。若工程中局部
地段覆土不足時,也可考慮增加臨時人工覆土。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.1.5  隧道結構應就其施工和正常使用階段進行結構強度的計算,必要時應進行剛度和穩定性計算。對于混凝土結構,應進行抗裂驗算或裂縫寬度驗算。當計入地震荷載或其他偶然荷載作用時,可不驗算結構的裂縫寬度。
說明:為保證隧道結構在施工和正常使用的安全,制定了本條規定。由于混凝土抗裂性能差,故對混凝土結構應進行抗裂驗算;允許的裂縫寬度可參照國家現行標準《鐵路隧道設計規范》TB10003的相關規定選用。
四、新增減或修改條款的說明
6.2 荷載(共3條)新增6.2.1作用在隧道結構上的荷載,可按表
6.2.1進行分類。在決定荷載的數值時,應考慮施工和使用年限內發生的變化,符合現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB 50009及相關規范的規定。
說明:作用在隧道結構上的荷載,如地層壓力、水壓力、地面各種荷載及施工荷載等,有許多不確定因素,所以
必須考慮每個施工階段的變化及使用過程中荷載的變動,選擇使結構整體或構件的應力為最大、工作狀態為最不利的荷載組合及加載狀態來進行設計。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.2.2  作用在結構上的水壓力,宜根據施工階段和長期使用過程中地下水位的變化區分不同
的圍巖條件,按靜水壓力或把水作為土的一部分計入土壓力。
說明:水壓力的確定應注意以下問題:
1  作用在地下結構上的水壓力,原則上應采用孔隙水壓力,但孔隙水壓力的確定比較困難,從實用和偏于安
全考慮,設計水壓力一般都按靜水壓力計算。
2  在評價地下水位對地下結構的作用時,最重要的三個條件是水頭、地層特性和時間因素。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.2.3  作用于山嶺隧道襯砌上的偏壓力,應根據地形、地質條件、圍巖分級以及外側圍巖的覆土厚度、地面坡度確定。
四、新增減或修改條款的說明
6.3作用組合與作用計算 (共11條)新增6.3.1  采用概率極限狀態法設計隧道結構時,結構的荷載設計值應按下式計算:Fd=γf•Fk    (6.3.1)式中  Fd——荷載設計值;γf——作用分項系數;Fk——作用標準值。新增6.3.2  隧道結構的作用應根據不同的極限狀態和設計狀態進行組合。宜按作用結構自重+圍巖壓力或土壓力的基本組合進行設計。
基本組合中各作用分項系數取1.10,按偶然組合(基本組合+偶然負載)核算時,各作用分項系數取1.0。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.3.3  結構自重標準值宜按結構設計尺寸及材料標準重度計算確定。
新增6.3.4  計算深埋隧道襯砌時,圍巖壓力按松散壓力考慮,其垂直及水平均布壓力的作用標準值可按下列規
定確定。1  垂直均布壓力宜按式(6.3.4)計算確定。q=γh  (6.3.4-1)h=0.41×1.79S   (6.3.4-2)式中  q ——圍巖垂直均布壓力(kPa);γ——圍巖重度(kN/m3);h ——圍巖壓力計算高度(m);s ——圍巖級別。2 水平勻布壓力宜按表6.3.4確定。
說明:對于深埋隧道松散壓力作用概率統計特征有
如下研究結論:
1 隧道塌方是巖體發生松散破壞的最直接表現。分析研究中建立了具有1046個樣本的塌方數據庫,將其按數理統計原理,進行塌方高度的概率參數統計,又用K-S檢驗法對分布概形優度擬合檢驗,得到最優分布概形為正態分布。
2 計算深埋隧道襯砌時,圍巖壓力按松散壓力考慮。目前常用的有概率極限狀態法與容許應力法進行計算,本條規定的是按極限狀態法。
四、新增減或修改條款的說明
說明:3 為便于設計人員根據實際情況,也可按容許應力法進行校核。垂直勻布壓力可按下列公式確定:
q=γh  (h=0.45×2S-1ω);式中 ω——寬度影響系數,ω=1+i(B-5);B ——坑道寬度(m);i ——B每增減1m時的圍巖壓力增減率:當B<5m時,取i=0.2;當B>5m時,可取i=0.1;圍巖分級按國家現行標準《鐵路隧道設計規范》TB10003執行。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.3.5  計算偏壓襯砌時,圍巖壓力宜按本規范附錄A的公式計算確定。
新增6.3.6  淺埋隧道的荷載宜按本規范附錄B的規定確定。
新增6.3.7  對穩定性有嚴格要求的剛架和截面厚度大、變形受約束的結構,均應考慮溫度變化和混凝土收縮徐
變的影響。
說明:超靜定結構(如拱式結構、鋼架等)由于溫度變化及混凝土收縮引起的變形將產生截面內力,如連續鋼架式棚洞對溫度變化及混凝土收縮均很敏感,以往設計曾考慮了這部分應力。分段灌注的混凝土結構和鋼筋混凝土結構,因收縮已在合攏前部分完成,故對混凝土收縮段的影響可予酌減,拼裝式結構也因同樣理由可酌減。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.3.8  結構構件就地建造或安裝時,作用在構件上的施工荷載,應根據施工階段、施工方法和施工條件確定。
新增6.3.9  在最冷月平均氣溫低于-15℃地區和受凍害影響的隧道應考慮凍脹力,凍脹力宜根據當地的自然條件、圍巖冬季含水量等資料通過計算確定。
新增6.3.10  灌漿壓力應按灌漿機械可能使用的最大作用力計算確定。
新增6.3.11  地震力應按國家現行標準《鐵路工程抗震設計規范》GB 50111的規定計算確定。
四、新增減或修改條款的說明
6.4 礦山法隧道設計 (共7條)新增6.4.1  隧道應設襯砌,Ⅳ~Ⅵ級圍巖應優先采用復合式襯砌,地下水不發育的Ⅰ、Ⅱ級圍巖的隧道,宜采用噴錨襯砌。Ⅲ級圍巖應根據地下水發育情況、隧道斷面及隧道長度確定襯砌形式。襯砌結構的型式及尺寸,可根據圍巖級別、水文地質條件、埋置深度、結構工作特點,結合施工條件等,通過工程類比和結構計算確定。必要時,還應經過試驗論證。
四、新增減或修改條款的說明
說明:隧道襯砌因其通過的地質情況、結構受力、計算方法以及施工條件的不同,有整體式襯砌(模筑混凝土
襯砌及砌體襯砌)、復合式襯砌(內、外兩層襯砌組合而成)、噴錨襯砌(噴射混凝土、錨桿噴射混凝土、錨桿鋼筋網噴射混凝土、噴鋼纖混凝土襯砌)等形式。噴錨襯砌是一種加固圍巖、抑制圍巖變形,積極利用圍巖自承能力的襯砌形式。它具有支護及時、柔性、密貼等特點,在受力條件上比模筑襯砌優越,對加快施工進度、節約勞力及原材料、降低工程成本等效果顯著,亦能保證行車安全,應予推廣。但由于在Ⅲ、Ⅳ級圍巖中實踐經驗較少,施工工藝還有待進一步提高。
四、新增減或修改條款的說明
說明:復合式襯砌是由內、外兩層襯砌組合而成。通常稱第一層襯砌為初期支護,第二層襯砌叫做二次襯砌;復合式襯砌內外兩層組合的方式有噴錨與整體、裝配與整體、整體與整體等多種,一般常用的是噴錨與整體的組合。其優點是能充分發揮圍巖的自承能力,調整襯砌受力狀態,充分利用襯砌材料的抗壓強度,從而提高襯砌的承載力。襯砌構類型及強度,必須能長期隨圍巖壓力等荷載作用,而圍巖壓力等作用又與圍巖級別、水文地質、埋藏深度、結構工作
特點等有關,因此在選定時,可根據這些情況考慮。此外,襯砌結構的選用還受施工方法、施工措施等影響,因而還需考慮施工條件等。鑒于地下結構的工作狀態極為復雜,影響因素較多,單憑理論計算還不能完全反映實際情況,為了使理論與實踐相結合,選用的襯砌更為合理,除根據以上因素外,還要通過工程類比和結構計算并適當考慮工程誤差確定。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.4.2  隧道襯砌設計應符合下列規定:
1  小斷面隧道可采用直墻式襯砌,大斷面隧道宜采用曲墻式襯砌,Ⅵ級圍巖的襯砌應采用鋼筋混凝土結構。
2  因地形或地質構造等引起有明顯偏壓的地段,應采用偏壓襯砌;Ⅴ、Ⅵ級圍巖的偏壓襯砌應采用鋼筋混凝土結構;Ⅳ級圍巖的偏壓襯砌也宜采用鋼筋混凝土結構。
3  隧道洞口段襯砌應加強,加強長度應根據地質、地形等條件確定,一般隧道洞口加強襯砌長度應不小于5.0m;當洞口段圍巖級別已經考慮淺埋受地表影響修正時,可按降低后的圍巖級別設計襯砌,不需另行加強。
4  圍巖較差地段的襯砌應向圍巖較好地段延伸,延伸長度宜為5~10m。
5  偏壓襯砌段應延伸至一般襯砌段內5m以上。
6  Ⅳ~Ⅵ級圍巖地段均應設置仰拱;Ⅰ~Ⅲ級圍巖地段是否設置仰拱應根據巖性、地下水情況確定;不設仰拱的地段應設底板,底板宜設置鋼筋,其厚度應不小于150mm,鋼筋凈保護層厚度應不小于30mm。
7  硬軟地層分界處及對襯砌受力有不良影響處,應設置變形縫。
說明:對設置襯砌時應符合的各項規定說明如下:
1  一般的隧道結構,可參考有關規范及工程實例,按工程類比法決定其設計參數。某些特殊地形、地質條件下(如淺埋、偏壓、膨脹性圍巖、原始地應力過大的圍巖等)的初期支護,應通過理論計算,按主要承載結構確定其設計參數。
2  隧道襯砌一般有直墻和曲墻兩種,一般隧道開挖后,圍巖均會產生較大側壓力導致襯砌破壞,故一般跨度不大于 5m的小斷面隧道可采用直墻式襯砌,大斷面隧道宜采用曲墻式襯砌。
3  當隧道外側山體覆蓋較薄,地面橫坡較陡,或因洞身巖層構造不利,層面傾斜較陡,有順層滑動可能以及施工坍塌產生圍巖松動、滑移等情況而引起明顯偏壓的地段,為了承受不對稱的圍巖壓力,應采用偏壓襯砌。但也要注意當隧道外側覆蓋厚度過薄,會出現外側土坡失穩,因而尚應采取設置地面錨桿、抗滑樁或支檔結構等措施。
4  洞口地段,一般埋藏較淺,地質條件較差,受自然條件(雨水侵蝕、冰凍破壞、氣候變化等)影響,土質較松散,巖石易風化,穩定性較洞內為差,襯砌受力情況也較洞內不利,如有時受仰坡方向的縱向推力等。因此,洞口應設置洞口段襯砌或加強襯砌。根據經驗,本款規定應不小于5m的加強襯砌長度。
5  在洞身地質條件變化地段,圍巖壓力是不相同的,為了避免強度不夠,引起襯砌變形,圍巖較差地段的襯砌及偏壓襯砌段應適當向圍巖較好的地段延伸,以起過渡作用,至于延伸的長度,應視圍巖的具體變化情況而定,一般延伸5m~10m。
6  在洞身有明顯的硬軟地層分界處,由于地基承載力相差很大,前后襯砌下沉不勻,往往造成破裂,甚至引起
其他病害,此時應設置變形縫。
新增6.4.3  復合式襯砌設計應符合下列規定:
1  復合式襯砌設計應綜合考慮包括圍巖在內的支護結構、斷面形狀、開挖方法、施工順序和斷面閉合時間等因素,
力求充分發揮圍巖的自承能力。
2  復合式襯砌的初期支護,宜采用噴錨支護,其基層平整度應符合D/L≤1/6(D為初期支護基層相鄰兩凸面凹進
去的深度;L為基層兩凸面的距離);二次襯砌宜采用模筑混凝土,二次襯砌宜為等厚截面,連接圓順。
3  復合式襯砌初期支護及二次襯砌的設計參數,宜采用工程類比確定,并通過理論分析進行驗算。當無類比資料
時,宜參照表6.4.3選用,并根據現場圍巖量測信息對支護參數作必要的調整。
說明:采用復合式襯砌有關規定說明如下:
1  復合式襯砌的初期支護多采用噴錨支護,根據圍巖條件,復合襯砌初期支護采用噴射混凝土、錨桿、鋼筋網和鋼
架等支護形式單一或組合施工,并通過監控量測手段,確定圍巖已基本趨于穩定,再進行內層二次襯砌施工,二次襯砌可采用模筑混凝土、噴錨、拼裝式襯砌等,但一般采用模筑混凝土。
2  影響二次襯砌受力狀態的因素很多,除圍巖級別、地下水狀態、隧道埋置深度外,還有初期支護的剛度及其施作時
間等,故設計二次襯砌時,應綜合考慮各種因素的影響,以期達到經濟安全的目的。目前,多采用工程類比法設計二次襯砌。
3  表6.4.3中復合襯砌的設計參數,是根據國外鐵路(公路)隧道支護參數統計、類比,結合專家意見進行調研修改的。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.4.4  噴錨襯砌設計應符合下列規定:
1  噴錨襯砌內部輪廓應比整體式襯砌適當放大,應預留50~100mm作為必要時補強用。
2  遇下列情況不應采用噴錨襯砌:
1)地下水發育或大面積淋水地段;
2)能造成襯砌腐蝕或膨脹性圍巖的地段;
3)最冷月平均氣溫低于-5℃地區的凍害地段;
4)有其他特殊要求的隧道。
3  噴錨襯砌的設計參數,宜按表6.4.4選用。
說明:采用噴錨襯砌時,應符合的規定說明如下:
1  完整、穩定的圍巖,一般受地質構造影響較微,節理不發育,無軟弱面(或夾層),為了防止層巖日久風化,
確保施工和使用安全,可采用噴射混凝土襯砌;但如可能發生巖爆時,須先加錨桿并掛鋼筋網。
2  為確保襯砌不侵入隧道限界,噴錨襯砌內輪廓除考慮按整體式襯砌內輪廓要求放大外,尚應預留100m,作為補
強之用。噴錨襯砌是柔性結構,厚度較薄,并與圍巖共同作用,考慮必要時需要加強噴錨襯砌,以防內輪廓尺寸不
夠,因此預留。
3  鑒于有水時不利于噴層與圍巖的緊密粘結,難以充分發揮噴射混凝土的應有作用,甚至給噴射混凝土帶來不
利影響;洞內地下水具有侵蝕性的地段,易造成襯砌腐蝕,由于噴層厚度較薄,受腐蝕的危害甚于模筑混凝土襯
砌,巖性較軟的巖層,開挖后易風化潮解,親水性很強,遇水泥化、軟化、膨脹、圍巖壓力大,嚴重者發生淤泥狀
流淌,穩定性較差,噴錨襯砌難以阻止其迅速的變形;噴錨襯砌抗凍脹性能較差,嚴寒和寒冷地區,土壤凍脹導致
襯砌破壞的危害甚于模筑混凝土襯砌,故大面積淋水地段、能造成腐蝕及膨脹性地層的地段、嚴寒和寒冷地區凍冰害
地段,不宜采用噴錨襯砌。至于有其他特殊要求的隧道,不宜用噴錨襯砌時,應跟據具體情況確定。
說到噴錨設計,得了解什么是新奧法。新奧法即奧地利隧道施工新方法(New AustrianTunnellingMethod——NATM),是奧地利學者臘布希維茲首先提出的。它是以噴射混凝土和錨桿作為主要支護手段,通過監測控制圍巖的變形,便于
充分發揮圍巖的自承能力的施工方法。也在世界范圍內得到了最廣泛的應用。
新增6.4.5  整體襯砌設計應符合下列規定:
1  隧道洞口段,當線路中線與地形等高線斜交,圍巖為Ⅰ~Ⅲ級時,宜采用斜交襯砌。
2  最冷月平均氣溫低于-15℃的地區,應根據情況設置變形縫。
3  圍巖地段拱部襯砌背后應壓注不低于M20的水泥砂漿。
四、新增減或修改條款的說明
說明:采用整體式襯砌時,應符合的規定說明如下:
1  隧道洞口地段,如線路中線與地形等高線斜交,地質條件較好,為降低邊、仰坡開挖高度,選用斜交洞門時,可
采用斜交襯砌。但因斜交地段地層壓力和襯砌受力較為復雜,施工也較困難,特別是在松軟地層地段,易出現病害或
造成事故,為了安全,故制定本條規定。
2  在嚴寒地區,冬春季節,洞內氣溫常在0℃以下,襯砌由于冷縮影響,往往導致開裂、變形,為了結構安全,應設
置伸縮縫,伸縮縫的間距可視隧道長度及其所在地區最冷月平均氣溫等條件確定,一般是洞口段短些,洞內長些,氣溫影響較大者短些,,影響較小者長些;設計時,可根據具體情況,每隔10~30m設置一道,如圍巖較好,又無地下水
時,亦可采用貫通拱圈與邊墻的工作縫代替之。
3  隧道襯砌背后,尤其是拱圈頂部與圍巖之間,由于混凝土收縮,一般會留有空隙,特別是當采用支撐開挖法施工時,
Ⅲ~Ⅵ級圍巖與襯砌更不易密貼,圍巖壓力不能均勻傳布,也不能充分發揮圍巖的彈性反力,襯砌易變形,所以做了本條規定。
當洞身通過地質不良地段或傍山有偏壓地段,一般地壓較大,且不對稱,如不及時壓注水泥砂漿填充襯砌與圍巖間空
隙,襯砌更易變形,因此要求向襯砌背后進行斷面壓注水泥砂漿或其他漿液,既填充空隙,改善襯砌受力狀態,又加固圍巖,減少圍巖壓力。有地下水地段設有引水設備時,應采取措施,防止堵塞通路,但不能因為需引水而不壓漿,襯砌是主體結構,防止襯砌變形是主要的。如壓漿后排水通路堵塞造成滲漏時,可再鉆孔、鑿槽或埋管引水,或采取其他防水措施。
新增6.4.6  初期支護的組成應根據圍巖的性質及狀態、地下水情況、隧道斷面尺寸及其埋置深度等條件確定。
1  系統錨桿應沿隧道周邊均勻布置,在巖面上按梅花形布置,其方向應接近于徑向或垂直巖層,并應根據使用目的和圍巖性質及狀態等確定錨桿的類型、錨固方式、長度等,尤其對軟弱圍巖、自穩時間短、初期變形大的地層,應采用長錨桿或自鉆式錨桿注漿加固圍巖。
2  自穩時間短、初期變形大的地層,或對地面下沉量有嚴格限制時,應采用鋼架。根據圍巖條件的不同,宜選擇僅在隧道拱部設置的鋼架或在拱部及墻部設置的開口式鋼架。在軟弱圍巖中應采用封閉式鋼架。格柵鋼架主筋的直徑不宜小于18mm,各排鋼架間應設置鋼拉桿,其直徑宜為20~22mm。
3  松散、破碎或膨脹性圍巖中宜采用鋼筋網噴射混凝土作初期支護,其厚度不宜小于100mm,鋼筋網應以直徑6~8mm的鋼筋焊接而成,網格間距宜為150~300mm,鋼筋網搭接長度應為1~2個網孔。
說明:初期支護應具有合理的剛度,并且在一定程度能夠隨著圍巖的變形而變形;由于噴射混凝土、錨桿、鋼筋網、
鋼架或格柵鋼架等的不同作用各不相同,初期支護的剛度與其組成成分有著密切關系。故在設計時應根據工程地質、
水文地質、隧道斷面尺寸、覆蓋層厚度等條件選擇初期支護的組成部分,確定初期支護的剛度時,除上述因素外,
還應考慮地面及地下建筑物的種類及狀態和使用目的等因素;當隧道所在地區對地表下沉量有嚴格限制時,在此條
件下,應進行現場試驗,防止單憑經驗處理問題。在松散、膠結性差的地層中可加設鋼筋網,以提高噴射混凝土與受
噴巖面間的粘結力,防止噴層剝落和松散介質坍塌。
在不同地質條件下,使用錨桿的目的也不同。在節理、層理發達的硬巖和中硬巖中,因巖石本身強度高,一般會
出現因開挖而使圍巖中的應力超過圍巖本身強度的現象;在此條件下,采用錨桿的目的在于抑制巖塊間的滑動,以
保持圍巖穩定。在軟巖或土砂地層中,往往因開挖而使圍巖中的應力超過本身的強度,從而在圍巖中出現塑性區,
使凈空變形加大,此時采用錨桿的目的在于限制塑性區的產生及發展,盡力減少圍巖變形,以達到穩定圍巖的目的。
新增6.4.7  襯砌仰拱應具有與其使用目的相適應的強度、剛度和耐久性。仰拱厚度宜與拱、墻厚度相同。
Ⅳ~Ⅵ級圍巖隧道的仰拱,其初期支護宜采用鋼筋網噴射混凝土,必要時宜加設錨桿、鋼架或采用早強噴射混凝土;二次襯砌應采用模筑混凝土。在軟弱圍巖有水地段或最冷月平均氣溫低于-15℃地區的洞口段,仰拱應加強。
6.5 盾構法隧道設計(共5條)新增6.5.1 盾構隧道的設計應包括以下主要內容:
1  工作坑位置的選擇及其結構類型的設計。
2 盾構設備選型建議。
3 推力計算。
4  環片設計。
5 洞口的封門設計。
6 控制地面隆起、沉降的措施。
7 注漿加固措施。
四、新增減或修改條款的說明
說明:1)盾構機的類型較為繁多,而管道采用的一般為小型盾構機,直徑在1m≤Ф≤3.5m之間。盾構隧道斷面尺
寸確定首先應考慮滿足管道的要求,另外,由于盾構機的訂購過程比較繁雜。
2)盾構機機型選擇正確與否是盾構隧道方案能否實現的成敗關鍵所在。故在選擇盾構機時,必須綜合考慮下面因素:①滿足設計要求;②安全可靠;③造價低;④工期短;⑤對環境影響小。另外,還必須遵守以下幾個原則: ①選用與工程地質匹配的盾構機型; ②盾構的性能應能滿足工程推進的施工長度和線型要求; ③盾構機的掘進能力可與后續設備、始發基地等施工設備匹配; ④可以輔以合理的輔助方法。
3)盾構設計推力計算根據地層和盾構機的形狀尺寸參數,可按下式計算:Fd=F1+F2+F3+F4+F5+F6;式中:Fd——設計推力,KN;F1——盾構機外殼與周圍地層的摩阻力,KN;F2——盾構機推進時正面推進阻力,KN;F3——環片與盾尾間的摩阻力,KN;F4——盾構機切口環貫入地層時的阻力,KN;F5——變向阻力,KN;F6——后接臺車的牽引力,KN。
4)環片設計一般分以下幾步:①設計條件的設定;②荷載的設定;③環片結構設計;④應力校核;⑤構造計算。
新增6.5.2  盾構法施工的隧道襯砌計算應符合下列規定:
1  在滿足工程使用、受力的前提下,宜選用裝配式鋼筋混凝土單層襯砌。
2  使用帶護盾的掘進機施工的隧道,應采用圓形結構。
3  裝配式襯砌宜采用接頭具有一定剛度的柔性結構,應限制荷載作用下變形和接頭張開量,滿足受力和防水
要求。
說明:為了取得較好的經濟效益,在工程地質條件好、周圍土層能提供一定抗力的條件下,襯砌結構可以設計得柔一些,但圓襯砌環變形的大小對結構受力、接縫張角、接縫防水、地表變形等均有重大影響,故必須對襯砌結構的變形進行驗算,作必要的控制。
新增6.5.3  隧道結構的計算簡圖應根據地層情況、襯砌構造特點及施工工藝等確定,宜考慮襯砌與圍巖共同作用及裝配式襯砌接頭影響。在軟土地層中,采用通縫拼裝的襯砌結構宜取單環按自由變形的彈性勻質圓環、彈性鉸圓環進行分析計算;采用錯縫拼裝的襯砌結構宜考慮環間剪力傳遞的影響。說明:襯砌結構的計算簡圖應根據地層情況、襯砌的構造特點及施工工藝等確定。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.5.4  裝配式襯砌的構造應滿足下列要求:
1  隧道襯砌宜采用塊與塊、環與環間用螺栓連接的環片。
2  襯砌環寬宜采用800~1500mm,可能情況下宜選用較大的寬度。曲線地段應采用適量的不等寬的楔形環,其環面錐度由隧道的直徑、楔形塊間距及隧道曲線半徑確定。楔形塊間距及環面斜度的選用要考慮盾構施工在曲線段緩和轉向的要求,環面斜度宜取1:100~1:300。
3  襯砌厚度應根據隧道直徑、埋深、工程地質及水文地質條件,使用階段及施工階段的荷載情況等確定,宜為隧
道外輪廓直徑的0.05~0.06倍。
4  襯砌環的分塊,應根據環片制作、運輸、盾構設備、施工方法和受力要求確定。
四、新增減或修改條款的說明
說明:裝配式襯砌的構造要求。
1  裝配式襯砌按結構型式區分為砌塊和環片兩大類。環片的環與環、片與片間應用螺栓連接,雖有施工操作麻
煩、用鋼量大的缺點,但可增加隧道抵抗變形的能力,有利于保證施工精度、施工安全及襯砌接縫防水,故在松軟、
含水、無自立性的土層中多選用環片。
2  選用較大的環寬,可減少隧道縱向接縫和漏水環節、節約螺栓用量、降低環片制作費和施工費、加快施工進
度,但受運輸和盾構及機械設備能力的制約,故應綜合考慮。
3  鋼筋混凝土環片的厚度視隧道直徑、埋深、工程地質和水文地質條件的不同,一般為隧道外輪廓直徑的
0.05~0.06倍。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.5.5  襯砌制作和拼裝應達到下列精度:
1  單塊環片制作的允許誤差,寬度為0.5mm;弧弦長為1.0mm;環向螺栓孔及孔位為1.0mm;厚度為1.0mm。
2  整環拼裝的允許誤差,相鄰環的環面間隙為1.0~1.5mm,縱縫相鄰塊間隙為1.5~2.5mm;縱向螺栓孔孔徑、孔位分別為±1.0mm;襯砌環外徑為±3.0mm。
3  采用錯縫拼裝時,單塊環片制作允許誤差,其寬度為±0.3mm,整環拼裝相鄰環面間隙為0.6~0.8mm,其
余應符合本條第1、2款的要求。說明:為滿足結構設計的工作條件,襯砌制作和拼裝必須滿足本條款的精度要求。
四、新增減或修改條款的說明
6.6 頂管法隧道設計 (共8條)
新增6.6.1  頂管隧道的設計應包括以下主要內容:
1  頂進方法的選用和頂管段單元長度的確定。
2  工作坑位置的選擇及其結構類型的設計。
3  頂管設備選型建議。
4  頂力計算和后背設計。
5  洞口的封門設計。
6  控制地面隆起、沉降的措施。
7  注漿加固措施。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.6.2  管道頂進方法的選擇,應根據管道所處土層性質、管徑、地下水位、附近地上與地下建筑物、構筑物和各種設施等因素,經技術經濟比較后確定,應符合下列規定:
1  在粘性土或砂性土層,無地下水影響時,宜采用手掘式或機械挖掘式頂管法。當土質為砂礫土時,宜采用具有支撐的工具管或注漿加固土層的措施。
2 在軟土層且無障礙物的條件下,管頂以上土層較厚時,宜采用擠壓式或網格式頂管法。
3  在粘性土層中應控制地面隆陷時,宜采用土壓平衡頂管法。
4  在粉砂土層中需要控制地面隆陷時,宜采用加泥式土壓平衡或泥水平衡頂管法。
5  在頂進長度較短、管徑較小的鋼管時,宜采用一次頂進的擠密土層頂管法。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.6.3  頂管隧道設計計算應符合下列要求:
1  頂管隧道除應按本規范表6.2.1要求的荷載組合計算外,應檢算頂力作用,并作為設計后背和頂進設施的依據,設計時應滿足頂進過程中承受上部活荷載時的安全要求。
2  若洞身較長,為了施工的安全和方便,宜分段頂進。分段頂進的結構,其分段端部應預留支頂位置,并要求裂縫嚴密不漏水。
3  跨度較大的結構其挖土平臺應設中柱或支架以增加剛度。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.6.4  頂管的最大頂力可按下式計算,亦可采用當地的經驗公式確定:
式中:P——計算的總頂力(kN);
   γ——管道所處土層的重力密度(kN/m3);
   D1——管道的外徑(m);
H——管道頂部以上覆蓋土層的厚度(m);
   ф——管道所處土層的內摩擦角(°);
   ω——管道單位長度的自重(kN/m);
   L——管道的計算頂進長度(m);
f——頂進時,管道表面與其周圍土層之間的摩擦系數;
   PF ——頂進時,工具管的迎面阻力(kN)。
說明:本規范中引用了現行國家標準《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB 50268的計算公式,設計時可參考采用。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.6.5  頂進結構應按最大頂力進行下列檢算:
1  頂進部位局部壓應力。
2  中柱及側墻根部剪應力。
3  頂進就位地基承載力。
新增6.6.6  頂進結構的頂部豎向土壓力應按土柱重計算。
新增6.6.7  頂進結構的主體結構前端應設鋼刃角,安設鋼刃角的邊墻端線與水平線夾角應視土質情況,不宜大于45°,刃腳挑出部分按施工荷載設計。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.6.8  頂進長度大于150m的頂管法施工隧道,應加設中繼站。中繼站間距不宜大于150m。
說明:為克服大段頂進過程中摩擦力的影響,應設置中繼站,同時中繼站間距不宜過大,以免隧道行
程難以控制,造成隧道呈“蛇行”狀,影響管道在隧道內布置安裝。
四、新增減或修改條款的說明
6.7 豎井工程(共23條)
新增6.7.1  本節適用于下列豎井結構:放坡開挖或護壁施工的明挖結構、用沉井法施工的結構、用礦山法施工的暗挖結構。
新增6.7.2  井筒斷面的結構形式應根據圍巖性質、工程條件、管路鋪設和施工等因素確定,宜采用圓形鋼筋混凝土結構。
新增6.7.3  豎井馬頭門處結構襯砌應加強。
四、新增減或修改條款的說明
Ⅰ沉井法施工的結構
新增6.7.4  沉井下沉自重扣除水浮力作用后,應大于下沉時土對井壁的摩阻力,當刃腳需嵌入風化層時應采取措施。
土對井壁摩阻力的數值與沉井入土深度、土的性質、井壁外形及施工方法等有關,此項數值應根據實踐或經驗資料確定。
說明:(1)沉井設計結構除了保證滿足施工和使用階段的強度、剛度及穩定外,應根據沉井制作、下沉、封底等
施工階段和使用階段所承受的外力及其作用狀態的不同特點,對沉井結構分別進行施工階段和使用階段的設計計算。
(2)為了選擇適當的井壁厚度,使沉井有足夠的自重克服各種阻力而順利下沉,到達設計高程,故沉井須進行下
沉系數計算:沉井施工階段的下沉系數(Kc)可根據下式計算:Kc=(G-B)/ Ti式中: Kc—下沉系數,宜根據具體情況在1.05~1.25范圍內選用,對位于淤泥質土層中的沉井宜取小值;位于其它土層中的沉井可取較大值;
G—沉井自重,KN;B—下沉過程中地下水的浮力(KN),排水下沉時為零,不排水下沉時取總浮力的70%;
Ti—井壁與土體間的總摩阻力,KN。另,有正面阻力時下沉系數不能按上式計算。
(3)在沉井下沉至設計高程時,澆筑封底混凝土或底板后,以及沉井使用期間,均應進行抗浮穩定驗算。一般的沉井依靠自重獲得抗浮穩定。在不計井壁摩阻力的情況下,抗浮穩定驗算可采用下式:Kf=G/B≥1.05式中: Kf—抗浮安全系數;G—相應階段沉井的總重,KN;B—按施工階段的最高水位計算浮力,KN。
新增6.7.5  沉井底節可用混凝土結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構等;炷两Y構只適用于下沉深度不大的松軟土層。
新增6.7.6  沉井刃腳應按下列情況檢算:
1  沉井下沉過程中,應根據沉井接高等具體情況,取最不利位置,按刃腳切入土中1m,檢算刃腳向外彎曲強度。
作用在井壁上的土壓力和水壓力根據下沉時的具體情況確定,作用在井壁外側的計算摩擦力不應大于0.5E(E為井
壁外側所受主動土壓力)。
2  當沉井沉至設計高程,刃腳下的土已掏空時,應檢算刃腳向內彎曲強度。此時作用在井壁上的水壓力,按設計
和施工中的最不利水壓力考慮,土壓力按主動土壓力計算。
新增6.7.7  檢算刃腳時,應根據刃腳在水平和豎直兩方向的作用力,進行荷載的分配并進行沉井刃腳計算。
新增6.7.8  井壁應按豎直方向和水平方向分別進行檢算,并應符合下列規定:
1 在豎直方向上,應按沉井外側四周作用有摩阻力,刃腳下土已挖空進行井壁垂直拉應力檢算,混凝土沉井
接縫處拉應力由接縫鋼筋承受,并檢算鋼筋的錨固長度。
2 在水平方向上,應按本規范第6.2.1條的水平荷載,將沉井作為水平框架進行檢算。在檢算刃腳斜面以上高
度等于該處壁厚的一段井壁時,除承受該段井壁范圍內的水平荷載外,還應承受由刃腳懸臂傳來的水平力。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.7.9  沉井的平面尺寸應根據管道施工要求和地基容許承載力確定,并應考慮阻水較小、受力合理、簡單對稱
和施工方便等要求。棱角處宜用圓角或鈍角。沉井外壁可做成豎直的或有臺階的,臺階的寬度為100mm左右。
井孔的布置和大小應滿足管道敷設及維修、取土機具所需凈空和出土范圍的要求。沉井在松軟土中下沉時,沉井底節高度不應大于沉井短邊寬度的0.8倍。說明:沉井平面形狀、大小主要由地基容許承載力而定,同時在水流沖刷較大的地方,應考慮阻水較小的截面形式(如做成圓端或尖端)。對于圓形沉井,從外形來說是阻水較小的,但對于外形較大尺寸的沉井,以致反而增大擋水面積,對沖刷不利,所以宜加比較。棱角處做成圓角或鈍角,可使沉井在平面框架受力狀態下減小應力集中,同時可減少井壁摩擦面積和便于吸泥(不致形成死角)。做成圓角、圓端形后在下沉過程中,容易形成“土拱”作用,減少側面土壓力,亦即減小土對井壁摩擦力,方便下沉。松軟土中制造底節沉井,如高度過大容易發生傾斜而且難以糾偏,故一般認為不應大于沉井寬度的0.8倍。
新增6.7.10  井壁的厚度應根據結構強度、下沉需要的重量,以及便于取土和清基而定。
新增6.7.11  沉井刃腳根據地質情況,可采用尖刀或帶踏面的刃腳,踏面寬度不宜大于150mm,刃腳斜面與水平面交角不宜小于45°。
Ⅱ 礦山法施工的暗挖結構
新增6.7.12 礦山法施工的豎井結構設計,初期支護及二次襯砌的設計參數,可采用工程類比確定,并通過理論分析
進行驗算。
新增6.7.13  復合式襯砌設計應考慮包括圍巖在內的支護結構、開挖方法、施工順序等因素,力求充分發揮圍巖的
自承能力。
新增6.7.14  復合式襯砌的初期支護,宜采用噴射混凝土、格柵鋼架或錨桿為主要支護手段;二次襯砌宜采用模筑混
凝土。
新增6.7.15  噴錨支護參數,應根據圍巖級別、井筒斷面尺寸等因素,通過計算或采用工程類比確定。
新增6.7.16  松散堆積層、含水砂層及軟弱圍巖的豎井設計應遵守下列規定:
1  襯砌宜采用鋼筋混凝土結構;
2  通過松散堆積層或含水層時,施工時宜從地表或沿豎井周邊向圍巖注漿等預加固措施;施工中宜
采用超前小導管注漿或管棚等超前支護措施;
3  根據具體情況,應對地表水和地下水做出妥善處理,避免施工中淹井。
Ⅲ 放坡開挖或護壁施工的明挖結構
新增6.7.17  明挖結構根據地質、埋深、施工方法等條件,必要時應進行抗浮、整體滑移及地基穩定性驗算。
新增6.7.18  明挖結構的圍護結構型式宜采用水泥攪拌樁、
鉆孔灌注樁、地下連續墻。
新增6.7.19  明挖結構的襯砌應符合下列規定:
1  宜采用整體式鋼筋混凝土襯砌或裝配式鋼筋混凝土襯砌。
2  地下連續墻及灌注樁支護宜作為主體結構側墻的一部分與內襯墻共同受力。墻體的結合方式根據使用、受力及
防水等要求,宜選用疊合式或復合式構造。確能滿足耐久性要求時,宜將地下連續墻作為主體結構的單一側墻。
新增6.7.20  明挖法圍護結構應符合下列規定:
1  根據工程特點、工程地質、水文地質條件和環境保護要求確定其安全等級及地面允許最大沉降量和圍護墻的水平位
移控制要求,選擇支護形式、地下水處理方法和基坑保護措施等。
2  樁、墻式圍護結構的設計應根據設定的開挖工況和施工順序按豎向彈性地基梁模型逐階段計算其內力及變形。當計
入支撐作用時,應考慮每層支撐設置時墻體已有的位移和支撐的彈性變形。
3  圍護結構的設計,在確定計算土壓力時,應綜合考慮圍護墻的平面形狀、支撐方式、受力條件及基坑變形控制要求
等因素,結構宜按墻背土壓力隨開挖過程變化的方法分析。
4  樁、墻式圍護結構的設計,在軟土地層中,水平基床系數的取值宜考慮挖土方式、時限、支撐架設順序及時
間等影響。
5  基坑工程應進行抗滑移和傾覆的整體穩定性、基坑底部土體抗隆起和抗滲流穩定性以及抗坑底以下承壓水的
穩定性檢算。
說明:本條對樁墻式圍護結構的設計進行了規范,說明如下:
1 本規范推薦采用側向地基反力法,其特點是將圍護墻視為豎向彈性地基上的結構,用壓縮剛度等效的土彈簧模擬地層對墻體變形的約束作用,可以跟蹤施工過程,逐階段地進行計算。由于能較好地反映基坑開挖和回筑過程中各種基本因素,如加、拆撐、預加軸力等對圍護結構受力的影響,并在分步計算中考慮結構體系受力的連續性,因而被我國工程界公認為是一種較好的深基坑圍護結構的計算方法。
2 土壓力取值;娱_挖階段作用在圍護結構墻背上的土壓力視墻體水平位移的大小在主動土壓力和靜止土壓力之間變化。當墻體水平位移很小時,墻背土壓力接近靜止土壓力,并隨墻體水平位移增大而減小,最終達到土壓力的最小值,即主動土壓力。設計時應根據對圍護結構的變形控制要求以及實際的變形情況,結合地區經驗,合理確定墻背土壓力的計算值。
新增6.7.21 地下連續墻應符合下列規定:
1  地下連續墻單元槽段的長度和深度,應根據建筑物的使用要求和結構特點、工程地質和水文地質條件、施工條件和施工環境等因素以及類似工程的實際經驗確定,必要時宜進行現場成槽試
驗。
2  地下連續墻墻段之間宜采用不傳力的普通接頭,當有特殊要求時,接頭構造應滿足傳力和防水要求。
3  當地下連續墻作承重基礎時,應進行承載能力、變形和穩定性計算。
4  當地下連續墻與主體結構連接時,預埋在墻內的受力鋼筋、鋼筋連接器或連接板錨筋等,均應滿足受力和防水要求,其錨固
長度應符合構造規定。鋼筋連接器的性能應符合國家現行標準《鋼筋機械連接通用技術規范》JGJ 107的相關規定。
5  地下連續墻的墻面傾斜度不宜大于1/300,局部突出不宜大于100mm。
四、新增減或修改條款的說明
說明:地下連續墻應符合的規定說明如下:
1 單元槽段的長度和深度。槽段長度和深度的確定,一般應與以下因素有關:
1)設計要求:即與結構物的用途、形狀、尺寸、地下連續墻的預留孔洞等有關;
2)槽段穩定性要求:即與場地工程地質條件、水文地質條件、周圍的環境條件和泥漿質量、比重等有關;
3)施工條件:即與挖槽機性能、貯漿池容量、鋼筋籠的加工和起吊能力、混凝土供應和澆灌能力,現場施工場地大小和施工操作的有效工作時間等有關。
2  地下連續墻的接頭形式應滿足結構使用和受力要求,當荷載縱向分布并沒有內襯時,可采用普通圓形接頭;無內襯時應采用防水接頭;當需要把單元槽段連成整體時,采用剛性接頭。
3 從傳力可靠和簡化施工考慮,地下連續墻與主體結構水平構件宜采用鋼筋連接器連接。鋼筋連接
器的抗疲勞性能及割線模量必須符合《鋼筋機械連接通用技術規程》的要求。當二者采用鋼筋連接
時,墻體內預埋連接鋼筋應選用HPB235級鋼筋,考慮泥漿下澆筑混凝土握裹力的影響,對受剪鋼筋的
錨固長度,一般取為30d。
4 為保證使用要求,墻體表面的局部突出大于100mm時應予以鑿除,墻面侵入隧道凈空的部分也應鑿除。
新增6.7.22  水泥土墻應符合下列規定:
1  樁的嵌固深度及正截面承載力驗算應按國家現行標準《建筑基坑支護技術規程》JGJ120進行計算。
2  高壓旋噴樁作為圍護結構宜用于淺基坑支護。
3  水泥土樁與樁之間搭接寬度應根據擋土及截水要求確定,考慮截水作用時,樁的有效搭接寬度不宜
小于150mm;當不考慮截水作用時,搭接寬度不宜小于100mm。
4  當變形不能滿足要求時,宜采用基坑內側土體加固或水泥土墻插筋加混凝土面板及加大嵌固深度等
措施。
5  深層攪拌樁的樁位偏差不應大于50mm,垂直度偏差不應大于0.5%。
6  當設置插筋時樁身插筋應在樁頂攪拌完成后及時進行。插筋材料、插入長度和出露長度等均應按計算和構造要求
確定。
說明:水泥土墻(旋噴樁)應符合的規定說明如下:
1 水泥土墻的驗算應同時滿足抗傾覆、抗滑移、整體穩定及抗隆起要求,由于水泥土墻為重力式墻,上述四項驗算的前兩項不僅與嵌固深度有關,而且與墻寬有關,而后兩項驗算與墻寬關系不大,因此,在確定水泥土墻嵌固深度時,可采用整體穩定與抗隆起驗算,滿足整體穩定條件時即已滿足了抗隆起條件,因此僅以整體穩定性條件確定最小嵌固深度,嵌固深度的確定在特殊情況下還應滿足抗滲透穩定條件。
2  根據抗整體穩定性分析出了水泥土墻的嵌固深度,并以抗傾覆條件確定水泥土墻寬度,經理論與實踐證明已滿足了抗滑移的要求,因此,不必進行抗滑移穩定性驗算。
3  水泥土擋墻是靠樁與樁的搭接形成連續墻,樁的搭接是保證水泥墻的抗滲漏及整體性的關鍵。由于樁施工有一定的垂直度偏差,應控制其搭接寬度。
4  為加強樁的強度和整體性,滿足受力要求,可采取樁加型鋼或鋼筋籠等措施。
新增6.7.23  鉆孔灌注排樁應符合下列規定:
1  鉆孔灌注排樁支護應進行結構內力、變形計算。單樁斷面和配筋按圓形受彎桿件設計。樁徑不宜小于500mm。連續排樁間的凈距宜采用100~150mm,也可根據需要調整。
2  鉆孔灌注排樁墻的單樁縱向受力鋼筋宜沿截面均勻對稱布置,按受力大小沿深度分段配置。鋼筋籠的箍筋宜采用直徑6~8 mm的螺旋箍筋,間距200~300mm,加強箍應焊接封閉,間距宜取2m,直徑, 12~14 mm。
3  鉆孔灌注排樁的混凝土設計強度等級不應小于C20,主筋混凝土保護層厚度不宜小于50mm。
4  鉆孔灌注排樁的外側應設置防滲帷幕。防滲帷幕應貼近圍護樁,其凈距不宜大于150mm。防滲帷幕的深度按坑底垂直抗滲流穩定性驗算確定。其底部宜進入不透水層。
5  防滲帷幕厚度根據基坑開挖深度、土層條件、環境保護要求等綜合考慮確定。
6  鉆孔灌注排樁的樁頂宜設置鋼筋混凝土圈梁并兼做支撐圍檁。樁內主筋錨入圈梁的長度由計算確定。
說明:鉆孔灌注排樁應符合的規定說明如下:
1  采用密排鉆孔灌注樁作為擋土圍護結構,其剛度較鋼板樁強,造價比連續墻低,樁的直徑、長度可根據設計
需要選擇。鉆孔灌注排樁支護結構的工作性能與地下連續墻、鋼筋混凝土預制板樁相似,通?扇∫桓鶚,沿樁豎
向劃分單元,采用豎向彈性地基梁的假定進行內力、變形分析。由于支撐剛度和被動側土體強度的模擬有許多不確
定因素,往往需反復計算多次,與類似工程的實測資料對比,確定合理的計算結果。單樁斷面強度及配筋可以按環形或圓形截面的受彎桿件進行設計。
2  鉆孔灌注樁直徑不宜小于500mm,主要是考慮下導管灌注混凝土的可操作性,直徑再小施工困難。
排樁之間的距離,應越小越好。目前雖有施工單位在試驗排樁間兩兩相切或相互咬合的施工工藝,以期取消樁外側的防滲帷幕,但在工程中應用尚有待完善,從目前成孔工藝和質量現狀來看,局部突出和擴頸現象較為普遍,因此,在粘性土中,排樁凈距宜取100mm左右,在粉性土或砂土中,宜取150mm左右,以便每一組跳打的最后一根樁能達到設計直徑。在一些特殊情況下,因防滲需要,凈距曾做到50mm,也有一些工程排樁的凈距達200mm以上。由此可見排樁間距不應作硬性規定?筛鶕芰、防滲要求和合理的施工工藝進行進行調整。
3 圍護樁縱向鋼筋的配置方式也是一個頗有爭議的問題。通常都采用沿截面周邊對稱均勻布置的配筋方式。
4 圍護樁混凝土強度等級不小于C20,并與國家現行標準《地基基礎設計規范》DBJ08-11相一致,配合比的設計和
選擇應符合國家現行標準《鉆孔灌注樁施工規程》DBJ08-202的規定。主筋保護層厚度不宜小于50mm的規定,同其他有關規范是相協調的。從圓形或環形截面受彎計算,鋼筋籠直徑稍增加一點,其抗彎能力可提高較多。
5 基坑開挖時鉆孔灌注排樁之間的空隙易引起滲漏,造成樁后水土流失,因此,采用鉆孔灌注排樁支護時,應輔以防滲措施。
6 在粉性土、砂土中灌注樁成孔難度較大,常發生擴頸、擠位現象,已有工程發現不能按設計排列的樁距和樁數施工。
當灌注樁外側場地很小或要求的防滲帷幕入土很深,現有攪拌樁機械無法施工時,也可以采用其他手段進行防滲。
7 樁頂圈梁是將一根根離散的灌注樁用鋼筋混凝土梁在樁頂連接起來,加強了圍護墻的整體性,對減少頂部位移有利。樁頂圈梁應盡量兼作支撐圍檁,必要時可將樁頂標高落低。樁內縱向鋼筋錨入頂圈梁的長度,應根據圍護墻體的
變形和支撐軸力作用的條件確定,受剪時錨入長度按大于20d,受拉時應不小于35d的要求設置。
6.8斜井工程(共6條)
新增6.8.1  斜井井口不應設在可能被洪水淹沒處,井口應高出1%洪水頻率的水位以上0.5m;當設于山溝低洼處
時,必須有防洪措施。說明:為保證斜井的正常工作,本條規定斜井井口應確保在設計洪水頻率下不被淹沒,確保隧道內暢通。新增6.8.2  斜井提升方式應根據提升量、斜井長度、坡度
及井口地形選擇,斜井傾角應符合下列規定:1  箕斗提升,不大于35°。2  串車提升,不大于25°。3  膠帶輸送機提升,不大于15°。說明:斜井提升難度較大,根據現在施工技術,規定了不同的提升方式的斜井傾角。
新增6.8.3  斜井應設置寬度不小于0.7m的人行道,傾角大于15°時應設置臺階與扶手。說明:為確保施工、運營期間人員進出隧道的安全,應設置人行道。對超過15º的斜井應設臺階及扶手。
新增6.8.4  斜井井底馬頭門應能滿足隧道內所需的材料和設備通過的要求。
說明:為使管道等材料能夠進入到平巷段,應在斜井與平巷段交界處設置馬頭門。馬頭門處襯砌厚度
與配筋應根據計算進行加強。
新增6.8.5  斜井的襯砌設計應符合下列規定:
1  斜井井口段和地質較差的地段,宜做襯砌。
2  馬頭門應作模筑混凝土襯砌。井口段、通過地質較差的井身段及馬頭門的上方宜設壁座。
新增6.8.6 斜井和豎井井底應根據涌水量和施工組織安排選擇地下水的排出方式和相應的設施。說明:斜井底部應根據設計計算出水量設置集水坑和相應的排水措施。
6.9 工程材料(共5條)
新增6.9.1  隧道結構的工程材料應根據結構類型、受力條件、使用要求和所處環境等選用,并考慮可
靠性、耐久性和經濟性。主要受力結構應采用混凝土或鋼筋混凝土結構,必要時宜采用金屬材料。
說明:金屬材料一般僅限于:
1 用盾構法施工的隧道襯砌環片的連接件。
2 用盾構法施工的隧道開口部位的加強環片。
新增6.9.2  混凝土的原材料和配比、最低強度等級、最大水膠比和單方混凝土的膠凝材料最小用量應符合耐久性要
求、滿足抗裂、抗滲、抗凍和抗侵蝕的需要。一般環境條件下的混凝土設計強度等級不應低于表6.9.2的規定。
說明:表6.9.2中混凝土的最低強度等級大多是從滿足工程的耐久性要求考慮的。為了減少地下超長
結構混凝土的收縮應力和溫度應力,現澆混凝土結構混凝土的設計強度也不宜采用大于表6.9.2規定
的等級。
新增6.9.3  普通混凝土和噴錨支護結構中的鋼筋及預應力混凝土結構中的非預應力鋼筋宜采用 HRB335級
鋼筋或HPB235級鋼筋;預應力混凝土結構中的預應力鋼筋,宜采用預應力鋼絞線、鋼絲或采用熱處理鋼筋。
新增6.9.4  鋼筋混凝土環片間的螺紋緊固件的連接形式及其機械性能等級應滿足構造和結構受力要求,表
面需進行防腐蝕處理。
說明:盾構隧道鋼筋混凝土環片連接螺栓的機械性能等級一般采用4.6~6.8級。為了保證隧道的使用壽
命,對螺紋緊固件表面必須進行防腐蝕處理。
新增6.9.5  噴射混凝土宜采用高性能濕噴混凝土。
6.10 防水與排水(共4條)
新增6.10.1  隧道防水與排水應符合下列規定:
1  隧道防、排水,應采取“防、排、截、堵結合,因地制宜,綜合治理”的原則,采取切實可靠的設計、施工措
施,保障結構物和設備的正常使用。對地表水和地下水應作妥善處理,洞內外應形成一個完整的防排水系統。
2  隧道防水應滿足:襯砌不漏水,安裝設備的孔眼不滲水;隧道排水通暢,不浸水;在有凍害地段的隧道,襯砌
不滲水,襯砌背后不積水,排水溝不凍結。
3  隧道修建及運營中的排水有可能影響周圍環境,造成污染和危害時,應采取防污染和防其他公害的措施,并應
防止水土流失、降低圍巖穩定性及造成農田灌溉和人畜用水困難等后患。
說明:隧道內的水害是由洞內、洞外多種因素引起的,所以不可能靠單一的辦法就能得到很好的解決。根據多年來
的經驗,隧道防、排水,提出采取“防、排、截、堵結合,因地制宜,綜合治理”的原則。“防”:即要求隧道襯
砌結構具有一定的防水能力,能防止地下水滲入,如采用防水混凝土、防水板或防水層等。“排”:即隧道內應有排
水設施,但必須注意排水后對周圍環境的影響,這要求設計必須事先了解當地環境,制定合理的設計方案,妥善處
理排水問題。“截”:隧道頂部如有地表水易于滲漏處或有坑洼積水,給隧道帶來一定的影響時,應設置截、排水溝
和采取消除積水措施。“堵”:在隧道施工過程中,有滲漏水時,可采取注漿、噴涂等方法進行封堵。
四、新增減或修改條款的說明
《地下工程防水技術規范》GB50108-2001中規定了地下工程的防水等級分為四級,并規定了不同防水等級
的適用范圍,具體可見表1、表2。管道隧道和鐵路、公路、水電等行業隧道的防水要求是有一定的區別,從隧道的使用功能上來分析,管道隧道通常在管道安裝完畢后,為避免非工作人員、動物等進入洞內破壞管道,隧道洞門一般要求進行封堵或采用鋼大門封鎖,故隧道僅僅是作為管道通行的一個通道,其功能主要是滿足管道施工與檢修要求,
故管道隧道防水要求比鐵路、公路、水電等行業隧道相對要低。
四、新增減或修改條款的說明
 
新增6.10.2  礦山法施工的隧道防水應采取以下防水措施:
1  隧道襯砌防水應充分利用混凝土結構的自防水能力,其抗滲等級不應低于P6,根據需要和埋置深度采用的抗滲等級不應低于P8防水混凝土。在有凍害和最冷月平均氣溫低于- 15℃的地區,防水混凝土的等級應適當提高。
2  防水混凝土結構的厚度不應小于300mm,裂縫寬度不應大于0.2mm,并不應貫通。當為鋼筋混凝土時,迎水面主筋保護層厚度不應小于50mm。
3  復合襯砌初期支護與二次襯砌之間應鋪設防水板,設系統盲管(溝)。
4  圍巖破碎、富水、易坍塌地段及地下水、巖溶發育存在突水、突泥可能的特殊地質地段,應采用注漿加固圍巖和防水的措施。
5  有侵蝕性地下水時,應針對侵蝕類型,壓注抗侵蝕漿液,敷設防水、防蝕層等,采用抗侵蝕性混凝土等措施。
6  最冷月平均氣溫低于-15 ℃地區,對地下水的處理應以堵為主。
四、新增減或修改條款的說明
說明:礦山法施工的隧道防水措施說明如下:
1  圍巖注漿是將不透水的凝膠物質(防水材料)通過鉆孔注入擴散到巖層裂隙中,把裂隙中的水擠走,堵住地下水的通路、減少或阻止用水流入工作面,同時還起到固結破碎巖層的作用,從而為開挖、襯砌創造了良好的條件。
2  混凝土或鋼筋混凝土結構自防水是一個綜合體系,故應以系統工程對待,確立以混凝土自防水為根本,接縫防水為重點的防水原則。
新增6.10.3  盾構法施工的隧道結構混凝土防水應
符合下列規定:
1  盾構法施工的隧道結構混凝土滲透系數不宜大
于5×10-13m/s,氯離子擴散系數不宜大于8×10-9cm/s。當隧道處于侵蝕性介質中時,應采用相應的耐侵蝕性混凝土或在襯砌結構外表面涂刷耐侵蝕的防水涂層,其混凝土的滲透系數不宜大于8×10-14m/s,氯離子擴散系數不宜大于2×10-9cm/s。
2  盾構隧道襯砌結構防水措施應符合表6.10.3的規定。
3  環片接縫應設置一道密封墊溝槽。防水材料的規格、技術性能和螺孔、嵌縫槽等部位的防水措施
除應滿足設計要求外,應符合現行國家標準《地下工程防水技術規范》GB 50108的有關規定。環片接縫密封墊應滿足在設計水壓下和接縫最大張開錯位值下不滲漏的要求。
說明:用盾構法施工的隧道,通常修建在地質條件不太好的含水地層中,地下水中含有的腐蝕性介質
將影響鋼筋混凝土環片的耐久性,在設計時就應采取措施加以保護。
新增6.10.4  洞口防水與排水應符合下列規定:
1  隧道和明洞的洞口應設置截水溝和排水溝。
2  多雨地區,宜采取措施防止洞口仰坡范圍內地表水下滲和沖刷。
3  截水溝設置應符合下列要求。
1)應設置在洞頂邊仰坡外不小于5m。
2)截水溝坡度應根據地形設置,不應小于3‰。當縱坡過陡時應設計急流槽或跌水與截水溝連接,水溝截面尺寸根據流入截水溝的匯水區流量確定。水量大時,應根據地形將水引至溝谷或涵洞處排泄。
說明:明洞建筑于露天空曠地區,一般有地表徑流的影響,如
不設法截、攔、排走,容易引起沖刷坡面,產生坍塌;或流入回填體內部,浸泡回填料,增加明洞負荷,因此要做好明洞截、排水系統。
四、新增減或修改條款的說明
6.11 通風與照明(共1條)
新增6.11.1  需要考慮維修作業的隧道,在維修作業前應采用臨時通風與照明。
說明:管道隧道內一般不考慮永久的通風與照明設施。要考慮維修作業的隧道,在維修作業前應采用臨時通風與照明。
四、新增減或修改條款的說明
6.12 隧道內管道安裝(共8條)
新增6.12.1 平巷隧道內管道安裝宜采用地下埋設、地上填土埋設或連續支座架空敷設等方式;斜井內管道安裝宜采用連續支座架空敷設;豎井段管道安裝宜采用支架式敷設。說明:通過近幾年國內長輸管道工程大量采用隧道的情況來看,隧道內管道敷設已成了隧道設計中的一個重要環節。隧道內管道的敷設方式應充分考慮到管道輸送的介質、隧道的縱坡、隧道斷面的大小、敷設管道的數量以及施工方式等條件。如在忠武輸氣管道工程中,山區隧道有3m×3m和2.5m×2.5m兩種城門洞型斷面,當隧道縱坡度大于15°時,管道在隧道內采用滑動支座連續架空敷設;當隧
道縱坡度小于15°時,采用地上填土敷設的方式(隧道圍巖都為基巖)。在江底隧道中情況又不一樣,考慮施工條件受限制,平洞段管道采用滑動支座連續架空敷設的方式(支座與隧道底板齊平)。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.12.2  隧道內的管道布置應滿足施工空間要求,對于礦山法、盾構法隧道應滿足檢修及人員行走的要求。
新增6.12.3  隧道內的管段應根據管道輸送介質壓力、隧道管段高點、低點自重軸向分力及管段安裝與運行溫差等作用進行軸向穩定性驗算。不滿足要求時,宜選擇補償器進行熱變形補償。
新增6.12.4  隧道內采用充水護管,應對管段進行抗漂浮核算,并采取穩管措施。
說明:本條主要考慮水底隧道而制定的。水下隧道一般采取支架敷設,由于管道用水底隧道防水級別一般比較低,在管道運營期間,如不采取抽排水措施,隧道內會充滿水。此時設計考慮隧道內充水時管道穩定核算,防止漂浮失穩。深水隧道還應核算空管時的管段的徑向曲屈失穩,可利用第5章的公式(5.2.5-1)核算,其中Ps取靜水壓力。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.12.5  當采用連續支座架空敷設時,管段支承點宜做成滑動或滾動支座。管道對接環焊縫不應設置在
支座的位置處。支承點間距應滿足管段的強度與穩定要求。
新增6.12.6  隧道內管道安裝的所有鋼構件其表面均應采用耐環境腐蝕的防腐層。構件設計中應避免難于檢
查、清刷的死角和凹槽。
說明:隧道內鋼結構長期處于潮濕空氣工作環境,由于受潮氣的侵蝕,金屬結構表面容易腐蝕,從而危及
管道的安全。因此,為了提高防腐層的使用周期,減少生產成本,應采用高質量、附著力強、不易裂縫脫皮、耐水性好的防腐材料。
四、新增減或修改條款的說明
新增6.12.7  當管道采取錨固墩(件)錨固時,管道和錨固墩(件)之間應有良好的電絕緣。
說明:管道同錨固墩(件)之間的良好絕緣,是防止陰極保護電流漏失,保證管道達到有效的陰極保護所必須的。
新增6.12.8  管道安裝完畢應按本規范第8章的規定進行焊接檢驗、試壓和防腐。說明:為保證管道在隧道內的安全運營,本條同時規定了對安裝管段的焊接、試壓、防腐要求。
四、新增減或修改條款的說明
7 鐵路(公路)穿越設計
7.1  敷設要求(共11條)
新增7.1.1  油氣管道在選線設計時,應避免或減少與鐵路(公路)反復交叉;需要與鐵路(公路)交叉,
其穿越點宜選在鐵路(公路)區間的路堤段和管道站間的直線段。
說明:油氣管道在選線階段,如果能夠避免或減少與鐵路(公路)的交叉,可以使管道線路設計更加合理,也可以避
免或減少因交叉帶來的相互影響。這是原石油部與鐵道部的《原油、天然氣長輸管道與鐵路相互關系的若干規定》
和與交通部的《關于處理石油管道和天然氣管道與公路相互關系的若干規定》中的要求。
四、新增減或修改條款的說明
穿越點選在鐵路(公路)區間的路堤段和管道的直線段,從安全、施工、維護等多方面考慮的,穿越點設在鐵路(公路)區間的路堤段,便于滿足最小覆蓋層厚度的要求,并且有利于實施。設在管道的直線段,便于滿足本規范第3.5.6條(管道水平、豎向轉彎)。站場、道口、收費站是車輛、設備、旅客行人集中場所,一旦發生事故,后果嚴重;橋梁是鐵路(公路)的重要組成部分,造價高、結構復雜、技術性強,在其上下游一定范圍內及其對橋梁有影響的范圍內不應施工,因此,無特殊情況不要在這些建(構)筑物和設備下穿越。如果受條件限制、或者經過方案比選經濟合理等特殊情況需要穿越時,需要經過相應的管理部門批準,并且對管道和鐵路(公路)設施、設備采取相應的防護措施。鐵路編組站、大型客站、隧道、變電所是鐵路上的大型和重要工程,一旦發生事故,危險性大,故嚴禁交叉。
四、新增減或修改條款的說明
新增7.1.2  油氣管道采用無套管、有套管或涵洞與鐵路(公路)交叉時,穿越管道與被穿越的鐵路(公路)的夾
角宜為90°,在特殊情況下,不宜小于30°。油氣管道與鐵路(公路)高架橋交叉時,在對管道采取防護措施后,交
叉角可小于30°,防護長度應滿足鐵路(公路)用地范圍外3m的要求。
說明:本條款充分考慮《管道與鐵路關系的規定》、《管道與公路關系的規定》和國家現行標準《鋼質管道穿越鐵路和公路推薦作法》SY/T 0325的要求,并結合實際工程情況確定的。管道與被穿越的鐵路(公路)垂直相交,交叉管段長度短,管道受力合理、投資少,同時對被穿越鐵路(公路)影響小。
 管道在鐵路(公路)高架橋下穿越時,應采用涵洞等有效措施對管道進行保護,避免管道與橋梁之間的互相影響,保證穿越管道和高架橋的安全。
四、新增減或修改條款的說明
新增7.1.3  油氣管道穿越鐵路(公路)時,其穿越點四周應有足夠的空間,滿足管道穿越施工和維護的要求,滿足鄰近建(構)筑物和設施安全距離的要求。說明:穿越點四周要求有足夠的空間,是為了滿足穿越管道施工安裝、正常維護以及事故搶險的需要。另外,在選擇穿越方法時也應該充分考慮穿越點四周的環境情況。新增7.1.4  油氣管道不宜利用現有鐵路(公路)的涵洞穿越,如果需要利用穿越時,應符合有關規定。說明:鐵路(公路)現有的涵洞是根據其具體的用途設置的,如人員、車輛通行、排水等,如果油氣管道利用涵洞穿越,從管道工程方面考慮方便了施工,減少了投資,但是對于鐵路(公路)來說,改變了涵洞功能,增加了安全隱患。因此,如果利用鐵路 (公路)涵洞穿
越,應該征得相應管理部門批準,并且按照鐵路 (公路)的要求進行設計,同時,要考慮管道工程的施工安裝、正常維護、事故搶險的要求進行設計。
四、新增減或修改條款的說明
新增7.1.5  油氣管道穿越鐵路時,套管頂部最小覆蓋層厚度應符合表7.1.5的要求。
四、新增減或修改條款的說明
新增7.1.6  油氣管道穿越公路時,輸送管道或套管頂部最小覆蓋層厚度應符合表7.1.6的要求。
四、新增減或修改條款的說明
新增7.1.7  覆蓋層厚度不能滿足表7.1.5、7.1.6條要求時,應采取加強保護措施。
說明:以上三條規定了管道穿越鐵路(公路)時輸送管道或者套管頂部的最小覆蓋層厚度。覆蓋層厚度不僅關系到管
道的受力的問題,還關系到路基及其路基下部土層承受車輛荷載的問題,因此管道穿越鐵路(公路),既要進行管
道計算,還應該滿足最小覆蓋層厚度。如果不能滿足最小覆蓋層厚度,應該采取加固措施。最小覆蓋層厚度是綜合《管道與鐵路關系的規定》、《管道與公路關系的規定》和國家現行標準《鋼質管道穿越鐵路和公路推薦作法》SY/T 0325制訂的。
四、新增減或修改條款的說明
新增7.1.8  管道穿越鐵路(公路),輸送管道或者套管的底部宜放置在均勻的土層上。
說明:本條是為了避免鐵路(公路)不均勻沉降對輸送管道或者套管的影響。如果土層不均勻,應采取措施保證管
道的安全。原5.1.3拆寫為7.1.9、7.1.10,并作了修改補充。
7.1.9  采用套管穿越鐵路(公路)時,鋼質套管外徑應比輸送管道直徑大100~300mm。鋼筋混凝土套管采用人工
頂管施工方法時,套管內直徑不宜小于1m。
說明:套管的內徑應該滿足安裝輸送管道的要求,滿足陰極保護的絕緣要求,以及防止外部荷載傳遞給輸送管道等
要求。鋼筋混凝土套管采用人工頂管施工方法時,內直徑不應小于1.0m,是為了頂管人工開挖作業需要而制訂。
四、新增減或修改條款的說明
7.1.10  采用套管穿越鐵路(公路)時,套管長度宜伸出路堤坡腳、路邊溝外邊緣不小于2m。被穿越的鐵路(公
路)規劃要擴建時,應按照擴建后的情況確定套管長度。說明:如果被穿越鐵路(公路)要擴建,穿越套管應該按照擴建后的情況設計,避免鐵路(公路)擴建時再對管道進行處理。
新增7.1.11  采用鉆孔敷設穿越管道或者套管時,其鉆孔孔洞直徑不應超過輸送管道或者套管外直徑50mm。
說明:采用鉆孔(包括水平定向鉆孔、頂管等)敷設穿越管道,如果孔洞尺寸較輸送管道或者套管過大,容易產生路基的塌陷,造成穿越管道受力不均勻和路面破壞,影響交通和管道運行,因此,要控制孔洞的直徑。出現孔洞過大現象時,應迅速采取措施,充填過大的孔洞,避免造成路基的塌陷;如果鉆孔、頂管、隧洞必須廢棄時,應該迅速采取補救措施進行處理,如低等級混凝土填實孔洞。
四、新增減或修改條款的說明
7.2 無套管穿越設計(共9條)
新增7.2.1  無套管穿越管段設計應進行強度、疲勞、變形、穩定計算。
說明:本條款提出無套管穿越管段的計算要求。
7.2.2(原5.2.1)無套管穿越管段承受的荷載除應符合本規
范第4.3.1條規定外,可變荷載還應考慮車輛荷載,偶然作用還應考慮地基變形。
7.2.3(原5.2.2)無套管穿越管段結構計算,應根據實際可能發生的情況進行荷載組合。
1  主要組合:永久荷載與車輛荷載之和。
2  附加組合:永久荷載與可能發生的可變荷載之和。
3  特殊組合:主要荷載與偶然作用荷載之和。主要組合按本規范第7.2.4條~第7.2.7條款計算,其它組合
根據實際情況進行計算分析。
四、新增減或修改條款的說明
說明:以上兩條是沿用原規范的內容。本次編制參照國家現行標準《鋼質管道穿越鐵路和公路推薦作法》SY/T
0325提供了土壓力、車輛荷載、內部壓力產生管道應力的計算方法,穿越管段其它還承受管道自重、輸送介質自重、地下水浮力、季節更替引起的溫度變化、輸送介質溫度的變化、管道操作狀態變化的作用,對管道的影響應根據實
際情況進行計算分析;各種原因引起的地基變形(如地基不均勻沉降、凍脹、鹽漬土、濕陷性黃土、附近區域開挖、
爆破施工的影響等)對管道的影響極大,管道設計選線時應該避開或采取措施進行處理,否則必須進行計算分析。
其它還有地震、腐蝕對管道的影響等,應該根據情況,進行計算分析。
四、新增減或修改條款的說明
7.2.4~7.2.6條對原5.2.3進行了補充新增7.2.4土壓力產生的管道應力計算,應符合下列規定:
1  土壓力產生的管道環向應力σHe按下式計算:σHe =KHeBe Ee γD     。7.2.4)
式中  σHe——土壓力產生的管道環向應力(kPa);
KHe ——土壓力產生管道環向應力的剛度系數;
Be ——土壓力埋深影響系數;
Ee ——土壓力挖掘系數;
γ——土壤的容重(kN/m3),如果有巖土試驗取實際試驗值,一般可取18.9 kN/m3;
D ——穿越管道外直徑(m)。
四、新增減或修改條款的說明
2  土壓力產生管道環向應力的剛度系數KHe,應根據土壤反作用模量E′和管道的壁厚與外直徑的比值δ/D,按
圖7.2.4-1取值,采用鉆孔施工方法的E′,應按表7.2.4-1取值。在無勘察資料的情況下,E′一般可取3.4MPa。采用
開挖夯實管溝回填方法, E′應高于鉆孔施工方法。
3  土壓力埋深影響系數Be,應根據土壤分類和管線埋深與鉆孔直徑的比值H/Bd,按圖7.2.4-2取值。在不能確
定鉆孔直徑Bd的情況下,宜取Bd=D+50mm;對于開挖施工方法,宜取Bd=D。
4  土壓力挖掘系數Ee,應根據鉆孔直徑與管道直徑比值Bd/D,按圖7.2.4-3取值。在不能確定鉆孔直徑時,宜取
Ee=1.0;對于開挖敷管施工方法,宜取Ee=1.0。
新增7.2.5 公路車輛荷載產生的管道循環應力計算應符合下列規定:
1  車輛荷載產生的管道環向循環應力σHh應按下式計算:
σHh =KHh GHhR LFiw  。7.2.5-1)
式中 σHh——車輛荷載產生的管道環向循環應力(kPa);
KHh ——公路車輛荷載產生環向循環應力的剛度系數;
GHh ——公路環向循環應力的幾何因素,按圖7.2.5-2取值;
R  ——公路路面類型系數,按表7.2.5-2取值;
L  ——公路車輛車軸類型系數,按表7.2.5-2取值;
Fi  ——沖擊系數。沖擊系數是輸送管線在穿越處埋深
H的函數,按圖7.2.5-3取值;
w —— 車輪均布荷載標準值,取雙軸w=583 kPa。
四、新增減或修改條款的說明
公路車輛荷載產生環向循環應力的剛度系數KHh,應根據土壤彈性模量Er和管道的壁厚與直徑的比值δ/D,按圖
7.2.5-1取值。其中,土壤彈性模量Er,應按表7.2.5-1取值。
2  車輛荷載產生的管道軸向循環應力σLh應按式7.2.5-2計算:
σLh =KLh GLhR L Fiw 。7.2.5-2)
式中  σLh——車輛荷載產生的管道軸向循環應力(kPa);
KLh——公路車輛荷載產生軸向循環應力的剛度系數,按圖7.2.5-4取值;
GLh ——公路軸向循環應力的幾何因素,按圖7.2.5-5取值。
新增7.2.6  管道內部壓力產生的管道環向應力應按本規范第4.4.2條第1款計算。
說明:以上三條規定了土壓力作用下管道的環向應力、公路車輛荷載作用下管道環向、軸向循環應力、管道內部壓
力產生的管道環向應力的計算,是參照國家現行標準《鋼質管道穿越鐵路和公路推薦作法》SY/T 0325的計算方法。
汽車車輪均布荷載的取值,綜合考慮了我國公路規范和國家現行標準《鋼質管道穿越鐵路和公路推薦作法》SY/T
0325,可按表2取值。
四、新增減或修改條款的說明
7.2.7、7.2.8條對原5.3.1進行了補充。
新增7.2.7  穿越公路的管道應按本規范第4.4.2條與第4.4.3條進行強度核算。
說明:無套管穿越在公路車輛荷載作用下,管段產生環向應力與軸向應力,本條規定在計入內壓、溫度等作用組合產生的應力,應按本規范第4.4.2條與第4.4.3條進行強度核算。新增7.2.8  無套管穿越公路的管道,應按以下方法進行管道環向焊縫和軸向焊縫疲勞復核。
1  穿越管道環向焊縫疲勞應按下式進行復核。σLh ≤σFG ×F     (7.2.8-1)
式中  σLh ——車輛荷載產生的管道軸向循環應力(kPa);
σFG ——環向焊縫耐疲勞極限值(kPa),按表7.2.8-1取值;
F ——強度設計系數,按本規范表3.2.4選用。
2  穿越管道軸向焊縫疲勞應按下式進行復核。σHh ≤σFL ×F  。7.2.8-2)
式中  σHh ——管道環向循環應力(kPa);
σFL ——縱向焊縫耐疲勞極限值(kPa),按表
7.2.8-1取值。
說明:穿越管段的環向焊縫和軸向焊縫疲勞復核,采用允許應力法,即通過將垂直于管線焊縫的循環應力與耐疲勞
極限應力的允許值比較進行復核。
7.2.9(原5.3.3)  無套管穿越公路的管段,應驗算無內壓狀態下,管段的徑向變形。驗算方法根據輸送介質的類
型,按現行國家標準《輸氣管道工程設計規范》GB50251和《輸油管道工程設計規范》GB 50253規定的方法進行。
四、新增減或修改條款的說明
7.3有套管穿越設計(共6條)
新增7.3.1  油氣管道宜采用涵洞、套管等保護方法穿越鐵路(公路)。涵洞宜采用鋼筋混凝土涵洞,套管宜采用鋼筋混凝土或者鋼質套管。套管直徑大于1000mm時宜采用鋼筋混凝土套管。
四、新增減或修改條款的說明
新增7.3.2  鋼筋混凝土涵洞、套管的設計宜執行國家現行標準《鐵路橋涵設計基本規范》TB10002.1或《公路橋涵
設計通用規范》JTG D60。說明:以上兩條提出了輸送管道采用涵洞、套管等有保護方式穿越鐵路(公路),涵洞的凈尺寸應該滿足管道安裝施工和維護的要求,同時,還應該滿足鐵路(公路)的要求。另外,涵洞頂部覆蓋層的厚度,對涵洞結構的受力影響較大,應該根據鐵路(公路)有關規范進行計算,綜合考慮確定。鋼筋混凝土涵洞、套管的設計方法應該按照現行的鐵路(公路)橋涵設計規范。直徑大于1000mm的鋼質套管,由于管材較少,宜采用鋼筋混凝土套管。
新增7.3.3  鋼質套管穿越時,鋼質套管設計宜按本規范第7.2節中無套管穿越計算,強度設計系數F應
執行本規范第3.2.4條,套管的最小壁厚不應小于表7.3.3-1的要求,覆蓋層厚度不能滿足本規范表
7.1.5、表7.1.6的要求時,宜采取加大套管壁厚、管溝回填土處理等措施。鋼質套管的厚度應考慮腐
蝕的影響。
四、新增減或修改條款的說明
原5.1.3拆寫成為7.3.4、7.3.5、7.3.6,有補充。
7.3.4  套管中的輸送管道宜設置絕緣支撐,并不得損壞管道防腐涂層。
7.3.5  當一根套管中設置兩根或者兩根以上輸送管道時,應使輸送管道與套管、以及輸送管道之間互相絕緣。
說明:7.3.4、7.3.5條 套管中的輸送管道與套管之間,以及多根輸送管道之間電絕緣是陰極保護的需要。電絕緣
體支撐于輸送管道涂層之間的支撐壓力,應該進行控制,不應對管道防腐涂層造成損壞。
7.3.6 穿越套管兩端宜采用柔性材料進行端部密封。預制鋼筋混凝土套管接口應采用密封處理。
說明:穿越套管兩端及中部接口采用密封處理。其目的是為了防止水和土壤顆粒的侵入。在穿越管段防腐涂層遭到破壞時,起到保護作用。實際施工不可能做到完全密閉,應當預見套管內有水滲入,密封的作用是防止通過套管形成水道。
四、新增減或修改條款的說明
� 第八章焊接、試壓和防腐(分為3節,共20條)
� 8.1 焊接、檢驗,共4條(原2條),新增2條,修改2條;
� 8.1.1  管道焊接應按現行國家標準《輸氣管道工程設計規范》GB 50251、
《輸油管道工程設計規范》GB 50253與《油氣長輸管道工程施工及驗收規范》GB 50369的規定執行。
說明:本條在原6.1.1條的基礎上修改而成。穿越工程作為長輸管道的一部分除了要執行GB50251和GB50253之外,也應執行GB50369的規定。
� 原6.1.2條修改為兩條:
� 8.1.2  水域大、中型穿越管段及鐵路、二級與二級以上公路的穿越管段,對接接頭焊縫均應作100%射線探傷檢驗和100%超聲波探傷檢驗。說明:根據近幾年我國管道工程對焊接進行無損檢測的要求,采用100%的射線探傷檢驗已在西氣東輸等一系列大型工程中執行。線路工程在進行了100%的射線探傷后,基本上不再作超聲波檢驗焊縫?紤]到穿越工程的重要性,規定了對接環焊縫除進行100%的射線探傷外,還要進行100%的超聲波檢驗。
� 8.1.3采用射線探傷檢驗應按國家現行標準《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》GB/T 3323或《石油天然氣鋼質管道無損檢測》SY/T 4109進行驗收,Ⅱ級為合格。
� 增加 8.1.4  采用超聲波探傷檢驗應按國家現行標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB/T 11345或《石油天然氣鋼質管道無損檢測》SY/T 4109進行驗收,Ⅱ級為合格。說明:由于8.12條與原規范6.1.2條相比增加了超聲波檢驗要求,所以需要規定該檢驗的合格標準,即8.1.4條。射線探傷和超聲波探傷分級標準各規定了兩個驗收標準:其中現行國家標準《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》GB/T 3323是以壓力容器探傷為主的分級標準,超聲波探傷檢驗是按現行國家標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB/T 11345執行的,這兩個標準都是在輸油和輸氣工程設計規范中所規定采用的。另一個國家現行標準《石油天然氣鋼質管道無損檢測》SY/T 4109,是依據美國《Welding of Pipelines and Related Facilities  (管道及有關設施的焊接)》API RP1104編制的,適用于長距離管道現場野外對接接頭焊縫的射線和超聲波探傷檢驗,我國近期施工的管道多以此為經驗標準。
� 8.2 試壓,共7條(原4條),新增5條,修改2條,取消2條
新增 8.2.1  穿越管段試壓前應進行清管,水平定向鉆在穿越施工前后還應進行測徑;試壓后應再進行清管。輸氣管道應進行干燥處理。說明:本條規定了對試壓前后進行清管處理,是為了保證穿越管段內部不被腐蝕及輸送介質的質量。
� 8.2.2  大、中型穿越管段應單獨進行試壓;鐵路、二級及二級以上公路穿越管段宜單獨進行試壓。水域小型穿越管段或二級以下公路穿越管段試壓可與所在線路段合并進行試壓。說明:本條是在原6.2.1條的基礎上修改而成。新規范將鐵路、二級及二級以上公路穿越改為“宜”進行單獨試壓,因為,這樣的的公路穿越在線路中很多,且分散于全線。為減少管道試壓的零碎分割,不影響施工周期及施工中的資源浪費,并參照美國《液態烴和其他液體管線輸送系統》ASME B31.4與《輸氣和配氣管線系統》
ASME B31.8標準要求,特進行了修改。
� 新增 8.2.3  穿越管段應采用無腐蝕性潔凈水作為試壓介質。試壓時環境溫度不宜小于5°C;若環境溫度在0 ~5°C以下試壓,應采取防凍措施。說明:為防止水對管道的腐蝕,避免試壓時凍脹破壞鋼管,制定本條水質要求與試壓時的環境溫度要求。
� 新增 8.2.4  穿越管段分強度試壓與嚴密性試壓兩階段進行,嚴密性試壓應在強度試壓合格后進行。在穩壓時間內壓降不大于1%的試驗壓力為合格。
� 新增 8.2.5  穿越管段強度試壓穩壓時間不應少于4h;嚴密性試壓穩壓時間不應少于24h。
說明:這兩條規定了分階段試壓、合格要求與試壓時間,其與現行國家
標準《輸氣管道工程設計規范》GB50251與《輸油管道工程設計規范》GB50253是符合的。
� 新增 8.2.6  穿越管段的強度試驗壓力應為該處設計內壓力的1.5倍;嚴密性試驗壓力應為該處設計內壓力。試壓時的環向應力不宜大于鋼管的屈服強度的90%。有特殊要求的穿越管段,可提高強度試驗壓力。
說明:為檢驗穿越管段的使用安全性,本條提出強度試壓的試驗壓力要求為1.5倍設計內壓力;嚴密性試壓為設計內壓力。需要說明的是,輸油管道各點的設計內壓力是不同的,特別是低洼處的靜壓力應予充分的考慮。本條規定也與輸氣、輸油管道工程的設計規范一致,避免了原穿越規范中不論地區級別,一律按試壓時環向應力達0.9бs 的過高要求。
新增 8.2.7  穿越管段試壓合格后可與兩端線路管段連接,不應出現使穿越管段發生強制變形的連接。
說明:由于穿越管段是單獨試壓,它與埋地管段存在碰口連接的問題。如果埋地段與穿越段都敷設就位,可能出現強制碰口,使管段出現強制變形的殘余應力,不利安全。本條作此規定是避免發生上述情況,最好將兩端埋地管段在自由狀態下與穿越管段碰口,然后再回填埋地管道。
� 8.3 防腐,共9條(原3條),新增8條,修改1條,取消2條。
� 新增 8.3.1  穿越管段應按國家現行標準《鋼質管道及儲罐腐蝕控制工程設計規范》SY 0007進行腐蝕控制設計。
說明:本條在此節為新增,實際上為原3.6.1條,這里不再說明。
� 8.3.2(原6.3.2)  穿越管段所采用的防腐涂層應符合相應涂層的標準要求。
� 8.3.3  穿越管段應采用一種防腐涂層,比相鄰線路管段提高一個涂層等級。
說明:本條在原6.3.3條基礎上修改而成。在同一條穿越管段中,由于所處的環境條件在不長的距離內是相同的,故要求防腐涂層和等級應相同。這樣做既便利了施工,也將腐蝕控制置于同一要求內,達到同一安全目標。對于穿越管段,特別是水下穿越,其腐蝕環境與一般地段有較惡劣;而且在施工過程復雜,可能損傷涂層,所以應該提高涂層等級。
� 新增 8.3.4  護管或穩管構筑物處于腐蝕性環境中時,構筑物應采用相應的防腐蝕材料。
說明:在對穩管或護管構筑物有腐蝕性的環境中,為確保這些構筑物不因腐蝕而喪失使用功能,制定本條規定,要求采用相應的防腐性材料制作這些構筑物。
� 新增 8.3.5  大中型穿越管段的一端宜設置陰極保護的測試點,小型穿越管段可不設陰極保護測試點。
說明:在大、中型穿越管段一端設置陰極保護測試樁點,是為了檢測穿越管段的陰極保護是否處于正常保護范圍,防止管段因腐蝕而損壞。
� 新增 8.3.6  大型穿越管段若有接地或獨立采用犧牲陽極保護,管段兩端宜設置絕緣接頭。
� 新增 8.3.7  穿越管段的穩管構筑物、隧道中的支護管段構筑物或構件,應與管段絕緣,但不應對管段產生電屏蔽。
� 新增 8.3.8  穿越管段敷設時應達到所選用涂層等級的漏電檢測要求;安裝時不應損傷防腐涂層的完整性,安裝完畢后,應對管段進行檢漏,達到合格要求。
說明:這三條規定是為了確保穿越管段的陰極保護發揮正常的保護功能,有利于管段的抗腐蝕。
� 新增 8.3.9  穿越管段的補口及補傷,應按管段所用防腐涂層的相關標準要求執行。
說明:由于補口是管道防腐中很關鍵的一道工序,特別是在穿越中,往往因為拖管或推管會造成補口損傷,因此本條規定應按相應防腐涂層的補口標準執行。特別是在長距離拖管中,如水平定向鉆回拖時,有可能造成補口損傷,應特別加強此部分的要求。如果用三層PE,補口套兩端均應加強一圈密封帶來加強牢度,防止補口套脫開。
五、使用穿越設計規范中的幾個問題
� 1、規范是國家的主管部門根據我國的法規、政令,結合當前技術水平及以往的經驗,對建設項目的設計、施工、管理制定的技術法規。它是為保障項目安全可靠、經濟合理、技術可行,能滿足項目服役期內各種情況要求提出的標準。因此,設計人員首先要遵照執行的是相關標準規范,承擔對項目建設的法律責任。設計人員若不嚴格按規范要求對項目認真設計,勢必要負法律后果;重慶綦江縣長虹橋跨塌后,相關設計、管理、施工人員都相應判處了徒刑,值得警示。
� 2、對水域穿越工程等級劃分上,要按規范規定的標準劃分,不要片面地從穿越工程長度上劃定大、中型工程。新頒規范將此條作為強制條文制定,就是要求設計十分重視工程等級劃分的依據。
� 3、要采用與穿越工程等級對應的設計洪水頻率與相應的設計洪水流量、洪水水位、洪水流速和沖刷深度。特別是河流的大中型穿越工程,如果不按規范規定的標準設計,難保工程在洪水沖淘下的安全;一旦發生毀損事故,可能造成環境污染,甚至發生燃爆與人身災害,設計人員將承擔法律責任。
五、使用穿越設計規范中的幾個問題
� 4、在穿越河流的工程設計中,設計人員不僅要提出了岸坡的防護工程,而且還要對防護工程有關尺寸提出要求,特別是砌體尺寸的要求。我們知道,砌體在動水壓力作用下是有一個穩定問題的,如果采用較小的砌體尺寸,在流水作用下,可能導致砌體失穩塌落,岸坡護砌損壞。在1985年老版的穿跨越設計規范中,曾提出有關尺寸計算時公式與要求;1998年版規范中,為簡化內容去掉了這一部分,結果造成設計對砌體尺寸要求的缺失;今年的新版規范重新列入護岸砌體尺寸計算,有利于護岸工程的安全。希望設計人員在今后的設計中按新版規范規定,提出護岸砌體的尺寸要求。
� 5、水域大型穿越工程兩岸設置截斷閥室的問題,涉及到設置的位置與高程。位置設置上,應充分考慮線路截斷閥室與兩岸閥室合建的可能性,以減少閥室的數量;在高程設置上,要考慮洪水對其淹沒的影響。
� 6、要規范設計用語。在某些設計文件中,經?吹“本工程穿越大型河流xx條,穿越中型河流xx條”的語句。直到現在,我國主管河湖水域的水務主管部門,從來沒有將河流劃分大型、中型或小型,也無對應的分型標準,只是口頭語有大江大河之說。我們穿越規范也從未把河流劃分大、中、小型,只是把穿越河流的工程劃分為大型、中型、小型。故只能說河流大型穿越xx條、中型穿越xx條。
� 7、關于所穿越處的工程地質與水文地質的資料問題,應結合穿越方式進行工程地質和水文地質的勘察和收集工作。因為《油氣田及管道巖土工程勘察規范》只是一個最基本的要求,應該結合普查提出特殊的資料要求。例如,對隧道穿越工程,勘察規范雖提出分析隧道地區的水文地質條件,判明地下水的類型、水質及補給來源,但它是從工程施工角度,考慮開挖時涌水的影響。對于地表水補給來源極少進行分析,特別是工程位于干旱地區的山體隧道,山下的水源往往是靠山體地下水補給,隧道建成后,可能切斷山下水源的補給,造成生態破壞,影響人畜飲水。蘭成渝的關山隧道,就造成了泉眼斷流,影響近3000人的飲水。我們在設計時,應該給地質專業提出對地表水補給的影響分析。
�  總之,我們搞設計的人首先是要嚴格按規范要求進行內容完整的設計,其次是必須結合工程實際環境條件向有關專業提出資料取全取準的要求,最后根據現場踏勘、調研與收集的各類資料結合分析,做出安全可靠、經濟合理、技術先進,適用并滿足工程功能要求的好設計。
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此文關鍵字:油氣輸送管道穿越工程設計規范
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