道桥建设
埋地天然气管道附近桥梁桩基施工振动危害分析
与管控方法探讨
飞 郭金山 隋永和 朱 波 赵永辉
（中石油北京天然气管道有限公司，北京 100012）
摘 要：为控制在埋地天然气管道附近桥梁桩基施工影响，确保天然气管道安全运行，结合分析天然气管道周边桥梁桩基常见形
式、《桩基工程手册》、《爆破安全规程》（GB6722-2003），以及国内相关的爆破振动震动、机械振动、抗震设防烈度和国内外的振动安全判定标准，分析了埋地天然气管道周边桥梁桩基爆破、冲击钻、强夯施工对管道安全的危害以及，采用振动监测，实施方案优化，控制振动危害。
关键词：埋地天然气管道；桥梁桩基施工；危害分析与管控随着地方经济的快速发展，埋地天然气管道附近工程施工行为越来越多。其中高速公路、铁路的桥梁桩基，主要采取爆破、冲击钻冲击成孔、软土强夯的施工的方法。施工过程中炸药与冲击钻、强夯产生的能量形成地震波、非爆破振动对埋地天然气管道形成安全隐患，一旦埋地天然气管道遭受破坏，将使造成重大损失和严重的次生灾害。因此，在工程初期研究分析危害，采取有效控制措施，实施安全振动监测，对于保障埋地天然气管道安全运行具有十分重要的问题。1 埋地管道周边桥基施工危害分析
1.1 爆破地震波危害判定
目前，国家涉及振动影响的相关标准都是以一定频率下的质点速度、峰值加速度作为计算振动对结构影响普遍采用的参数。对于埋地天然气管道允许安全振速国标及相关企标没有具体规定。只能参照《爆破安全规程》（GB6722-2003），结合相关工程实际情况、抗震烈度设计，根据相关工程成功案例及文献来确定埋地天然气管道允许安全振速。中石油天然气管道局第三工程公司与中国理工大学工程兵学院机构爆炸实验室模拟西气东输10Mpa输气管道周边爆破试验结论确定：管道安全振动速度值在13.88cm/s-14.12cm/s之间；云南高速公路临近天然气管道土石方爆破施工选取管道安全振动速度值3cm/s，进行设计装药量控制；中国水利科学院梁向前等针对南水北调中线京石段工程，提出埋地输气管道安全允许振动速度按3cm/s控制。由此确定造成埋地天然气管道振动速度小于3cm/s的周边桩基爆破施工能够保证埋地天然气管道安全。
1.2 冲击钻成孔、强夯振动危害判定
同样，对于埋地天然气管道允许安全振速国标及相关企标没有具体规定。同时，冲击钻成孔、强夯振动又区别于爆破振动，以爆破时的安全允许振动速度作为判据不够合理。根据《输油（气）钢制管道抗震设计规范》（SY/T0450）规定，参照《中国地震烈度表》采用地震抗震烈度来确定埋地天然气管道允许安全判据。同时考虑冲击钻、强夯累计效应严重，直接以5度地震烈度所对应的质点峰值欠安，结合成功工程案例、文献[6]确定造成埋地天然气管道振动速度小于0.1cm/s的冲击钻、强夯施工能够保证埋地天然气管道安全。2 施工振动的监测
2.1 监测点的选择
梁向前等的研究指出爆破波沿深度方向传播衰减的规律：爆破地震波在岩体深度方向是逐渐衰减的，地表振动由于受表面波和反射稀疏波的影响振动要大一些，衰减规律呈负指数变化。可通过监测管道上方覆土振动速度判断管道振动速度。传感器可布置以振动源为坐标原点，垂直管道依次布置传感器，管道正上方位置必须有一个传感器。
2.2 振动效应的现场试验及振动监测的实施
为保证振动危害控制在安全范围内，在实施监控前需要结合分析现场地质情况，并进行模拟试验以确定允许范围内的初次爆破孔数、单孔装药量以及冲击钻、强夯冲击能量。并依据爆破、冲击钻、强夯振动衰减特性，振动源与管道距离变化等计算施工过程中不同时期的影响变化，做出施工过程药量控制、提升的指导参数。3 施工过程的管控
3.1 施工方案优化
天然气管道周边桥梁基础施工距离管道距离较近时，不宜实施减震沟等措施。结合文献[8]：改变爆破参数来减少爆破对天然气管道的影响更易于操作，技术含量更高；控制单段药量是控制爆破振动速度的有效办法之一。本着“安全第一”的原则，依据实验数据及计算结果指导数据，以减少单循环进尺，控制爆破单孔药量、延时时间；冲击钻、强夯提升高度控制冲击能量为手段，以达到控制振动危害的目的是方案优化的重点。
3.2 施工过程的管理
第一，明确相关方管理职责、现场负责人，制定现场控制管理程序，明确管道方在工程施工过程中的权力。
第二，现场派驻监理，负责振动数据、装药量的检查、核实，确保施工方、监测方严格落实方案，不会因人为因素造成振动速度超标。
第三，对管道上方尽量进行物理隔离，避免工程过程中车辆、施工工具等砸压管道，形成新的危害。4 结语
（1）对埋地天然气管道附近桥梁桩基施工影响进行了初步探讨，分析出振动是危害管道安全的主要风险，确定了爆破影响在管道振动速度3cm/s以下，冲击钻、强夯影响在管道振动速度0.1cm/s以下时，不影响管道安全运行。
（2）对于施工过程中振动影响变化的控制进行了探讨，提出了以管道覆土振动速度作为监控点实施管道振动监控，以优化施工方案为首选的消控措施，并提出了监控、施工实施过程中的基于管道管理单位的管理方法。参考文献：
[1] 国家标准局.GB6722-2003,爆破安全规程[S].北京:中国标准出版社,2003.
[2] 中石油天然气管道局,初宝民,王国立.模拟爆破试验在西部管道工程中的成功应用[J].石油工程建设,2006(10).
[3] 中铁十四局,樊光强,杨明.高速公路沿线天燃气管道和军缆的控制爆破[J].西部探矿工程,2006(02).
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2018年第17期
