港清三線(xiàn)輸氣管道穿越南水北調(diào)中線(xiàn)一期工程天津干線(xiàn)安全性評(píng)估

李 斌

（天津市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，中國(guó) 天津 300204）

1 工程概況

南水北調(diào)工程是優(yōu)化我國(guó)水資源時(shí)空配置、解決我國(guó)北方水資源嚴(yán)重短缺問(wèn)題的特大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，是未來(lái)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展和整個(gè)國(guó)土整治的關(guān)鍵性工程，為大型的人工修筑干渠，其防護(hù)等級(jí)非常高。港清三線(xiàn)輸氣管道南水北調(diào)穿越處位于河北省霸州市北莊頭村東北約1.2km處。穿越時(shí)選擇對(duì)干渠影響小的定向鉆穿越方式，定向鉆穿越實(shí)長(zhǎng)為640.2m。穿越處南水北調(diào)斷面設(shè)計(jì)樁號(hào)：XW96+381，交叉角度82.8°，輸氣管道管頂距離輸水箱涵17.155m。

穿越段規(guī)格為D1016×26.2mm，采用L485直縫埋弧焊鋼管，三層PE常溫型加強(qiáng)級(jí)防腐。

鑒于南水北調(diào)工程的重要性，需要對(duì)定向鉆穿越方案進(jìn)行安全性評(píng)估，以保證兩個(gè)工程的運(yùn)行安全。

2 評(píng)估原則及評(píng)估范圍

在兩個(gè)工程功能完整的布局下，使工程運(yùn)行安全得以保證。通過(guò)施工程序控制或采取相應(yīng)措施，保證工程能順利實(shí)施。天津干線(xiàn)此段箱涵工程已完工，港清三線(xiàn)輸氣管道工程南水北調(diào)干線(xiàn)穿越正準(zhǔn)備實(shí)施，本次評(píng)估段范圍為港清三線(xiàn)輸氣管道定向鉆穿越天津干線(xiàn)輸水箱涵區(qū)域。

3 安全性評(píng)價(jià)分析

3.1 工程布置的影響

該段天津干線(xiàn)箱涵工程已經(jīng)施工完畢，港清三線(xiàn)輸氣管道穿越南水北調(diào)天津干線(xiàn)采用先定向鉆穿越技術(shù)，施工占地少，定向鉆入土點(diǎn)距離箱涵中心線(xiàn)197.14m，定向鉆出土點(diǎn)距離箱涵中心線(xiàn)341.79m，因此兩工程布置上不會(huì)產(chǎn)生相互影響。

3.2 工程施工的影響

根據(jù)有關(guān)資料介紹，定向鉆孔方法穿越施工具有不會(huì)阻礙交通、不會(huì)破壞綠地及植被、進(jìn)出場(chǎng)地速度快、施工占地少、施工速度快等特點(diǎn)，并且穿越精度高，易于調(diào)整敷設(shè)方向和深埋管線(xiàn)，弧形敷設(shè)距離長(zhǎng)、可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求深埋并且可以使管線(xiàn)繞過(guò)地下障礙物。在工程擬采用此法，應(yīng)認(rèn)為有一定的合理性。

定向鉆穿越時(shí)施工單位通過(guò)對(duì)穿越軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，制定相應(yīng)的穿越軌跡控制措施，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)查排與糾偏，是能夠保證穿越段管道與箱涵的間距滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的，進(jìn)而保證工程安全的；定向鉆段管線(xiàn)斜向通過(guò)粉砂層，定向鉆擴(kuò)孔、回拖時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)技術(shù)措施，如逐級(jí)擴(kuò)孔、加入適量潤(rùn)滑劑、做好泥漿配比等，保證定向鉆通過(guò)該區(qū)域時(shí)，不會(huì)發(fā)生塌孔事故；穿越段管線(xiàn)回拖完成后，為防止地面沉降，采用注漿管對(duì)管道與鉆孔之見(jiàn)的空隙進(jìn)行二次注漿。二次注漿時(shí)，應(yīng)注意做好泥漿配比，在保證不冒漿的情況下，應(yīng)盡量選擇稠泥漿，這些措施可以減小泥漿收縮帶來(lái)的影響，有效地減少空腔的發(fā)生，又由于施工期與未通水的天津干線(xiàn)輸水箱涵自然沉降期同步，所以對(duì)總干渠的影響可忽略不計(jì)。

該穿越工程應(yīng)嚴(yán)格控制在南水北調(diào)中線(xiàn)兩側(cè)各200m的范圍外設(shè)置施工營(yíng)地。應(yīng)采取適當(dāng)?shù)沫h(huán)保措施，確定工程建設(shè)不會(huì)對(duì)天津干線(xiàn)造成影響。

3.3 結(jié)構(gòu)安全的影響

港清三線(xiàn)輸氣管道穿越南水北調(diào)天津干線(xiàn)工程采取下穿輸水箱涵的方式，管道頂距離箱涵底板17.155m，定向鉆入土點(diǎn)距離箱涵中心線(xiàn)197.14m，定向鉆出土點(diǎn)距離箱涵中心線(xiàn)341.79m。該段箱涵為普通箱涵，位于農(nóng)用地以下，考慮到箱涵完工后農(nóng)用機(jī)械及人群荷載的影響，設(shè)計(jì)中考慮作用在箱涵頂板的活荷載為15KN/m，為保證箱涵的結(jié)構(gòu)安全，應(yīng)避免超過(guò)該荷載的大型車(chē)輛跨越輸水箱涵。

天津干線(xiàn)箱涵變形縫全線(xiàn)采用中埋式橡膠止水帶止水并在箱涵內(nèi)側(cè)增加了雙組份聚硫密封膠的止水措施，滿(mǎn)足天津干線(xiàn)目前防水要求。

3.4 結(jié)構(gòu)安全的影響

如天津干線(xiàn)止水破壞或箱涵發(fā)生裂縫，可采用在箱涵內(nèi)部進(jìn)行檢修；如箱涵發(fā)生大的結(jié)構(gòu)性破壞，采用局部大開(kāi)挖的檢修方案，由于輸氣管道管頂距離箱涵底板17.155m，故箱涵檢修不會(huì)影響到管道安全。

港清三線(xiàn)輸氣管道工程無(wú)法滿(mǎn)足輸送要求時(shí)，可在現(xiàn)穿越位置附近重新敷設(shè)管線(xiàn)進(jìn)行換管，兩端切改作業(yè)點(diǎn)均處于干渠保護(hù)范圍之外。

當(dāng)確認(rèn)管道報(bào)廢后，為確保穿越處輸水箱涵的安全，管道運(yùn)行單位應(yīng)采取必要的安全防護(hù)措施。首先應(yīng)采用惰性氣體將穿越段管道內(nèi)的天然氣置換掉，再向管內(nèi)灌注水泥砂漿等物質(zhì)，最后進(jìn)行密封處理。

在安全上，該處穿越的天然氣管道上下游均布設(shè)了截?cái)嚅y，截?cái)嚅y可以自動(dòng)關(guān)閉，作為特殊安全保證。

4 評(píng)估結(jié)論及建議

經(jīng)分析，港清三線(xiàn)輸氣管道南水北調(diào)干渠穿越工程設(shè)計(jì)方案對(duì)天津干線(xiàn)輸水箱涵的結(jié)構(gòu)、施工和運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生安全性問(wèn)題。但還需提出以下幾點(diǎn)建議：

4.1 施工前應(yīng)選擇有一定資質(zhì)并做過(guò)此類(lèi)工程取得成功經(jīng)驗(yàn)的施工單位，施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔偏離誤差，盡量保持鉆孔和設(shè)計(jì)管線(xiàn)的一致性。避免由于鉆孔過(guò)程中的偏差造成對(duì)輸水箱涵結(jié)構(gòu)可能造成的破壞。

4.2 鑒于南水北調(diào)天津干線(xiàn)的重要性和特殊性，鉆進(jìn)和回拖過(guò)程中在泥漿中加入防塌劑、防滲漏劑等聚合物，改善泥漿性能，嚴(yán)禁干線(xiàn)下塌孔。

4.3 港清三線(xiàn)輸氣管道工程穿越南水北調(diào)中線(xiàn)天津干線(xiàn)工程工期86天，計(jì)劃于2013年4月1日開(kāi)工，開(kāi)工前管線(xiàn)施工及業(yè)主單位應(yīng)及時(shí)通知中線(xiàn)局建管單位對(duì)工程施工進(jìn)行監(jiān)督。

4.4 在管道施工期間應(yīng)對(duì)天津干線(xiàn)進(jìn)行沉降觀(guān)測(cè)，及時(shí)掌握地基變形情況。

4.5 管線(xiàn)完成后，應(yīng)采用粘土將豎井及進(jìn)出土點(diǎn)的工作坑回填密實(shí)。

4.6 天津干線(xiàn)保護(hù)范圍確定原則為：輸水箱涵為箱涵頂部區(qū)域及兩側(cè)各50m；控制性樞紐為管理范圍以外50m；通訊光纜、供電纜線(xiàn)的保護(hù)范圍為埋設(shè)線(xiàn)路路由兩側(cè)各5m。上述評(píng)估地段，雖然在施工、運(yùn)行管理等方面滿(mǎn)足了箱涵安全性要求，但仍處于管理交叉范圍，建議雙方主管單位協(xié)商解決。

［1］SL191-2008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

［2］DL5077-1997水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

［3］GB50251-2003輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

［4］GB50423-2007油氣輸送管道穿越工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

［5］GB50424-2007油氣輸送管道穿越工程施工規(guī)范[S].