長距離輸水管道配套建筑物存在的突出問題與對(duì)策

楊輝琴，李 江

(新疆水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

1 概述

長距離輸水管道工程在我國重大水資源配置中及基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域涉及民生方面發(fā)揮著越來越大的作用，如“南水北調(diào)”工程的規(guī)劃建設(shè)，使得水資源實(shí)現(xiàn)了大區(qū)域調(diào)度，完成了國家水網(wǎng)“三縱四橫”的總布局以及水資源“南北調(diào)配、東西互濟(jì)”的配置格局[1]，為工程沿線區(qū)域發(fā)展帶來了難以估量的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益；新疆喀什市飲水安全工程，總供水管道長度達(dá)2000km，解決了喀什一市四縣近百萬人口飲用苦咸水的問題，極大改善和提升了當(dāng)?shù)孛癖姷纳钯|(zhì)量[2-3]。

長距離輸水管道工程具有水量損失小、污染程度低、管道鋪設(shè)不受地形影響、工程施工相對(duì)簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在著工程造價(jià)高、事故突發(fā)時(shí)造成人員、財(cái)產(chǎn)損失較大等缺點(diǎn)，所以管道運(yùn)行安全及工程造價(jià)一直也是管道設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及運(yùn)行管理中最需重視的問題。大家關(guān)注的焦點(diǎn)集中在管材選擇、管道水錘分析、管道水力學(xué)計(jì)算及管道防腐設(shè)計(jì)等突出問題上，管道配套建筑物的設(shè)計(jì)和維護(hù)卻一直為人忽視，長輸管道工程中設(shè)置的各類防護(hù)和檢修閥都需要設(shè)置閥井，過渠、穿路、跨越大江、大河或與燃?xì)?、石油、排污管道交叉都需設(shè)置一定設(shè)施保證運(yùn)行安全，近幾年新疆地區(qū)長距離管道供水工程中主要配套建筑物的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1，從表1中可以看出配套建筑物不僅種類多、數(shù)量多，同時(shí)在工程運(yùn)行中也承擔(dān)著重要任務(wù)，同樣會(huì)對(duì)工程的工期、安全運(yùn)行或造價(jià)產(chǎn)生重要影響。

2 配套建筑物及存在問題

2.1 各類閥井(房)及存在問題

為保障長輸管道工程運(yùn)行安全，管線設(shè)計(jì)中常常要采用各類閥門，如進(jìn)排氣閥、隔斷閥、放空閥、消能閥、水錘罐及調(diào)壓塔等，為保證閥體的使用壽命和安全需為各類閥體設(shè)置不同類型的閥井(房)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，工程中每公里的各類閥井(房)數(shù)量均在3～9個(gè)，見表1，管道越長數(shù)量也就越多工程量也就越大。閥井房最大的問題是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理脫節(jié)，例如在長輸管道上使用最多的進(jìn)排氣閥，它是管道運(yùn)行最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的防護(hù)設(shè)施，在管道泄空時(shí)會(huì)大量地補(bǔ)氣，初次充水時(shí)又會(huì)大量地排氣，但是缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者往往忽略了閥井(房)的通風(fēng)設(shè)計(jì)，造成補(bǔ)氣量不夠，空氣閥運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)出嘯叫，寧夏某供水工程進(jìn)排氣閥房曾發(fā)生將大門吸到閥體上的事故，對(duì)運(yùn)行安全十分不利甚至危及運(yùn)行人員的生命安全。又如長輸管道工程中常用的蝶閥，特別是大口徑工程中采用的閥體直徑大重量大，在進(jìn)行檢修時(shí)閥井內(nèi)沒有設(shè)吊環(huán)或吊軌，必須將閥井頂蓋拆除，用吊車等協(xié)助檢修，耗時(shí)耗力，增加維修成本。其次，閥井(房)設(shè)計(jì)與環(huán)境不適應(yīng)，在北方地區(qū)特別是長距離供水工程中面臨的最大問題是閥井的冬季保溫，南疆某供水工程雖處于寒冷地區(qū)，但冬季運(yùn)行過程中就發(fā)生了排氣閥結(jié)冰不能運(yùn)行問題，同樣的問題也在遼寧某供水工程中發(fā)生[4]。有的閥房未考慮地下水及腐蝕性問題，工程僅運(yùn)行幾年就發(fā)生井壁混凝土剝離、開裂，閥井進(jìn)水，影響管道正常運(yùn)行和安全，增大了維護(hù)費(fèi)用。

表1 新疆部分管道供水工程配套建筑物數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

2.2 穿越及交叉建筑物及存在問題

長距離輸水管道在布置中不可避免的要與沿線各類交通、水利、燃?xì)?、供水、排污、通訊設(shè)施發(fā)生交叉穿越，看似簡(jiǎn)單的交叉問題卻因設(shè)計(jì)中考慮不周或相互溝通不到位，造成工程工期延后、增大工程費(fèi)用甚至對(duì)相鄰建筑物留下安全隱患。在長輸管道規(guī)劃設(shè)計(jì)中沒有和當(dāng)?shù)亟煌ɑ蚱渌?guī)劃部門溝通，管線施工到某地時(shí)發(fā)現(xiàn)已開工有其他設(shè)施需繞行，造成線路調(diào)整、工期延后。如和田市城鄉(xiāng)一體化供水工程在線路布置中就因?yàn)橥恋貦?quán)屬問題多次調(diào)線避讓文物保護(hù)區(qū)及軍事管理區(qū)，最終改變了取水點(diǎn)的位置工程才得以順利繼續(xù)進(jìn)行[5]。長輸管道工程穿越大型交通設(shè)施時(shí)(如鐵路、高速公路)未考慮遠(yuǎn)期工程結(jié)合問題致使預(yù)留的涵管的空間位置不足。另外對(duì)于重要交通、石油線路穿越過程中往往忽略設(shè)置截?cái)嘣O(shè)施及排水出路設(shè)計(jì)，就造成了檢修困難或事故時(shí)危及重要設(shè)施安全。還有的模式化設(shè)計(jì)、照搬照抄，沒有針對(duì)實(shí)際，只要遇路就挖、遇渠就跨或都是蓋板涵或頂管型式，造成工程投資過高等問題。

2.3 過洪建筑物及存在問題

長距離供水工程中，管線在穿越溝谷、河道時(shí)必須要進(jìn)行管道的防護(hù)處理，各種過洪建筑物的設(shè)計(jì)型式對(duì)管道的安全、工程造價(jià)及運(yùn)行維護(hù)有至關(guān)重要的作用。目前，管道過洪溝、河道采用地埋型式比較多，設(shè)計(jì)中對(duì)過洪建筑物重視不夠，未沿線洪水實(shí)際調(diào)查或修建防洪堤等建筑物時(shí)為減小工程量任意歸并洪水而不考慮下游建筑物的承受能力，致使管道在洪水期時(shí)常被沖出、沖毀甚至歸并洪水將下游設(shè)施沖毀的事故時(shí)有發(fā)生，造成運(yùn)行管理費(fèi)用增加和下游設(shè)施、人員安全損失。還有工程跨河托管橋或桁架橋沒有考慮設(shè)置檢修巡視通道，造成工程后期運(yùn)行維護(hù)不便。

2.4 鎮(zhèn)墩及存在問題

長輸管道工程中的鎮(zhèn)墩分為水平、豎直向的鎮(zhèn)墩，其作用均是為了保證在水流改變方向所產(chǎn)生的不平衡力作用下，管道能依靠混凝土的自重保持管道水平向和縱向穩(wěn)定，是重要的管道附屬建筑物。在實(shí)際工程中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)墩不是體積太大數(shù)量眾多就是為節(jié)省工程量而不設(shè)或少設(shè)，有些工程露天鎮(zhèn)墩未考慮溫度應(yīng)力影響造成混凝土開裂，在侵蝕性環(huán)境下引起混凝土腐蝕，加大了管道運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)也增加了工程投資。

2.5 監(jiān)測(cè)設(shè)施及存在問題

長距離輸水管線工程具有線路長、地形復(fù)雜等特點(diǎn)，有些超長供水線路長度達(dá)到100km以上，并且常常伴著其他重要基礎(chǔ)設(shè)施，線路巡視比較困難，一旦發(fā)生事故不僅造成水量損失還會(huì)危及其他設(shè)施的正常運(yùn)行和安全，因此，管道監(jiān)測(cè)和智能化管理是長輸管道發(fā)展的趨勢(shì)。長輸管道監(jiān)測(cè)設(shè)施往往利用管道附屬建筑物進(jìn)行設(shè)備安裝和數(shù)據(jù)采集，但是同步設(shè)計(jì)及施工過程中專業(yè)間往往溝通聯(lián)系不夠和保護(hù)不當(dāng)，造成設(shè)備、線纜漏埋或損壞而影響了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3 解決對(duì)策

3.1 閥井(房)

3.1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其功能要求匹配

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要滿足功能使用要求。如進(jìn)排氣閥型式已從初期的浮球(筒)式、浮球(筒)杠桿式發(fā)展到氣缸式、復(fù)合式高速進(jìn)排氣閥和防水錘型排氣閥，所以在掌握不同排氣閥的工作原理及性能特征后，首先確定在上坡段、平坡段和下坡段選擇哪類進(jìn)排氣閥，然后在閥井設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)閥體安裝要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)并要考慮通氣量，并根據(jù)通氣量選擇合適直徑的通氣管，通氣管的進(jìn)排氣量應(yīng)稍大于進(jìn)排氣閥的進(jìn)氣量。進(jìn)排氣閥的進(jìn)氣量可根據(jù)各段管線的水力坡降采用海森威廉公式進(jìn)行推導(dǎo)[6]：

Qj=0.2785ChJ0.54d2.63

(1)

式中，Qj—進(jìn)排氣的進(jìn)氣量，m3/s；Ch—海森威廉系數(shù)；J—水力坡降(J=hf/L)；d—管道直徑，m。

為防止進(jìn)排氣閥工作過程中通氣管可能會(huì)吸入雜物或防止野生動(dòng)物進(jìn)入，可考慮在通氣管上焊接?xùn)艞l。同時(shí)為保證長距離輸水管線閥體設(shè)備安全，在閥井的進(jìn)人口處設(shè)置安全井蓋，且必須要有專門工具才能打開。

3.1.2具有一定的檢修條件

長輸管道工程中直徑超過1200mm的閥井(房)必須考慮設(shè)置檢修平臺(tái)或爬梯，方便對(duì)閥體設(shè)施更換和保養(yǎng)；同時(shí)在閥井的井壁和頂梁上考慮預(yù)埋吊環(huán)，或頂梁上設(shè)置滑軌，檢修過程中可以方便吊葫蘆進(jìn)行設(shè)備吊裝和拆卸。

3.1.3適應(yīng)環(huán)境要求

北方地區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能忽視閥井(房)的保溫設(shè)計(jì)，由于閥井(房)空間大，設(shè)有人孔和通氣孔都會(huì)影響保溫效果，除在閥井周邊土回填密實(shí)、頂板覆蓋一定厚度的土層外還需在頂板覆蓋一定的保溫苯板，加強(qiáng)保溫效果；調(diào)壓塔房則需考慮采用電采暖措施或其他電熱措施，保證設(shè)備不結(jié)冰。

同時(shí)在侵蝕性環(huán)境下的閥房還需注意混凝土結(jié)構(gòu)的抗侵蝕措施，采用高性能混凝土或抗硫水泥提高混凝土的耐久性。

3.1.4新型材料及工藝應(yīng)用

閥井(房)在工程建設(shè)中需要拉運(yùn)骨料現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土施工或采用商品混凝土，受環(huán)境、供水、供電及人員素質(zhì)限制，閥井(房)的質(zhì)量控制相對(duì)較難。同時(shí)施工工序較多，對(duì)混凝土要進(jìn)行齡期養(yǎng)護(hù)，相對(duì)管道施工復(fù)雜并且工期較長，在設(shè)計(jì)過程中對(duì)環(huán)境條件較好、管道直徑不大的建筑物可考慮采用成品閥井(如樹脂閥井)或拼裝型構(gòu)筑物，以減少現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工量，提高建筑物的施工質(zhì)量。進(jìn)人口井蓋多采用鑄鐵和鑄鋼材質(zhì)，容易被盜竊和銹蝕破壞，可采用復(fù)合樹脂材料的輕質(zhì)防盜井蓋。

3.2 穿越及交叉建筑物

3.2.1做好溝通協(xié)調(diào)工作

長輸管道工程是線性工程，線路布置中難免和公路、鐵路、石油、天然氣及其他市政設(shè)施、水利設(shè)施等發(fā)生交叉，像新疆和田市城鄉(xiāng)供水一體化工程，工程為中型工程，供水線路總長160km卻和國道、省道交叉8次，穿水利設(shè)施26處，堤防3處，交叉建筑物達(dá)到近200處[5]。所以長輸管道工程需在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)就要將初步選定線路和當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)建設(shè)主管部門溝通，然后與土地部門對(duì)接是否穿越各類保護(hù)區(qū)及土地類別，最后和所穿越建筑物所屬行業(yè)主管部門協(xié)調(diào)穿越的位置、穿越的型式，根據(jù)現(xiàn)行工程經(jīng)驗(yàn)，許多重要設(shè)施穿越不僅需要設(shè)施主管部門審批還需要其行業(yè)設(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)方能實(shí)施，這就會(huì)造成工期及投資的不確定性，所以及早溝通協(xié)調(diào)是保證工程進(jìn)展的重要步驟。

3.2.2考慮近遠(yuǎn)期結(jié)合及經(jīng)濟(jì)性

大型長距離管道輸水工程受投資和供水受益時(shí)間的限制，往往會(huì)采用分期建設(shè)方式，這時(shí)設(shè)計(jì)單位就需對(duì)穿越位置和穿越方式進(jìn)行認(rèn)真比較，確定合適方式進(jìn)行穿越。新疆準(zhǔn)東供水工程與烏準(zhǔn)鐵路有兩次交叉，因?yàn)槭峭谝?guī)劃建設(shè)，供水工程建設(shè)單位與鐵路部門協(xié)商，結(jié)合本區(qū)域規(guī)劃對(duì)交通和水利基礎(chǔ)設(shè)施同時(shí)預(yù)留通道，采用多跨大跨度橋梁與近遠(yuǎn)期高等級(jí)公路和供水管線交叉；準(zhǔn)東供水工程在與準(zhǔn)東經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)高等級(jí)公路交叉時(shí)也是和公路設(shè)計(jì)部門及時(shí)溝通，考慮近遠(yuǎn)期管道問題在同一樁號(hào)處預(yù)設(shè)了兩處蓋板涵，保證了供水工程順利跨越；在穿越216國道時(shí)進(jìn)行了頂管方案和主路開挖輔路通行的方案比較，考慮216國道運(yùn)輸繁忙又都是拉煤的重載車輛，對(duì)輔路的要求高工期長，所以采用頂管方式穿越[7]，此方案有較大施工場(chǎng)地施工方便所以未考慮遠(yuǎn)期管線問題。所以遠(yuǎn)期管線預(yù)留一定與今后該區(qū)段施工難易程度和交叉建筑物的建設(shè)情況確定，同步建設(shè)工程可適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期預(yù)留。像上述216國道穿越案例，對(duì)穿越方案應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，在保證安全的前提下對(duì)各自建筑物影響程度最小，投資最省才是最優(yōu)方案。

3.2.3重要穿越位置的安全防護(hù)

長距離輸水管道基本上是帶壓運(yùn)行，管道的壓力多在1～2MPa區(qū)間有的甚至更高，一旦發(fā)生事故會(huì)對(duì)穿越處的其他設(shè)施造成破壞甚至是較大的人員和財(cái)產(chǎn)的損失。準(zhǔn)東供水工程在設(shè)計(jì)之初是伴行烏準(zhǔn)鐵路并在其上游側(cè)，為保障鐵路安全最終將線路調(diào)整至鐵路下游側(cè)；在穿越烏準(zhǔn)鐵路、216國道、石油管線時(shí)在穿越處上下游側(cè)均設(shè)立了關(guān)斷閥、泄水閥及進(jìn)排氣閥等防護(hù)設(shè)施，直埋穿越段管材采用耐壓能力強(qiáng)的鋼管并做好鋼筋混凝土的外包防護(hù)，涵洞段穿越段設(shè)檢修通道，為快速搶修提供條件。特別是以地埋型式穿越河道的管道，盡量不要在河道內(nèi)設(shè)立閥井等建筑物，避免超標(biāo)洪水對(duì)建筑物的損壞而影響整個(gè)管線的運(yùn)行。

3.2.4關(guān)注交叉建筑物之間的間距要求

2013年南方某供水工程在頂管作業(yè)期間將交叉處的氮?dú)夤艿理斄?，引發(fā)氮?dú)庑孤┰斐?人死亡，1人受傷，經(jīng)濟(jì)損失近千萬元；國內(nèi)還有多起因穿越處交叉建筑物施工時(shí)支擋建筑物失穩(wěn)造成相鄰建筑物坍塌事故，這些案例反映出建筑物交叉時(shí)要和交叉建筑物留有一定的空間間隔，否則易造成安全隱患。GB 50013—2018《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》[8]對(duì)給水管道與其他管線最小水平凈距和垂直凈距都有明確要求，設(shè)計(jì)時(shí)可遵照?qǐng)?zhí)行同時(shí)考慮施工操作空間要求。

3.3 過洪建筑物

3.3.1重視洪水資料分析和實(shí)地調(diào)查

過洪建筑物按工程等級(jí)可確定自己的洪水標(biāo)準(zhǔn)，但確定標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)與設(shè)計(jì)單位對(duì)洪水的認(rèn)識(shí)程度和投入的人力、精力有密切關(guān)系。應(yīng)關(guān)注水文長系列資料的收集、購買及洪水調(diào)查，特別是無水文資料區(qū)的洪水調(diào)查工作是洪峰流量計(jì)算的基礎(chǔ)工作；還應(yīng)根據(jù)區(qū)域氣候變化對(duì)計(jì)算參數(shù)進(jìn)行修正，2012年7月陜西佳縣就遭遇了有氣象記錄以來的強(qiáng)降雨，致使長輸管道工程出現(xiàn)各類問題1700多處，管道漂浮30多處，裸露111處[9]。隨著全球氣候變暖，特別是新疆等西北干旱區(qū)極端天氣過程與前二十年變化較大，對(duì)山前沖洪積扇的暴雨強(qiáng)度、匯流面積、超標(biāo)洪水應(yīng)重點(diǎn)研究。

3.3.2重視過洪建筑物型式選擇及防護(hù)措施

長輸管道在穿越洪溝、河道時(shí)往往選擇地埋或架空方式穿越，不建議采用管下涵的過洪型式，防止因涵洞過洪能力不足或縱坡選擇不合適造成淤堵，威脅管道運(yùn)行安全。地埋和架空兩種方式各有利弊，在河道較寬、水位較高且年內(nèi)變化較小的河道為便于施工及檢修采用架空方式比較好，而在水位變化較大區(qū)域則采取地埋方式比較好。兩種方式關(guān)注的要點(diǎn)是沖刷深度的問題，可以采用GB 50707—2011《河道整治設(shè)計(jì)規(guī)范》[10]、GB 50286—2013《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[11]、JTGC 30—2002《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[12]、TB 10017—99《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[13]、GB 50423—2007《油氣輸送管道穿越工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[14]中的相關(guān)公式計(jì)算，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際沖刷深度調(diào)查值進(jìn)行比較確定。結(jié)合沖深計(jì)算還需做好管道表面的防護(hù)工作，如洪溝處設(shè)置上下游銜接段及管道表面的混凝土過洪渠(橋)、河道中管道包封混凝土鎮(zhèn)墩、橋基采用灌注樁、河道穿越處的堤岸漿砌石或混凝土擋墻及護(hù)坡保護(hù)等。

有些工程為減小開挖工程量采用填方型式埋深管道，但是在山前沖洪積扇區(qū)域應(yīng)盡量避免，防止暴雨造成的坡面匯流對(duì)管基的破壞，即使修建排洪涵也會(huì)因修建位置和排洪能力問題危及管道安全，有時(shí)還會(huì)因?yàn)樾藿〒鹾榈碳泻樗滦?，危及下游設(shè)施的安全。北疆某新建供水工程的擋洪堤就因?yàn)樯鲜鲈驅(qū)⑾掠蔚氖〉缆坊鶝_毀，所以在山前沖洪積扇區(qū)域，管道盡量采用挖方型式盡量不要高壓原地面以造成阻水問題。

3.4 鎮(zhèn)墩

3.4.1根據(jù)需要設(shè)置鎮(zhèn)墩

鎮(zhèn)墩根據(jù)受力方向分為水平向鎮(zhèn)墩和豎直向鎮(zhèn)墩，不是所有轉(zhuǎn)向角都需設(shè)置鎮(zhèn)墩，轉(zhuǎn)角較大時(shí)，承插接口管道可通過接頭合理偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角，若一味采用鎮(zhèn)墩其體積太大、鋼制管件長不經(jīng)濟(jì)，管道自身偏轉(zhuǎn)可減少特制管件和混凝土的用量，節(jié)省造價(jià)。只有管線偏轉(zhuǎn)角度較小、縱坡較陡且管道為上彎結(jié)構(gòu)時(shí)或設(shè)有分水三通時(shí)，為減小管道軸向拉力，保證管道安全可采用全包封結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)鎮(zhèn)墩。

3.4.2鎮(zhèn)墩的體型及抗裂

必須設(shè)置鎮(zhèn)墩時(shí)，應(yīng)根據(jù)其受力及穩(wěn)定要求合理選擇結(jié)構(gòu)斷面，下彎結(jié)構(gòu)鎮(zhèn)墩是對(duì)穩(wěn)定有利的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用最小尺寸抗滑穩(wěn)定即可，而上彎及水平鎮(zhèn)墩可適當(dāng)增厚其受力方向的結(jié)構(gòu)面尺寸。如圖1所示，可加大水平彎管和豎向彎管不利面的鎮(zhèn)墩尺寸。

在滿足鎮(zhèn)墩的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定要求外還要考慮鎮(zhèn)墩的耐久性問題，特別是跨越河道、溝渠段的露天鎮(zhèn)墩及設(shè)置在中強(qiáng)腐蝕性、地下水位較高或變幅較大地段的鎮(zhèn)墩，其耐久性關(guān)系到管線的運(yùn)行安全。根據(jù)外界環(huán)境類型對(duì)鎮(zhèn)墩進(jìn)行限裂設(shè)計(jì)，布設(shè)溫度鋼筋，對(duì)腐蝕性強(qiáng)區(qū)域的鎮(zhèn)墩采用抗侵蝕高性能混凝土和外隔水措施，提高其使用壽命。

3.5 監(jiān)測(cè)設(shè)施

3.5.1監(jiān)測(cè)與工程匹配性

目前長輸管道的監(jiān)測(cè)分為幾個(gè)層次，首先是管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)采集，如管道的流量、壓力、溫度和變形，實(shí)現(xiàn)的方式是通過各種傳感器采集和人工測(cè)量，通過GRS無線網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，根據(jù)數(shù)據(jù)處理計(jì)算反饋至應(yīng)用管理系統(tǒng)進(jìn)行判別發(fā)出指令。另一種是對(duì)管道滲漏檢測(cè)及定位、變形監(jiān)測(cè)、腐蝕監(jiān)測(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)方式為聲發(fā)信號(hào)、負(fù)壓波、分布式光纖傳感等，將信號(hào)上傳至監(jiān)視分析與管理專用系統(tǒng)中(多采用SCADA系統(tǒng)或仿真模型)進(jìn)行判別。第一種基礎(chǔ)壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有技術(shù)成熟、可靠性高、系統(tǒng)建設(shè)成本低等特點(diǎn)，而第二種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)涉及的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目范圍大、技術(shù)較新、成本較高等特點(diǎn)[15-22]。所以監(jiān)測(cè)設(shè)施的設(shè)立要與工程的規(guī)模和重要性相匹配，中小型或一般性工程對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析并配合人工巡查是可以保證工程的運(yùn)行安全，而且投入相對(duì)較低，但重要的大型工程運(yùn)行要求相對(duì)較高可采用第二種系統(tǒng)提高管理能力及水平。

3.5.2監(jiān)測(cè)設(shè)施供電保證

部分區(qū)域的長輸管道工程會(huì)穿越無人區(qū)，需充分考慮設(shè)施的用電問題，由于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的用電量不大，設(shè)專門供電線路投資較大，可根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r考慮利用太陽能和風(fēng)能發(fā)電以解決用電問題并考慮風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)來提高系統(tǒng)供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性，新疆羅布泊鉀鹽供水工程就采用太陽能來提供電源。

3.5.3監(jiān)測(cè)設(shè)施同步施工及保護(hù)

監(jiān)測(cè)設(shè)施施工一般是由專業(yè)公司實(shí)施，因此在布設(shè)過程中需要監(jiān)理人員積極協(xié)調(diào)專業(yè)間的存在的問題，在土建、管道及附屬設(shè)備安裝施工過程中不要遺漏監(jiān)測(cè)設(shè)施的預(yù)埋和焊接，施工過程中監(jiān)督施工單位對(duì)已預(yù)埋和安裝的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，避免不必要的返工及影響今后監(jiān)測(cè)設(shè)備的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

綜上所述，管道配套建筑物投資雖然小于管材及設(shè)備投資，但其對(duì)管道安全運(yùn)行的作用卻是不容忽視的，特別是閥井的保溫、混凝土抗侵蝕，過洪建筑物的抗沖，交叉建筑物實(shí)施的經(jīng)濟(jì)性和對(duì)相鄰設(shè)施安全性等等問題，直接影響到工程運(yùn)行安全、投資和工期。因此，從設(shè)計(jì)角度按照交叉建筑物的功能要求完善其運(yùn)行檢修條件、根據(jù)不同受力條件優(yōu)化其結(jié)構(gòu)、因地制宜合理選擇建筑物防護(hù)型式和采用新材料、新工藝；建設(shè)單位積極協(xié)調(diào)辦理各交叉設(shè)施主管部門的相關(guān)手續(xù)，合理選擇相關(guān)數(shù)字管理系統(tǒng)，都有助于消除工程隱患、保障工程安全運(yùn)行。

圖1 不同向彎管鎮(zhèn)墩示意圖