崔其山1 田偉力1 張上1 張毅2

1.青島中油華東院安全環(huán)保有限公司；2.西氣東輸蘇北輸氣分公司

 

摘要： 以公路橋梁跨越天然氣管道交叉工程所采取的管道保護措施為例，分析其存在的問(wèn)題和不足。按照有關(guān)文件規定對該管道保護方案進(jìn)行了優(yōu)化，提出了相關(guān)建議，以保障管道安全運行和交通運輸安全，可為類(lèi)似交叉工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞： 公路橋梁跨越；天然氣管道；保護方案優(yōu)化

 

隨著(zhù)交通路網(wǎng)快速發(fā)展，新建公路和高速公路不可避免的與天然氣輸送管網(wǎng)產(chǎn)生交叉[1-2]。目前，以涵洞和橋梁跨越既有天然氣管道的情況較為普遍[3-4]。天然氣具有易燃易爆特性，一旦發(fā)生泄漏會(huì )給周邊安全帶來(lái)風(fēng)險，依據法律和相關(guān)文件規定，在公路設計階段制定切實(shí)可行的管道保護方案，對于保障管道安全運行和公路交通安全具有重要意義。本文結合兩個(gè)工程實(shí)例，對普通公路和高速公路分別以小橋跨越和高架橋跨越天然氣管道時(shí)采取的管道保護措施進(jìn)行分析和優(yōu)化，為相似跨越工程提供參考。

1 公路橋梁跨越天然氣管道相關(guān)規定

管道保護法第四十四條規定，管道建設工程與其他建設工程相遇的，后開(kāi)工的建設工程應當符合已建成的建設工程的安全防護要求；雙方協(xié)商確定施工作業(yè)方案并簽訂安全防護協(xié)議，指派專(zhuān)門(mén)人員現場(chǎng)監督、指導對方施工。根據交通運輸部國家能源局國家安全監管總局《關(guān)于規范公路橋梁與石油天然氣管道交叉工程管理的通知》（交公路發(fā)〔 2015〕 36號，以下簡(jiǎn)稱(chēng)36號文件）第三條規定，新建或改建公路與既有油氣管道交叉時(shí)，應選擇在管道埋地敷設地段，采用涵洞方式跨越管道通過(guò)；受地理條件影響或客觀(guān)條件限制時(shí)，可采用橋梁方式跨越管道通過(guò)。采用橋梁跨越既有管道時(shí)，交叉角度不應小于15°。

36號文件第二條規定，油氣管道從公路橋梁自然地面以下空間穿越時(shí)，必須嚴格遵循《公路工程技術(shù)標準》《公路路線(xiàn)設計規范》《公路橋涵設計通用規范》《油氣輸送管道穿越工程設計規范》等有關(guān)標準，并同時(shí)滿(mǎn)足下列條件：

（1）不能影響橋下空間的正常使用功能。

（ 2）油氣管道與兩側橋墩（臺）的水平凈距不應小于5 m。

（ 3）交叉角度以垂直為宜。必須斜交時(shí)，應不小于30°。

（ 4）油氣管道采用開(kāi)挖埋設方式從公路橋下穿越時(shí)，管頂距橋下自然地面不應小于1 m，管頂上方應鋪設寬度大于管徑的鋼筋混凝土保護蓋板，蓋板長(cháng)度不應小于規劃公路用地范圍寬度以外3 m，并設置地面標識標明管道位置。

2 實(shí)例一：某省道橋梁跨越天然氣管道工程

某省道公路工程與西氣東輸冀寧聯(lián)絡(luò )線(xiàn)發(fā)生交叉，采用橋梁方式跨越管道通過(guò)。冀寧天然氣管道管徑711 mm，設計壓力10 MPa，采用X70鋼管。橋梁為單跨空心板梁橋，總寬15 m，凈寬14 m，橋長(cháng)22.04 m，交叉角度105°，設計荷載為公路—Ⅰ級。橋梁上部采用空心板簡(jiǎn)支結構，橋臺采用樁柱式橋臺接樁基礎，橋面鋪裝由瀝青混凝土和防水混凝土組成。

2.1 管道保護措施

（ 1）根據公路工程施工單位提出的《省道工程管道保護工程施工方案》，在交叉段管頂上方設置35塊鋼筋混凝土蓋板保護，保護長(cháng)度35 m，蓋板寬度2 m。

（2）實(shí)際護坡坡腳距離管道外側分別為4.4 m和3.6 m，不符合36號文件“油氣管道與兩側橋墩（臺）護坡的的水平凈距不應小于5米”的規定。橋梁防撞墻為混凝土材質(zhì)，未提及橋梁兩端的路基防護欄設置情況，而道路距離道路兩側地面高差在4 m 左右或以上，車(chē)輛存在沖擊橋梁防撞墻或者沖出路基的風(fēng)險，對橋下天然氣管道的安全造成威脅。蓋板寬度為2 m，保護范圍較小。如圖 1所示。

圖 1 省道與天然氣管道跨越交叉坡度修改前后示意圖

2.3 管道保護方案優(yōu)化[5-8]

（1）橋梁坡腳坡度由1∶ 1.50調整為1∶ 1.25，實(shí)際護坡坡腳距離管道外側分別增大到5.3 m和5.2 m，滿(mǎn)足36號文件規定。如圖 2所示。

圖 2 省道與天然氣管道交叉點(diǎn)護坡優(yōu)化工程圖

（ 2）混凝土蓋板底部距離天然氣管道頂部1.39 m，不會(huì )對埋地天然氣管道造成壓力。蓋板寬度調整為3 m，增強對管道和光纜的保護效果。另外，蓋板可移出，方便天然氣管道維檢修。

（ 3）施工階段，橋梁下方采取隔離措施防止車(chē)輛和非工作人員穿越，不會(huì )對埋地天然氣管道造成沖擊荷載。

（ 4）省道竣工后，在跨天然氣管道的小橋北側設置限速警示標識，避免發(fā)生交通事故影響天然氣管道安全。

（5）市公路管理處應明確要求公路養護單位認真落實(shí)對跨越橋梁及附屬設施的維護和日常檢查。在橋梁上下游路段設置路基護欄，并做好路基護欄與橋梁防撞墻的過(guò)渡性連接，減少上游車(chē)輛撞擊橋梁防撞墻概率和沖擊路基從橋梁附近墜落概率，保障跨越橋梁安全和天然氣管道安全。

3 實(shí)例二：高速公路特大橋跨越天然氣管道工程

某高速公路特大橋跨越西氣東輸管道和新奧燃氣管道各一條。西氣東輸管道管徑1016 mm，交叉處壁厚26.2 mm，設計壓力10 MPa，采用L485（X70）鋼管，距最近樁基5.786 m。燃氣管道管徑508 mm，壁厚9.5 mm，采用L360（ X52）三PE加強級防腐的螺旋埋弧焊鋼管，設計壓力4 MPa，距最近樁基6.03 m。

橋跨布置為左幅30 m，右幅34.1 m，交叉角度70°～71°，實(shí)際凈空不小于11 m。采用裝配式部分預應力混凝土箱梁，鉆孔灌注樁基礎，樁基按摩擦樁設計。全橋橋墩采用1.3 m、 1.5 m柱徑。如圖 3所示。

圖 3 高速公路特大橋與天然氣管道交叉平面圖

該高速公路大橋接線(xiàn)工程全長(cháng)5.929 km，六車(chē)道標準建設，橋梁寬度33.05 m（與主橋一致），路基寬度34.5 m，設計時(shí)速120 km/h，橋梁跨徑總長(cháng)2145.3 m。

3.2 管道保護措施

（ 1）天然氣管道采用混凝土蓋板保護，蓋板厚度0.3 m，保護長(cháng)度至施工紅線(xiàn)外2 m，單條管道保護長(cháng)度約60 m（共120 m）。不符合36號文件第二條“蓋板長(cháng)度不應小于規劃公路用地范圍寬度以外3 m”的規定。

（ 2）施工前需要先完成便道施工。便道采用磚渣和混凝土組成，跨越天然氣管道處采用擴大基礎+下承式鋼便橋方式。如圖 4所示。

圖 4 施工便道便橋示意圖

3.3 管道保護方案優(yōu)化

（ 1）調整蓋板保護長(cháng)度范圍至施工紅線(xiàn)外3 m，單條管道保護長(cháng)度為65 m（共130 m），滿(mǎn)足36號文件規定�；炷�土蓋板建議采用預制方式，并保留吊耳或吊裝孔。

（ 2）特大高架橋跨越天然氣管道的外側混凝土防護欄設置防落物網(wǎng)，長(cháng)度大于樁基礎10 #和11#的跨度，左幅設置長(cháng)度為30 m，右幅長(cháng)度為34 m。

4 結語(yǔ)

在公路橋梁跨越天然氣管道工程設計階段，按照法規等有關(guān)要求對管道采取安全保護措施，有利于從源頭上消除安全隱患，為管道和公路交通安全運行奠定堅實(shí)基礎。管道企業(yè)等有關(guān)單位要提前介入，對方案進(jìn)行必要審查，及時(shí)發(fā)現存在的問(wèn)題并提出整改建議。本文通過(guò)方案優(yōu)化滿(mǎn)足了管道安全保護要求，同時(shí)也提升了公路及橋梁安全性，收到了一舉兩得的效果。

參考文獻：

[1]曾尉萍.公路跨既有天然氣管道的技術(shù)及風(fēng)險應對措施[J].交通企業(yè)管理， 2021， 36(06)： 75-77.

[2]蔡菁，王曉飛，李新偉.高速公路與天然氣管道交叉或伴行的設計思路[J].公路交通科技(應用技術(shù)版)， 2017， 13(03)： 96-98.

[3]鄧小濤，連大煥，曹林曉.在役天然氣管道與道路交叉保護設計方案研究[J].工程技術(shù)研究， 2020，5(24)： 200-202.

[4]呂一新，徐百成，楊根源.高速公路與天然氣管道交叉干擾的處理方案[J].交通標準化， 2014，42(04)： 103-105.

[5]張文彪. 公路安全防護設施隱患及處理措施[J]. 交通世界， 2019， (25)： 164-165.

[6]李剛，劉柏秀.油氣管道與公路地下構建物的安全凈距研究[J].西部交通科技， 2021(05)： 12-15.

[7]劉增暢，孫少輝，凌艷.天然氣管道保護措施與安全距離探討[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2020， 40(18)： 114-115.

[8]莊星熠. 天然氣管道穿越沿海公路施工及安全措施研究[D].唐山：華北理工大學(xué)， 2019. 

作者簡(jiǎn)介：崔其山，1971年生，高級工程師，在職研究生，現從事安全評估工作。聯(lián)系方式：15321160073，cvqshan@126.com。