劉玉杰 朱偉鋒 郭健健

河南省天然氣管網(wǎng)濮鶴有限公司

背景

PH天然氣輸氣管道工程項目（簡(jiǎn)稱(chēng)PH線(xiàn)）總長(cháng)175.7 km，設計壓力6.3 MPa，管徑DN700，包含1條干線(xiàn)、3條支線(xiàn)，在濮陽(yáng)市通過(guò)黃河流域北金堤河滯洪區，合計長(cháng)度為55.79 km。PH線(xiàn)可研階段提出滯洪區段管頂埋深達到?jīng)_刷線(xiàn)以下1.5 m，沖刷線(xiàn)設計洪水頻率選用1%（100年一遇）的設計方案。經(jīng)咨詢(xún)，國內多座設計院對于滯洪區段油氣管道埋深都是按照該方案設計。

起初設計方案

設計單位初步設計時(shí)，采用了與可研報告編制單位相同的方案。依據有兩點(diǎn)：

一是GB 50243―2013《油氣輸送管道穿越工程設計規范》表 3.3.3中規定了水域穿越工程，多年平均水位的水面寬度大于等于200 m，不計水深，均為大型工程，設計洪水頻率應選用100年一遇（表 1）。

表 1 水域穿越工程等級與設計洪水頻率

二是GB 50423―2013中4.1.2規定“挖溝法穿越管段的最小埋深，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確定，并應符合相應埋深的界定范圍”。根據挖溝法穿越管段的最小埋深表（表 2），認定應選用管頂埋深達到?jīng)_刷線(xiàn)以下1.5 m的管道埋深設計方案。

表 2 挖溝法穿越管段的最小埋深/m

基于上述兩點(diǎn)，滯洪區的沖刷線(xiàn)按照100年一遇設計洪水頻率計算，平均為自然地坪以下3 m，再結合管頂埋深設在沖刷線(xiàn)以下1.5 m，確定干線(xiàn)管道挖深5.3 m、支線(xiàn)管道挖深5.1 m。按照該方案，PH線(xiàn)穿越北金堤滯洪區段，施工作業(yè)帶寬度至少需要55 m（圖 1），征用土地面積達到3.3039 km2，鋼板樁支護用量13698 t。

圖 1 滯洪區段管溝斷面及施工作業(yè)帶布置示意圖

修訂設計方案

滯洪區段管道埋深初步設計方案用地多，施工及征地協(xié)調難度大、投資高。建設單位研究認為設計單位引用GB 50423―2013規范存在不當之處：

（1）初步設計方案將北金堤滯洪區認定為水域，GB 50423―2013中2.0.3規定水域的定義為“天然形成或人工建造的河流、湖泊、水庫、沼澤、水塘、養殖塘、水渠區域”，不包含蓄滯洪區，采用GB 50423―2013作為管道埋深的設計依據應商榷。

（2）依據GB 50201―2014《防洪標準》6.5.4規定“經(jīng)過(guò)行、蓄、滯洪區的管道工程的防洪標準，應結合所在河段、地區的行、蓄、滯洪區的要求確定”，PH管線(xiàn)防洪標準應符合北金堤滯洪區主管部門(mén)水利部黃河水利委員會(huì )（簡(jiǎn)稱(chēng)黃委會(huì )）的要求，黃委會(huì )在穿越北金堤滯洪區及金堤河建設項目洪水影響評價(jià)審批準予行政許可決定書(shū)（黃許可決[2022]60號）中明確指出“管頂埋深位于最大沖刷水深相應沖刷線(xiàn)高程以下”；另同意沖刷線(xiàn)按照50年一遇洪水頻率進(jìn)行設定。

（3）根據《河道管理范圍內建設項目管理的有關(guān)規定》附件《關(guān)于蓄滯洪區安全與建設指導綱要》規定“蓄滯洪區土地利用、開(kāi)發(fā)和各項建設必須符合防洪的要求，保護蓄洪能力，實(shí)現土地的合理利用，減少洪災損失”。瓦日鐵路穿越北金堤滯洪區設置了低路基段、橋梁和涵洞來(lái)保證泄洪能力。錦鄭成品油管道工程項目穿越滯洪區主流區，防洪評價(jià)報告明確“由于其管道埋于地下，建設項目對滯洪區分蓄滯洪運用等均不產(chǎn)生影響，而滯洪區分蓄洪水運用時(shí)于成品油管道處會(huì )產(chǎn)生一定的沖刷影響”�？梢哉J為PH線(xiàn)管頂埋深設定在沖刷線(xiàn)以下能夠滿(mǎn)足滯洪區蓄洪行洪功能及管道保護的雙重要求。

（4）PH管線(xiàn)在�？h境內穿越長(cháng)虹渠、白寺坡和共渠西3個(gè)海河流域蓄滯洪區，合計約9.58 km，50年一遇沖刷線(xiàn)高程約1 m。河南省水利廳出具該防洪設計的《河南省水利廳準予行政許可決定書(shū)》（豫水許準字[2022]第67號）明確：“輸氣管道采用頂管和明挖敷設，蓄滯洪區內管道最小管頂埋深為1.2 m，工程的設計防洪標準為50年一遇�！�

建設單位據此提出應重新確定滯洪區段管道埋深設計方案，設計單位采納了建設單位意見(jiàn)。按照50年一遇設計洪水頻率計算，沖刷線(xiàn)平均值降至約2 m，管頂埋深達到?jīng)_刷線(xiàn)以下。新方案中，平均管頂埋深為干線(xiàn)2.7 m（DN700 mm）、支線(xiàn)2.5 m（DN500 mm），一般地段施工作業(yè)帶寬度為干線(xiàn)22 m（DN700 mm）、支線(xiàn)20 m（DN500 mm）。

啟示

修訂后的滯洪區管頂埋深設計方案取得了較好的社會(huì )經(jīng)濟效益及效果。節省投資約8396.81萬(wàn)元，縮短工期約70日，同時(shí)降低了人員高處墜落、基坑坍塌、機械傷害、觸電事故等一系列深基坑作業(yè)帶來(lái)的安全風(fēng)險，減少了管道碰撞、防護層劃損、潮濕引起的焊口不過(guò)關(guān)等質(zhì)量問(wèn)題。2023年8月1日，PH線(xiàn)途經(jīng)的海河流域共產(chǎn)主義渠西蓄滯洪區（下片）啟用。排洪期間未發(fā)生PH線(xiàn)管道露管風(fēng)險。

目前全國六大流域共設置94處蓄滯洪區，面積約3萬(wàn)多平方公里，部分油氣管道工程要經(jīng)過(guò)蓄滯洪區段。由于《輸氣管道工程設計規范》等缺少管道穿越蓄滯洪區設計埋深的條款，建議補充完善，明確蓄滯洪區段管頂埋深位于最大沖刷水深相應沖刷線(xiàn)高程以下，按照蓄滯洪區的等級分別選擇100年一遇、50年一遇、20年一遇重現期，保證管頂埋深達到油氣輸送管道工程相關(guān)安全要求。

作者簡(jiǎn)介：劉玉杰，1970年生，正高級工程師，先后負責多條天然氣長(cháng)輸管道投資建設及運營(yíng)，專(zhuān)注于油氣管道智能化研究，發(fā)表論文30余篇，曾經(jīng)獲得中華全國鐵路總工會(huì )“火車(chē)頭”獎?wù)�、河南省重點(diǎn)項目建設先進(jìn)個(gè)人等榮譽(yù)。聯(lián)系方式：978141039@qq.com。