周小超 董旭 王亞飛 盧艷超 馮志文 李旭

國家管網(wǎng)集團北方管道鄭州輸氣分公司

背景

倒虹吸河渠是輸水排水及引水灌溉的一種重要的立體交叉建筑物，經(jīng)常應用在渠道與河流、谷地、道路、鐵路等其他線(xiàn)性工程相交中。

河南省西霞院水利樞紐輸水及灌溉區工程主要為引水西霞院灌區31.18萬(wàn)畝，補水已建引黃灌區140.1萬(wàn)畝，年引黃總量2.13億立方米。該工程采用倒虹吸方式穿越西一線(xiàn)管道（圖 1），穿越段斷面為涵洞型式，2孔一聯(lián)，全身采用鋼筋混凝土整體澆筑，保證涵洞的密封性。倒虹吸施工過(guò)程風(fēng)險大、周期長(cháng)，如果措施不當，施工期間可能導致油氣管道變形、損傷，甚至引起管道泄漏、著(zhù)火、爆炸等嚴重后果。

圖 1 交叉段完工現場(chǎng)

做法

施工作業(yè)前首先對管道光纜進(jìn)行測量定位，完成探坑開(kāi)挖、環(huán)焊縫檢測與修復，并對管道光纜采取保護措施后，方可進(jìn)行基坑開(kāi)挖、混凝土澆筑與桁架安裝工作。        

基坑開(kāi)挖與混凝土澆筑。在管道保護范圍外上下游各延伸2 m處開(kāi)挖4 m×4 m×0.5 m的基礎作業(yè)坑，基礎底距離管道不小于0.5 m�；�坑達到施工標準后開(kāi)始制作鋼筋籠，通過(guò)標線(xiàn)或其他參照物進(jìn)行找平固定，在澆筑C30混凝土過(guò)程中觀(guān)察螺栓位移情況并及時(shí)矯正，避免預埋件傾斜影響桁架安裝�；炷�土達到強度后安裝0.5 m×0.5 m鋼板墊片，防止施工過(guò)程中混凝土開(kāi)裂導致管道額外受力。

桁架安裝。桁架為工廠(chǎng)定制現場(chǎng)組裝件，2臺吊車(chē)負責桁架吊裝，1臺吊車(chē)負責桁架穩定，吊裝機械停在管道5 m之外，吊裝前基礎面要標出定位控制線(xiàn)和標高控制線(xiàn)，復核基礎預埋螺栓位置及連接件上螺栓孔位置大小是否相符，清除螺栓及預埋件上的雜物及油污。吊裝前必須精確測定支座標高及核對鉸支座處預埋螺栓位置，桁架吊裝過(guò)程中吊點(diǎn)設在兩端頭下部的四點(diǎn)，鋼絲繩長(cháng)度要經(jīng)過(guò)計算和試吊，起吊后，桁架保持穩定時(shí)傾斜角滿(mǎn)足就位要求。桁架安裝后觀(guān)測其沉降變化，穩定后開(kāi)始安裝管道吊帶，并列2條吊帶從管道下方穿過(guò)兜裹管道，吊帶兩邊接在連接桁架的手動(dòng)葫蘆上，通過(guò)葫蘆的松緊來(lái)抵消地面沉降對管道的影響。桁架每8 m并列布置2道吊帶（圖 2）。

圖 2 桁架及吊帶安裝

管道監測。采用光纖光柵對管道本體進(jìn)行應力應變監測，設計光纖光柵應力監測截面2處；采用GNSS地表位移對管道兩側邊坡進(jìn)行位移、地表沉降監測。建立監測預警平臺，監測數據采集設定10分鐘一次，施工期間一周提供1次監測報告（出現異常時(shí)加密提供），施工結束逐月延長(cháng)監測報告周期，當地表位移監測預警值累計位移量大于100 mm或管道本體徑向大于20 mm時(shí)啟動(dòng)預警。

回填及驗收。管道頂部以下范圍采用開(kāi)挖的砂土回填，人工分層攤鋪和平整土料，分層厚度控制在15 cm～20 cm，使用人工沖擊進(jìn)行夯實(shí)，壓實(shí)系數不小于0.96。管道兩側填土時(shí)保持均勻上升�；靥钪凉艿讜r(shí)拆除管道保護橡膠板，對暴露的管道進(jìn)行防腐層檢測，確保管道外防腐層完好�；靥钪凉苤幸陨虾�，管道兩側5 m范圍內不得采用機械攤土及碾壓。施工結束后，組織相關(guān)單位及人員按照管道第三方施工管理要求開(kāi)展相應的驗收工作。

啟示

合理安排工期。在施工過(guò)程中加強與施工相關(guān)方聯(lián)系，制定完善的作業(yè)計劃，縮短管道光纜暴露時(shí)間，特別要做好防水措施，避免雨水沖刷、浸泡造成作業(yè)面側墻滑動(dòng)、坍塌，影響桁架基礎穩定，引發(fā)管道本體損傷。

壓實(shí)監管責任。施工過(guò)程中要嚴格執行管道保護各項管理規定，對現場(chǎng)布控、桁架安裝、土方開(kāi)挖、混凝土澆筑、土方回填等關(guān)鍵環(huán)節安排專(zhuān)人監護，完工一道工序留存一項資料，整體驗收后及時(shí)歸檔，為雙方工程長(cháng)期安全平穩運行打好基礎。

完善長(cháng)效機制。交叉防護工程要伴隨雙方工程運營(yíng)十數年甚至更長(cháng)時(shí)間，不僅要做好施工過(guò)程管理，還要做好后續管理。施工結束后，雙方運營(yíng)管理單位要簽訂聯(lián)防協(xié)議，明確各自責任，定期開(kāi)展聯(lián)合巡查，積極消除風(fēng)險，做到項目全生命周期管理。

作者簡(jiǎn)介：周小超，1987年生，助理工程師，主要從事管道完整性管理、第三方施工管理等方面的工作。聯(lián)系方式：15893003112，15893003112@139.com。