劉玉杰 朱偉鋒 郭健健

河南省天然氣管網濮鶴有限公司

背景

PH天然氣輸氣管道工程項目（簡稱PH線）總長175.7 km，設計壓力6.3 MPa，管徑DN700，包含1條干線、3條支線，在濮陽市通過黃河流域北金堤河滯洪區，合計長度為55.79 km。PH線可研階段提出滯洪區段管頂埋深達到沖刷線以下1.5 m，沖刷線設計洪水頻率選用1%（100年一遇）的設計方案。經咨詢，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，采用了與可研報告編制單位相同的方案。依據有兩點：

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沖刷線以下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，滯洪區的沖刷線按照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以下1.5 m，確定干線管道挖深5.3 m、支線管道挖深5.1 m。按照該方案，PH線穿越北金堤滯洪區段，施工作業帶寬度至少需要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“經過行、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管線防洪標準應符合北金堤滯洪區主管部門水利部黃河水利委員會（簡稱黃委會）的要求，黃委會在穿越北金堤滯洪區及金堤河建設項目洪水影響評價審批準予行政許可決定書（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高程以下”；另同意沖刷線按照50年一遇洪水頻率進行設定。

（3）根據《河道管理范圍內建設項目管理的有關規定》附件《關于蓄滯洪區安全與建設指導綱要》規定“蓄滯洪區土地利用、開發和各項建設必須符合防洪的要求，保護蓄洪能力，實現土地的合理利用，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生影響，而滯洪區分蓄洪水運用時于成品油管道處會產生一定的沖刷影響”。可以認為PH線管頂埋深設定在沖刷線以下能夠滿足滯洪區蓄洪行洪功能及管道保護的雙重要求。

（4）PH管線在浚縣境內穿越長虹渠、白寺坡和共渠西3個海河流域蓄滯洪區，合計約9.58 km，50年一遇沖刷線高程約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》（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。按照50年一遇設計洪水頻率計算，沖刷線平均值降至約2 m，管頂埋深達到沖刷線以下。新方案中，平均管頂埋深為干線2.7 m（DN700 mm）、支線2.5 m（DN500 mm），一般地段施工作業帶寬度為干線22 m（DN700 mm）、支線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經濟效益及效果。節省投資約8396.81萬元，縮短工期約70日，同時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帶來的安全風險，減少了管道碰撞、防護層劃損、潮濕引起的焊口不過關等質量問題。2023年8月1日，PH線途經的海河流域共產主義渠西蓄滯洪區（下片）啟用。排洪期間未發生PH線管道露管風險。

目前全國六大流域共設置94處蓄滯洪區，面積約3萬多平方公里，部分油氣管道工程要經過蓄滯洪區段。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安全要求。

作者簡介：劉玉杰，1970年生，正高級工程師，先后負責多條天然氣長輸管道投資建設及運營，專注于油氣管道智能化研究，發表論文30余篇，曾經獲得中華全國鐵路總工會“火車頭”獎章、河南省重點項目建設先進個人等榮譽。聯系方式：978141039@qq.com。