周小超 董旭 王亞飛 盧艷超 馮志文 李旭

國家管網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，經常應用在渠道與河流、谷地、道路、鐵路等其他線性工程相交中。

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31.18萬畝，補水已建引黃灌區140.1萬畝，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管道（圖 1），穿越段斷面為涵洞型式，2孔一聯，全身采用鋼筋混凝土整體澆筑，保證涵洞的密封性。倒虹吸施工過程風險大、周期長，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、著火、爆炸等嚴重后果。

圖 1 交叉段完工現場

做法

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

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

桁架安裝。桁架為工廠定制現場組裝件，2臺吊車負責桁架吊裝，1臺吊車負責桁架穩定，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和標高控制線，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，桁架吊裝過程中吊點設在兩端頭下部的四點，鋼絲繩長度要經過計算和試吊，起吊后，桁架保持穩定時傾斜角滿足就位要求。桁架安裝后觀測其沉降變化，穩定后開始安裝管道吊帶，并列2條吊帶從管道下方穿過兜裹管道，吊帶兩邊接在連接桁架的手動葫蘆上，通過葫蘆的松緊來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（出現異常時加密提供），施工結束逐月延長監測報告周期，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時啟動預警。

回填及驗收。管道頂部以下范圍采用開挖的砂土回填，人工分層攤鋪和平整土料，分層厚度控制在15 cm～20 cm，使用人工沖擊進行夯實，壓實系數不小于0.96。管道兩側填土時保持均勻上升。回填至管底時拆除管道保護橡膠板，對暴露的管道進行防腐層檢測，確保管道外防腐層完好。回填至管中以上后，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，組織相關單位及人員按照管道第三方施工管理要求開展相應的驗收工作。

啟示

合理安排工期。在施工過程中加強與施工相關方聯系，制定完善的作業計劃，縮短管道光纜暴露時間，特別要做好防水措施，避免雨水沖刷、浸泡造成作業面側墻滑動、坍塌，影響桁架基礎穩定，引發管道本體損傷。

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

完善長效機制。交叉防護工程要伴隨雙方工程運營十數年甚至更長時間，不僅要做好施工過程管理，還要做好后續管理。施工結束后，雙方運營管理單位要簽訂聯防協議，明確各自責任，定期開展聯合巡查，積極消除風險，做到項目全生命周期管理。

作者簡介：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。聯系方式：15893003112，15893003112@139.com。