刘玉杰 朱伟锋 郭健健

河南省天然气管网濮鹤有限公司

背景

PH天然气输气管道工程项目（简称PH线）总长175.7 km，设计压力6.3 MPa，管径DN700，包含1条干线、3条支线，在濮阳市通过黄河流域北金堤河滞洪区，合计长度为55.79 km。PH线可研阶段提出滞洪区段管顶埋深达到冲刷线以下1.5 m，冲刷线设计洪水频率选用1%（100年一遇）的设计方案。经咨询，国内多座设计院对于滞洪区段油气管道埋深都是按照该方案设计。

起初设计方案

设计单位初步设计时，采用了与可研报告编制单位相同的方案。依据有两点：

一是GB 50243―2013《油气输送管道穿越工程设计规范》表 3.3.3中规定了水域穿越工程，多年平均水位的水面宽度大于等于200 m，不计水深，均为大型工程，设计洪水频率应选用100年一遇（表 1）。

表 1 水域穿越工程等级与设计洪水频率

二是GB 50423―2013中4.1.2规定“挖沟法穿越管段的最小埋深，应根据工程等级与相应设计洪水冲刷深度或疏浚深度要求确定，并应符合相应埋深的界定范围”。根据挖沟法穿越管段的最小埋深表（表 2），认定应选用管顶埋深达到冲刷线以下1.5 m的管道埋深设计方案。

表 2 挖沟法穿越管段的最小埋深/m

基于上述两点，滞洪区的冲刷线按照100年一遇设计洪水频率计算，平均为自然地坪以下3 m，再结合管顶埋深设在冲刷线以下1.5 m，确定干线管道挖深5.3 m、支线管道挖深5.1 m。按照该方案，PH线穿越北金堤滞洪区段，施工作业带宽度至少需要55 m（图 1），征用土地面积达到3.3039 km2，钢板桩支护用量13698 t。

图 1 滞洪区段管沟断面及施工作业带布置示意图

修订设计方案

滞洪区段管道埋深初步设计方案用地多，施工及征地协调难度大、投资高。建设单位研究认为设计单位引用GB 50423―2013规范存在不当之处：

（1）初步设计方案将北金堤滞洪区认定为水域，GB 50423―2013中2.0.3规定水域的定义为“天然形成或人工建造的河流、湖泊、水库、沼泽、水塘、养殖塘、水渠区域”，不包含蓄滞洪区，采用GB 50423―2013作为管道埋深的设计依据应商榷。

（2）依据GB 50201―2014《防洪标准》6.5.4规定“经过行、蓄、滞洪区的管道工程的防洪标准，应结合所在河段、地区的行、蓄、滞洪区的要求确定”，PH管线防洪标准应符合北金堤滞洪区主管部门水利部黄河水利委员会（简称黄委会）的要求，黄委会在穿越北金堤滞洪区及金堤河建设项目洪水影响评价审批准予行政许可决定书（黄许可决[2022]60号）中明确指出“管顶埋深位于最大冲刷水深相应冲刷线高程以下”；另同意冲刷线按照50年一遇洪水频率进行设定。

（3）根据《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》附件《关于蓄滞洪区安全与建设指导纲要》规定“蓄滞洪区土地利用、开发和各项建设必须符合防洪的要求，保护蓄洪能力，实现土地的合理利用，减少洪灾损失”。瓦日铁路穿越北金堤滞洪区设置了低路基段、桥梁和涵洞来保证泄洪能力。锦郑成品油管道工程项目穿越滞洪区主流区，防洪评价报告明确“由于其管道埋于地下，建设项目对滞洪区分蓄滞洪运用等均不产生影响，而滞洪区分蓄洪水运用时于成品油管道处会产生一定的冲刷影响”。可以认为PH线管顶埋深设定在冲刷线以下能够满足滞洪区蓄洪行洪功能及管道保护的双重要求。

（4）PH管线在浚县境内穿越长虹渠、白寺坡和共渠西3个海河流域蓄滞洪区，合计约9.58 km，50年一遇冲刷线高程约1 m。河南省水利厅出具该防洪设计的《河南省水利厅准予行政许可决定书》（豫水许准字[2022]第67号）明确：“输气管道采用顶管和明挖敷设，蓄滞洪区内管道最小管顶埋深为1.2 m，工程的设计防洪标准为50年一遇。”

建设单位据此提出应重新确定滞洪区段管道埋深设计方案，设计单位采纳了建设单位意见。按照50年一遇设计洪水频率计算，冲刷线平均值降至约2 m，管顶埋深达到冲刷线以下。新方案中，平均管顶埋深为干线2.7 m（DN700 mm）、支线2.5 m（DN500 mm），一般地段施工作业带宽度为干线22 m（DN700 mm）、支线20 m（DN500 mm）。

启示

修订后的滞洪区管顶埋深设计方案取得了较好的社会经济效益及效果。节省投资约8396.81万元，缩短工期约70日，同时降低了人员高处坠落、基坑坍塌、机械伤害、触电事故等一系列深基坑作业带来的安全风险，减少了管道碰撞、防护层划损、潮湿引起的焊口不过关等质量问题。2023年8月1日，PH线途经的海河流域共产主义渠西蓄滞洪区（下片）启用。排洪期间未发生PH线管道露管风险。

目前全国六大流域共设置94处蓄滞洪区，面积约3万多平方公里，部分油气管道工程要经过蓄滞洪区段。由于《输气管道工程设计规范》等缺少管道穿越蓄滞洪区设计埋深的条款，建议补充完善，明确蓄滞洪区段管顶埋深位于最大冲刷水深相应冲刷线高程以下，按照蓄滞洪区的等级分别选择100年一遇、50年一遇、20年一遇重现期，保证管顶埋深达到油气输送管道工程相关安全要求。

作者简介：刘玉杰，1970年生，正高级工程师，先后负责多条天然气长输管道投资建设及运营，专注于油气管道智能化研究，发表论文30余篇，曾经获得中华全国铁路总工会“火车头”奖章、河南省重点项目建设先进个人等荣誉。联系方式：978141039@qq.com。