周小超 董旭 王亚飞 卢艳超 冯志文 李旭

国家管网集团北方管道郑州输气分公司

背景

倒虹吸河渠是输水排水及引水灌溉的一种重要的立体交叉建筑物，经常应用在渠道与河流、谷地、道路、铁路等其他线性工程相交中。

河南省西霞院水利枢纽输水及灌溉区工程主要为引水西霞院灌区31.18万亩，补水已建引黄灌区140.1万亩，年引黄总量2.13亿立方米。该工程采用倒虹吸方式穿越西一线管道（图 1），穿越段断面为涵洞型式，2孔一联，全身采用钢筋混凝土整体浇筑，保证涵洞的密封性。倒虹吸施工过程风险大、周期长，如果措施不当，施工期间可能导致油气管道变形、损伤，甚至引起管道泄漏、着火、爆炸等严重后果。

图 1 交叉段完工现场

做法

施工作业前首先对管道光缆进行测量定位，完成探坑开挖、环焊缝检测与修复，并对管道光缆采取保护措施后，方可进行基坑开挖、混凝土浇筑与桁架安装工作。        

基坑开挖与混凝土浇筑。在管道保护范围外上下游各延伸2 m处开挖4 m×4 m×0.5 m的基础作业坑，基础底距离管道不小于0.5 m。基坑达到施工标准后开始制作钢筋笼，通过标线或其他参照物进行找平固定，在浇筑C30混凝土过程中观察螺栓位移情况并及时矫正，避免预埋件倾斜影响桁架安装。混凝土达到强度后安装0.5 m×0.5 m钢板垫片，防止施工过程中混凝土开裂导致管道额外受力。

桁架安装。桁架为工厂定制现场组装件，2台吊车负责桁架吊装，1台吊车负责桁架稳定，吊装机械停在管道5 m之外，吊装前基础面要标出定位控制线和标高控制线，复核基础预埋螺栓位置及连接件上螺栓孔位置大小是否相符，清除螺栓及预埋件上的杂物及油污。吊装前必须精确测定支座标高及核对铰支座处预埋螺栓位置，桁架吊装过程中吊点设在两端头下部的四点，钢丝绳长度要经过计算和试吊，起吊后，桁架保持稳定时倾斜角满足就位要求。桁架安装后观测其沉降变化，稳定后开始安装管道吊带，并列2条吊带从管道下方穿过兜裹管道，吊带两边接在连接桁架的手动葫芦上，通过葫芦的松紧来抵消地面沉降对管道的影响。桁架每8 m并列布置2道吊带（图 2）。

图 2 桁架及吊带安装

管道监测。采用光纤光栅对管道本体进行应力应变监测，设计光纤光栅应力监测截面2处；采用GNSS地表位移对管道两侧边坡进行位移、地表沉降监测。建立监测预警平台，监测数据采集设定10分钟一次，施工期间一周提供1次监测报告（出现异常时加密提供），施工结束逐月延长监测报告周期，当地表位移监测预警值累计位移量大于100 mm或管道本体径向大于20 mm时启动预警。

回填及验收。管道顶部以下范围采用开挖的砂土回填，人工分层摊铺和平整土料，分层厚度控制在15 cm～20 cm，使用人工冲击进行夯实，压实系数不小于0.96。管道两侧填土时保持均匀上升。回填至管底时拆除管道保护橡胶板，对暴露的管道进行防腐层检测，确保管道外防腐层完好。回填至管中以上后，管道两侧5 m范围内不得采用机械摊土及碾压。施工结束后，组织相关单位及人员按照管道第三方施工管理要求开展相应的验收工作。

启示

合理安排工期。在施工过程中加强与施工相关方联系，制定完善的作业计划，缩短管道光缆暴露时间，特别要做好防水措施，避免雨水冲刷、浸泡造成作业面侧墙滑动、坍塌，影响桁架基础稳定，引发管道本体损伤。

压实监管责任。施工过程中要严格执行管道保护各项管理规定，对现场布控、桁架安装、土方开挖、混凝土浇筑、土方回填等关键环节安排专人监护，完工一道工序留存一项资料，整体验收后及时归档，为双方工程长期安全平稳运行打好基础。

完善长效机制。交叉防护工程要伴随双方工程运营十数年甚至更长时间，不仅要做好施工过程管理，还要做好后续管理。施工结束后，双方运营管理单位要签订联防协议，明确各自责任，定期开展联合巡查，积极消除风险，做到项目全生命周期管理。

作者简介：周小超，1987年生，助理工程师，主要从事管道完整性管理、第三方施工管理等方面的工作。联系方式：15893003112，15893003112@139.com。