背景

永清―上海長江盾構穿越是中俄東線天然氣管道的控制性工程，對連通長江南、北兩岸和管網互聯互通具有重要意義。

管道穿越處長江主堤之間距離約9300 m，盾構穿越水平長度達10.226 km，是目前全球一次掘進距離最長的盾構隧道（圖 1、圖 2），并首次在隧道內采用全自動焊方式，敷設3根OD1422 mm×32.1 mm 的X80 M直縫埋弧焊鋼管（圖 3）。隧道承受的最高水壓達0.73 MPa，同時穿越長江大堤、常熟海輪錨地、長江主航道、長江刀鱭水產種質資源保護區核心區等，設計、施工難度大。

圖 1 長江穿越平面圖

圖 2 長江穿越縱斷面圖

圖 3 長江穿越橫斷面圖

措施

（1）盾構穿越安全風險管控

①與相關管理部門聯合確認港池、錨地、航道的級別和范圍，分別開展拋錨影響評價、航道條件影響論證、通航安全影響評價工作。考慮多方面因素確定隧道穿越深度，保證盾構隧道不受船只拋錨和河道疏浚的影響。

②考慮到常熟海輪錨地的遠期規劃，在錨地區域設計隧道頂距離泥面約39.92 m，埋深比錨地影響專題報告要求深度多18.01 m的安全余量。

③考慮河床演變最大沖刷深度為13.8 m，在主航道區域設計盾構隧道頂位于遠期規劃航道底高程以下40.1 m，有26.3 m的安全余量，滿足航道未來通航要求。

④開展穿越安全防護設計，從多角度分析管道盾構穿越與港口、碼頭、航道、錨地的相互影響，采取不同應對措施，保證工程本質安全。

⑤對施工階段和運營階段提出監測要求，加強對穿越隧道附近水域水下地形的監測，確保隧道埋深不小于設計深度，保證建設期隧道穿越安全。

⑥投產之前，對隧道實際埋深進行全線實測，為今后運營企業管道完整性管理提供基礎數據。

⑦建議施工單位、運營單位與工程所在地應急、水利、環保、海事、港口、航道、消防等部門建立聯系會商機制。

（2）管道安裝風險管控

①開展隧道內超長距離管道應力分析，保證運營升降溫與試壓等工況下管道軸向、環向、當量應力和應變均在安全閾值內。

②采用18 m加長鋼管，減少1/3焊口數量，降低管道環焊縫失效風險。

③采用全自動焊接、一次運輸就位安裝，避免管道吊裝移位帶來的風險。

④運用BIM技術將盾構隧道與管道安裝設計及施工相結合，避免管道安裝施工空間不足、裝置碰撞風險。

⑤應用泡沫混凝土覆蓋管道，降低隧道內超長距離管道日常維護、外力破壞、變形相互影響的風險。

⑥運用智能監測技術實現隧道與管道運營智能化管理，避免人員巡檢的風險。

啟示

通過設計階段開展管道完整性管理，對設計、施工和運營階段的安全風險充分識別和分析，實施風險控制措施，從根本上提高管道本質安全水平，從而為管道百年設計壽命奠定良好的基礎。案例對今后管道穿越工程設計階段的風險分析和控制、管道完整性管理的開展提供了有益借鑒。

（撰稿人：中國石油天然氣管道工程有限公司王麗）