劉玉杰 朱偉鋒 郭健健

河南省天然氣管網(wǎng)濮鶴有限公司

背景

PH天然氣輸氣管道工程項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱PH線）總長(zhǎng)175.7 km，設(shè)計(jì)壓力6.3 MPa，管徑DN700，包含1條干線、3條支線，在濮陽(yáng)市通過黃河流域北金堤河滯洪區(qū)，合計(jì)長(zhǎng)度為55.79 km。PH線可研階段提出滯洪區(qū)段管頂埋深達(dá)到?jīng)_刷線以下1.5 m，沖刷線設(shè)計(jì)洪水頻率選用1%（100年一遇）的設(shè)計(jì)方案。經(jīng)咨詢，國(guó)內(nèi)多座設(shè)計(jì)院對(duì)于滯洪區(qū)段油氣管道埋深都是按照該方案設(shè)計(jì)。

起初設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)單位初步設(shè)計(jì)時(shí)，采用了與可研報(bào)告編制單位相同的方案。依據(jù)有兩點(diǎn)：

一是GB 50243―2013《油氣輸送管道穿越工程設(shè)計(jì)規(guī)范》表 3.3.3中規(guī)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(jì)水深，均為大型工程，設(shè)計(jì)洪水頻率應(yīng)選用100年一遇（表 1）。

表 1 水域穿越工程等級(jí)與設(shè)計(jì)洪水頻率

二是GB 50423―2013中4.1.2規(guī)定“挖溝法穿越管段的最小埋深，應(yīng)根據(jù)工程等級(jí)與相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水沖刷深度或疏浚深度要求確定，并應(yīng)符合相應(yīng)埋深的界定范圍”。根據(jù)挖溝法穿越管段的最小埋深表（表 2），認(rèn)定應(yīng)選用管頂埋深達(dá)到?jīng)_刷線以下1.5 m的管道埋深設(shè)計(jì)方案。

表 2 挖溝法穿越管段的最小埋深/m

基于上述兩點(diǎn)，滯洪區(qū)的沖刷線按照100年一遇設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算，平均為自然地坪以下3 m，再結(jié)合管頂埋深設(shè)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(qū)段，施工作業(yè)帶寬度至少需要55 m（圖 1），征用土地面積達(dá)到3.3039 km2，鋼板樁支護(hù)用量13698 t。

圖 1 滯洪區(qū)段管溝斷面及施工作業(yè)帶布置示意圖

修訂設(shè)計(jì)方案

滯洪區(qū)段管道埋深初步設(shè)計(jì)方案用地多，施工及征地協(xié)調(diào)難度大、投資高。建設(shè)單位研究認(rèn)為設(shè)計(jì)單位引用GB 50423―2013規(guī)范存在不當(dāng)之處：

（1）初步設(shè)計(jì)方案將北金堤滯洪區(qū)認(rèn)定為水域，GB 50423―2013中2.0.3規(guī)定水域的定義為“天然形成或人工建造的河流、湖泊、水庫(kù)、沼澤、水塘、養(yǎng)殖塘、水渠區(qū)域”，不包含蓄滯洪區(qū)，采用GB 50423―2013作為管道埋深的設(shè)計(jì)依據(jù)應(yīng)商榷。

（2）依據(jù)GB 50201―2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》6.5.4規(guī)定“經(jīng)過行、蓄、滯洪區(qū)的管道工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)結(jié)合所在河段、地區(qū)的行、蓄、滯洪區(qū)的要求確定”，PH管線防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合北金堤滯洪區(qū)主管部門水利部黃河水利委員會(huì)（簡(jiǎn)稱黃委會(huì)）的要求，黃委會(huì)在穿越北金堤滯洪區(qū)及金堤河建設(shè)項(xiàng)目洪水影響評(píng)價(jià)審批準(zhǔn)予行政許可決定書（黃許可決[2022]60號(hào)）中明確指出“管頂埋深位于最大沖刷水深相應(yīng)沖刷線高程以下”；另同意沖刷線按照50年一遇洪水頻率進(jìn)行設(shè)定。

（3）根據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的有關(guān)規(guī)定》附件《關(guān)于蓄滯洪區(qū)安全與建設(shè)指導(dǎo)綱要》規(guī)定“蓄滯洪區(qū)土地利用、開發(fā)和各項(xiàng)建設(shè)必須符合防洪的要求，保護(hù)蓄洪能力，實(shí)現(xiàn)土地的合理利用，減少洪災(zāi)損失”。瓦日鐵路穿越北金堤滯洪區(qū)設(shè)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(xiàng)目穿越滯洪區(qū)主流區(qū)，防洪評(píng)價(jià)報(bào)告明確“由于其管道埋于地下，建設(shè)項(xiàng)目對(duì)滯洪區(qū)分蓄滯洪運(yùn)用等均不產(chǎn)生影響，而滯洪區(qū)分蓄洪水運(yùn)用時(shí)于成品油管道處會(huì)產(chǎn)生一定的沖刷影響”。可以認(rèn)為PH線管頂埋深設(shè)定在沖刷線以下能夠滿足滯洪區(qū)蓄洪行洪功能及管道保護(hù)的雙重要求。

（4）PH管線在�？h境內(nèi)穿越長(zhǎng)虹渠、白寺坡和共渠西3個(gè)海河流域蓄滯洪區(qū)，合計(jì)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(shè)計(jì)的《河南省水利廳準(zhǔn)予行政許可決定書》（豫水許準(zhǔn)字[2022]第67號(hào)）明確：“輸氣管道采用頂管和明挖敷設(shè)，蓄滯洪區(qū)內(nèi)管道最小管頂埋深為1.2 m，工程的設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇�！�

建設(shè)單位據(jù)此提出應(yīng)重新確定滯洪區(qū)段管道埋深設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)單位采納了建設(shè)單位意見。按照50年一遇設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算，沖刷線平均值降至約2 m，管頂埋深達(dá)到?jīng)_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(yè)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(qū)管頂埋深設(shè)計(jì)方案取得了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益及效果。節(jié)省投資約8396.81萬(wàn)元，縮短工期約70日，同時(shí)降低了人員高處墜落、基坑坍塌、機(jī)械傷害、觸電事故等一系列深基坑作業(yè)帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，減少了管道碰撞、防護(hù)層劃損、潮濕引起的焊口不過關(guān)等質(zhì)量問題。2023年8月1日，PH線途經(jīng)的海河流域共產(chǎn)主義渠西蓄滯洪區(qū)（下片）啟用。排洪期間未發(fā)生PH線管道露管風(fēng)險(xiǎn)。

目前全國(guó)六大流域共設(shè)置94處蓄滯洪區(qū)，面積約3萬(wàn)多平方公里，部分油氣管道工程要經(jīng)過蓄滯洪區(qū)段。由于《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》等缺少管道穿越蓄滯洪區(qū)設(shè)計(jì)埋深的條款，建議補(bǔ)充完善，明確蓄滯洪區(qū)段管頂埋深位于最大沖刷水深相應(yīng)沖刷線高程以下，按照蓄滯洪區(qū)的等級(jí)分別選擇100年一遇、50年一遇、20年一遇重現(xiàn)期，保證管頂埋深達(dá)到油氣輸送管道工程相關(guān)安全要求。

作者簡(jiǎn)介：劉玉杰，1970年生，正高級(jí)工程師，先后負(fù)責(zé)多條天然氣長(zhǎng)輸管道投資建設(shè)及運(yùn)營(yíng)，專注于油氣管道智能化研究，發(fā)表論文30余篇，曾經(jīng)獲得中華全國(guó)鐵路總工會(huì)“火車頭”獎(jiǎng)?wù)�、河南省重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)先進(jìn)個(gè)人等榮譽(yù)。聯(lián)系方式：978141039@qq.com。