水災(zāi)導(dǎo)致管道漂浮損壞的成因及處理措施

陳維杰 侯伏慧

在開挖管溝敷設(shè)管道過程中，如未來得及回填而遭受雨洪襲擊，隨著管溝內(nèi)水位的上升，當浮力大于管道自重及兩管連接處產(chǎn)生附加豎向力之后，敷設(shè)的空管就會產(chǎn)生隆起、漂浮，進而造成相連管道、管件撬裂損壞。出現(xiàn)這種情況，需要制定修復(fù)方案，進行處理和重裝。

工程與水毀情況

河南省南水北調(diào)受水區(qū)平頂山供水配套工程包括10、11、11-1、12、13、14號口門供水管線，線路總長81.92km。工程于2012年11月后陸續(xù)開工。2013年7月18日，項目區(qū)突降暴雨，據(jù)測項目區(qū)內(nèi)的葉縣保安鎮(zhèn)、葉邑鎮(zhèn)、龍泉鄉(xiāng)以及魯山縣張官營鄉(xiāng)一帶自18日20時至19日20時累計降雨171.9mm，造成10、11兩口門的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ標段出現(xiàn)部分漂管損壞現(xiàn)象。

屬于10號口門的Ⅰ、Ⅱ標段管線分別距離當?shù)氐墓率癁┧畮旄汕H5～10 km，而該干渠高于施工管線且無過水涵洞，從而造成周圍約50km2的積水由高到低通過孤石灘各級渠道匯入施工管溝，最嚴重時管溝沿線全部被淹，水面高出地平面20～30 cm，Ⅰ標段3處總長270 m已安裝但未來得及回填的管段出現(xiàn)管道漂浮、位移情況，具體在樁號4+746～4+940段出現(xiàn)漂浮、位移損壞22節(jié)132 m，樁號5+450～5+200段出現(xiàn)16節(jié)96 m，樁號6+270～6+310段出現(xiàn)7節(jié) 42 m。

Ⅱ標段4處總長265m的管段也出現(xiàn)類似情況，主要在樁號10+198～10+225出現(xiàn)13節(jié)78m，樁號11+863～11+935出現(xiàn)12節(jié)72m，樁號16+758～16+855出現(xiàn)17節(jié)102 m，樁號17+959～17+977出現(xiàn)3節(jié)18m。

這次洪災(zāi)除上述標段出現(xiàn)漂管損壞以外，還造成了多處管溝塌方、管線道路水毀等損失。

另外，自8月23日20時至25日19時30分，項目區(qū)所在的葉縣又累計降雨232.1mm，魯山降雨102.4mm，寶豐降雨97.9mm，造成上述未來得及修復(fù)的漂管段落再次浸泡在裸露的管溝內(nèi)，使得修復(fù)工作被迫延期。

管道產(chǎn)生漂浮的原因

綜觀兩次暴雨所造成的漂管事故現(xiàn)場，有一個較為明顯的特征，就是漂管損壞的位置主要發(fā)生在鋼管管件處及其附近管段。該位置處的工況環(huán)境大致是，兩側(cè)相連的PCCP管段除（管件管道）連接段裸露在外，大都進行了回填，且回填土厚度至少超過管頂以上50cm。但是，由于鋼管管件處設(shè)計的鎮(zhèn)墩、閥井未來得及制作，因此造成鋼管管件及其兩側(cè)相連的少許PCCP管段未予回填，形成未覆蓋的裸管。據(jù)設(shè)計單位的計算數(shù)據(jù)分析：對于DN1400鋼制管件，當空管、管頂沒有覆土?xí)r，其在基槽內(nèi)所能允許承受的最大水位高度（即臨界值）為1.02m，如超過這一水深，浮力就會逐漸大于管道自重（計算時沒有考慮兩管連接處所產(chǎn)生的附加豎向力）而使空管隆起、漂浮。在隆起、漂浮過程中，受附加豎向力的約束影響，鋼制管件會與緊連的PCCP管道之間產(chǎn)生撬裂痕跡，而此PCCP管道的任何空間位移，又不可避免地會擾動下一節(jié)的PCCP管道，使兩者之間出現(xiàn)插口松動甚至脫開，嚴重的可能會依次傳遞，造成多節(jié)連續(xù)傷害。同理，對于DN2600鋼制管件，當空管、管頂沒有覆土?xí)r，其在基槽內(nèi)允許承受的最大水位臨界值為1.61m。

空管、管頂沒有覆土?xí)r，遇到地下水水位超過臨界深度會產(chǎn)生漂浮損壞。而如果覆土厚度不夠，同樣也會出現(xiàn)類似問題。設(shè)計單位的計算數(shù)據(jù)還提示：對于DN1400型管道，當管頂覆土厚度為50cm時，其對應(yīng)的基槽內(nèi)地下水水位深度臨界值是1.67m；而當?shù)叵滤积R地面（即空管、滿槽）時，其對應(yīng)的最小覆土厚度則為0.674m。對于DN2600型管道，當管頂覆土厚度為50cm時，其對應(yīng)的基槽內(nèi)地下水位深度臨界值是2.28m；而當?shù)叵滤积R地面（即空管、滿槽）時，其對應(yīng)的最小覆土厚度則為1.287m。

浮管修復(fù)方案

管道漂浮后，極易導(dǎo)致連接處出現(xiàn)撬拉傷痕，同時洪水沖進管溝后，不僅帶入大量泥土造成管內(nèi)外淤積，而且破壞了原有敷管基礎(chǔ)，因此必須制定合適方案，對其進行修復(fù)。

排查清淤：凡管道內(nèi)外存在有積水淤泥的，首先應(yīng)調(diào)集人員、機械進行抽水排水，清除淤泥，同時注意邊坡穩(wěn)定，必要時削緩邊坡，確保施工安全。

排查損傷：完成管道內(nèi)側(cè)清理后，應(yīng)在監(jiān)理工程師旁站監(jiān)理下，對每一根浮管以及相連的回填管道進行質(zhì)量排查。首先細查內(nèi)縫的砂漿是否有裂縫、松動、脫落，如無再進一步做打壓試驗，以測試其是否漏水漏壓，最終確定損傷管道數(shù)量。

拆除吊出：因PCCP管道及管件均為承插口連接，無法直接拆除，一般應(yīng)選擇就近的管配件（如鋼管彎頭）進行楔口切割，進而再退拆PCCP管道。對于受浮管撬拉影響或塌方擠壓損壞的已埋管道，要進行二次開挖拆除。

管基處理：應(yīng)將受損管基重新清理至原狀土部位。如新的管床基面低于設(shè)計建基面高程，則應(yīng)用碎石回填，施工要求可參照倒虹吸碎石墊層標準。碎石墊層鋪設(shè)完成后再按原設(shè)計鋪設(shè)20cm厚粗砂層。

管道重裝：對拆除清理后疑似可用的管道（明顯損傷難用的除外），可由業(yè)主、監(jiān)理、廠商、施工單位共同組織按照管道生產(chǎn)出廠標準進行重新驗收，達標的則直接使用，否則換裝新管，按照安裝規(guī)程重新鋪設(shè)安裝。其他后續(xù)程序按照原定施工方案進行。