跨越南水北調(diào)配套工程輸水管線的工程安全評價分析
——以南水北調(diào)中線邯石段高邑縣北高工業(yè)路恢復工程跨越高邑輸水管線工程為例

張俊青

南水北調(diào)中線工程對河北省經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護方面發(fā)揮了重要作用，通水以來，全省對江水的依賴程度也越來越高。配套工程上接中線總干渠，下連城市水廠，擔負著承上啟下的輸水任務，是南水北調(diào)工程在河北省發(fā)揮效益的關(guān)鍵，輸水管線遍布7 個設區(qū)市、92 個縣（市、區(qū)）。但隨著各地社會經(jīng)濟的快速建設發(fā)展，其他工程穿越、占壓、鄰接配套輸水管線工程情況時常發(fā)生，影響管線安全運行，為確保輸水管線在運行維護、檢修保養(yǎng)、水質(zhì)檢測和工程管理等方面安全，最大程度減小跨越工程對輸水管道的不利影響，對相關(guān)跨越工程進行安全評價，是非常必要的。

現(xiàn)以南水北調(diào)中線邯石段高邑縣北高工業(yè)路恢復工程跨越高邑輸水管線工程為例，進行安全影響評價分析。

1.高邑輸水管線工程概況

石家莊市南水北調(diào)配套水廠以上輸水管道工程高邑縣輸水管線（以下簡稱“高邑線”）由南水北調(diào)總干渠泲河分水口門至高邑地表水廠，承擔著向高邑縣供水的任務。該輸水管道自泲河口門引水，有壓重力流輸水為高邑縣地表水廠供水。高邑縣北高工業(yè)路為二級公路，路基寬9 m，路面寬8 m，路面結(jié)構(gòu)為混凝土，計劃實施北高線接紅旗大街南延道路工程，路線全長719 m，由于設計道路距南水北調(diào)總干渠太近，影響南水北調(diào)永久設施安全，因此，相關(guān)建設單位編制了工程專題設計方案，以保障輸水管線安全。

2.跨越工程設計方案

高邑縣北高線接紅旗大街南延道路工程起點位于北高公路，終點紅旗大街北高工業(yè)路連接線，全長900 m，路基寬度9 m，與輸水管線交叉段大致呈東西走向，項目范圍內(nèi)高邑輸水管線呈南北走向，故二者交叉不可避免，設計采用新建橋梁跨越并保護南水北調(diào)管線，橋梁立面示意圖見圖1。

圖1 橋梁立面示意

橋梁全長為21.02 m，橋面縱坡為0.19%，橫坡為雙向2%，在臺帽上調(diào)整。上部為1 孔16 m 預應力鋼筋混凝土空心板梁橋，橋梁全寬10 m，凈寬9 m，橫向分布為5 塊中梁，2 塊邊梁，每塊中梁寬1.24 m，邊梁寬1.87 m，梁高0.8 m，支座采用板式橡膠支座，1#橋臺處設置D40 型 伸 縮 縫 共1 道，0 號 臺 設2 cm 施工縫，填充瀝青麻絮，橋面鋪裝采用15cm 的C50 防水 混 凝 土，SBS 改性瀝青防水層，4 cm 細粒式瀝青混凝土，下部采用三柱式橋臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋臺樁徑為1.2 m，橋上不設泄水孔，不采用橫向排水，雨水通過路線縱坡排至管線5 m 以外道路排水系統(tǒng)，不會回流到管道處形成積水。此設計方案施工方便快捷，對管線穩(wěn)定安全擾動小，對周邊地塊的影響小。

3.工程設計安全影響評價

3.1 工程位置及路線選擇的合理性

工程布置合理避開對南水北調(diào)總干渠的影響范圍，綜合考慮對南焦河排洪涵洞的影響，工程位置及線路選擇合理。

3.2 工程布置合理性

跨越工程方式合理性。擬建北高線道路工程與配套輸水管線交叉處采用1 m×16 m 預應力鋼筋混凝土空心板梁橋跨越輸水管道，橋梁中心線與配套輸水管線中心線交叉角度為120°，樁基與管道最小凈距5.4 m，建筑物型式選擇合理。

長度的合理性。橋梁跨越工程樁基與南水北調(diào)管線最小凈距為5.4 m，滿足《其他工程跨越下穿鄰接河北省南水北調(diào)配套工程設計及安全評價技術(shù)要求（試行）》中“跨越工程下部結(jié)構(gòu)距離暗涵、管道外輪廓不得小于5 m”的要求。

交角的合理性。擬建橋梁中心線與配套輸水管線中心線交叉角度為120°（相當于60°），與《其他工程跨越下穿鄰接河北省南水北調(diào)配套工程設計及安全評價技術(shù)要求（試行）》中“其他工程跨越配套工程明渠、暗涵時宜采用正交方式。經(jīng)論證確需斜交時，其交角不宜小于70°”的要求不一致，但跨越方案采用橋梁方式跨越，不影響下部的南水北調(diào)配套管線，交角方案合理。

3.3 結(jié)構(gòu)設計

橋梁上部結(jié)構(gòu)按照A 類預應力混凝土受彎構(gòu)建、下部結(jié)構(gòu)按照摩擦樁進行設計，橋梁結(jié)構(gòu)設計滿足《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362-2018)中的承載能力極限狀態(tài)要求；滿足《其他工程跨越下穿鄰接河北省南水北調(diào)配套工程設計及安全評價技術(shù)要求（試行）》中，關(guān)于“渠道地面（含渠底）或配套管道管頂?shù)挠嬎慵皩崪y累計沉降量均不應超過10 mm”的要求。

工程施工期和運行期結(jié)構(gòu)計算方法正確、內(nèi)容較完整、成果合理。變形計算結(jié)果表明，擬建工程對南水北調(diào)配套工程高邑輸水管線的安全影響較小，滿足規(guī)程規(guī)范和南水北調(diào)配套工程輸水管線參考依據(jù)的有關(guān)要求。

3.4 工程對南水北調(diào)配套工程影響

擬建道路與配套輸水管線交叉處為橋梁工程，維持管道上方原土壓力不變，因此運行期基本不會影響配套輸水管線工程輸水安全。橋上不設泄水孔，不采用橫向排水，雨水由路線縱坡排至管線5 m 以外道路排水系統(tǒng)，跨越南水北調(diào)管線處無積水風險。但施工期必須做好地面和地下施工臨時設施的防護工作，保障雨季時雨水井和排水管道暢通，避免因洪澇水淹沒進口、灌入下穿施工場地引起塌方的事故。

3.5 水質(zhì)、環(huán)境影響

橋梁施工時，通過施工過程中及施工完畢后采取相關(guān)措施，可以將對管道周圍環(huán)境的影響降到最低。施工期間大型機械不得進入南水北調(diào)管線保護范圍，泥漿池、沉淀池等均布置在南水北調(diào)管線35 m 以外，以確保對水質(zhì)安全不會產(chǎn)生影響，同時滿足配套管線工程運行管理及維護相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。

4.相關(guān)建議與要求

橋梁基礎(chǔ)布置在配套工程保護范圍內(nèi)，按照國家規(guī)定的基本建設程序報請審批、核準時，審批、核準單位應當征求省人民政府水行政主管部門對擬建工程建設方案的意見。施工期間，施工單位應當加強施工現(xiàn)場的安全管理，嚴格按照設計施工，遵守各項操作規(guī)程，確保安全施工。

對于跨越配套輸水管線工程后期的運營管理應遵循以下管理規(guī)定：該工程運行條件有重大變化或異常時，其業(yè)主單位及項目運行管理單位應及時通報水行政主管部門，并采取相應措施；該工程運行期，若發(fā)生危及配套輸水管線水質(zhì)安全、工程安全、運行安全等事件時，其業(yè)主單位及項目運行管理單位應及時報告水行政主管部門，并立即啟動應急預案。

5.結(jié)語

南水北調(diào)工程是黨中央決策建設的重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設施，一旦跨越工程設計、施工方案等不合理或不符合南水北調(diào)配套工程管理的有關(guān)要求，后期工程建設可能會危及配套工程正常運營和輸水安全，將會造成全部或部分停供引江水，對受水區(qū)生活生產(chǎn)及社會安定產(chǎn)生巨大影響。通過對工程建設期、運行期的安全評價，對工程施工建設實施安全生產(chǎn)管理，保障安全生產(chǎn)投入，進一步強化管線運行保障能力和安全風險防控能力，鞏固提升管線運行環(huán)境，全面確保配套工程安全、供水安全，充分發(fā)揮南水北調(diào)工程效益，也為其他跨越工程建設提供有效借鑒和參考。