陳良 董旭 李新鵬 李斌彬 劉帥旗 金山

國家管網(wǎng)集團(tuán)西氣東輸鄭州輸氣分公司

摘要：高速公路和長輸油氣管道同屬線性工程，雙方工程的相遇較難避免，特別是隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，相互交叉呈現(xiàn)增多趨勢。按法規(guī)要求和傳統(tǒng)做法，后建高速與管道交叉時，需要為管道增加蓋板涵等防護(hù)措施，但該類方式存在管道通透性差、巡護(hù)不便、維檢修困難等弊端，而采取通道涵形式后具有保持原有通透性、便于巡護(hù)、檢測和維修等諸多優(yōu)點。本文以現(xiàn)行法規(guī)為基礎(chǔ)，通過對實際案例進(jìn)行分析，為類似交叉工程提供參考。

關(guān)鍵詞：高速公路；長輸管道；通道涵；交叉；跨越

截至2022年底，國內(nèi)已建成油氣長輸管道里程累計達(dá)到15.5萬公里，在建或已開工的油氣管道里程超過7千公里，“十四五”期間天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍將加快[1]。我國高速公路通車總里程達(dá)17.7萬公里，連續(xù)8年位居世界第一，國道等其他高等級道路建設(shè)里程也在連年增長[2]。

高速公路和管道屬于線性工程，在規(guī)劃建設(shè)過程中雙方相遇交叉難以避免，僅河南省近兩年已建和在建的高速公路與西氣東輸管道交叉點超過20處，優(yōu)化交叉工程設(shè)計，對保障雙方安全運行具有重要意義。

1  蓋板涵保護(hù)方式的不足

1.1  蓋板涵保護(hù)形式

蓋板涵廣泛適用于各類公路、鐵路以及水利等設(shè)施與管道交叉的保護(hù)，主要由基礎(chǔ)、側(cè)墻、蓋板（頂板）等部分組成，其作用是將各類地面設(shè)施的豎向靜載荷和動載荷傳遞至側(cè)墻基礎(chǔ)，減少管道及其附屬設(shè)施額外受力[3]。在高速公路修建過程中，首先對管道開挖，然后再修筑蓋板涵，在此基礎(chǔ)上填充一定高度的土方，最后再修建路面。主要技術(shù)要求如下：

為滿足釋放載荷要求，蓋板涵基礎(chǔ)頂面需低于管底。為滿足后期維檢修要求，蓋板涵側(cè)墻與管道凈間距不宜小于1.5 m，蓋板涵頂板距離管頂不宜小于0.5 m，基礎(chǔ)、側(cè)墻和頂板的具體參數(shù)需根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)一步核算。為避免形成密閉空間，蓋板涵內(nèi)部空間應(yīng)填充細(xì)砂，蓋板涵保護(hù)范圍應(yīng)延伸至道路用地紅線外3 m，并設(shè)置必要的警示標(biāo)識（圖 1）。

圖 1 蓋板涵示意圖

1.2  蓋板涵保護(hù)存在的問題

（1）降低巡護(hù)效率。高填方和公路隔離帶阻斷了管道企業(yè)正常的巡檢路線，需要長距離繞行從而影響巡護(hù)效率。

（2）通透性變差。高填方路基阻擋了管理人員視線，使得路基背側(cè)發(fā)生的風(fēng)險事件不易被發(fā)現(xiàn)。

（3）難以開展外檢測。管道上方除蓋板涵外還覆蓋大量土方，無法正常開展管道外檢測作業(yè)，增加了管道防腐層狀態(tài)和管體腐蝕評價的難度[4]。

（4）維搶修困難。在修復(fù)管道本體缺陷或隱患時，需要對道路進(jìn)行開挖，才能打開蓋板涵進(jìn)行維護(hù)維修，除了耗費人力、物力和時間，還嚴(yán)重影響道路運輸。

2  通道涵跨越分析

從管道保護(hù)法到公路和管道等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，都明確了“后建服從先建”這一約定俗成的原則，即后開工或者后批準(zhǔn)的建設(shè)工程一方應(yīng)當(dāng)符合先開工、已建成或者先批準(zhǔn)的建設(shè)工程的安全防護(hù)要求。鑒于傳統(tǒng)蓋板涵不能滿足管道正常的巡護(hù)、檢測和維修要求，因此需要采取新的跨越方式，比如通道涵等。

2.1  通道涵的主要參數(shù)

通道涵主要由側(cè)墻（墻身）、蓋板、基礎(chǔ)等部分組成（圖 2）。與傳統(tǒng)的埋地蓋板涵相比，主要是提升蓋板涵側(cè)墻高度，加寬側(cè)墻間距，形成地上通道涵，既可以滿足埋地蓋板涵的功能需求，保護(hù)管道不受額外載荷的影響，還兼顧后期管道巡檢、維搶修的需求。

圖 2 通道涵示意圖

為滿足后期管道日常巡護(hù)要求，保障人員安全通過，通道涵的凈空高度一般不應(yīng)小于2.2 m[5]，凈寬宜根據(jù)管道外徑按式（1）確定。同時，對于長輸天然氣管道缺陷當(dāng)前主要采用的修復(fù)方式是B型套筒，結(jié)合B型套筒修復(fù)技術(shù)要求和工程經(jīng)驗[6]，通道涵凈寬應(yīng)同時滿足側(cè)墻基礎(chǔ)外緣與管道凈間距不小于1.5 m的要求。為保障管道不受附加載荷或應(yīng)力，涵側(cè)墻基礎(chǔ)頂面標(biāo)高不應(yīng)高于管道中心標(biāo)高。通道涵內(nèi)，應(yīng)按相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求采取蓋板報護(hù)，并采取有效措施避免涵內(nèi)積水。兩端應(yīng)各設(shè)置一道對開的通道門，并設(shè)置方便人員通行巡檢小門以及警示標(biāo)識，防止無關(guān)人員通過或停留。

L＝1.5 D＋4.0  （1）

式中，L為通道涵兩側(cè)墻內(nèi)側(cè)之間的距離，m；D為管道外徑，m。

2.2  通道涵的主要功能

（1）保持了管道通透性。通道涵避免了土體填方，兩端可以采取隔離柵欄封閉，管道上方?jīng)]有遮擋物，管道上下游保持通視，如有影響管道安全的行為可以快速發(fā)現(xiàn)并快速處置。

（2）保障了巡檢便利性。涵洞頂板距離地面滿足一定高度，避免了因高填方形成的地理阻隔，保障巡護(hù)人員的正常通行，提升了巡護(hù)便利性。

（3）提升了管道安全性。相較傳統(tǒng)蓋板涵，增加了側(cè)墻與管道凈間距，一方面減小側(cè)墻開挖、澆筑等作業(yè)過程中管道意外損傷的風(fēng)險，另一方面減小了道路運營過程中交變載荷對管道的影響，提升了管道及其附屬設(shè)施的安全性[7]。

（4）提升了檢測維修可行性。通道涵提供了管道外檢測、防腐層檢測等作業(yè)必要的作業(yè)空間，消除了檢測盲區(qū)，在管體、防腐層、通訊光纜存在缺陷或故障時，可及時開展維護(hù)維修，除作業(yè)空間充足外，還避免了道路中斷和大量土方開挖，提升了維搶修效率[8]。

對于后建管道與已建道路交叉，可以從管道壁厚、焊縫檢測、防腐層材質(zhì)等方面提升管道安全性，所采取防護(hù)和施工方式與后建道路跨越已建管道有所區(qū)別。

3  實際應(yīng)用

3.1  新伊高速跨越管道案例

洛陽市安新至伊川高速有兩處匝道與西氣東輸二線洛陽支線管道交叉，原設(shè)計方案采取傳統(tǒng)蓋板涵方式對管道進(jìn)行保護(hù)，道路建成后兩處匝道與原有城市快速路形成合圍，其內(nèi)部區(qū)域難以進(jìn)入，約120 m管道形成巡檢盲區(qū)。經(jīng)過反復(fù)勘察和技術(shù)論證，最終通道涵方案獲得各方認(rèn)可，目前道路已建成，工程影響段管道的日常巡檢維護(hù)工作可以順利開展（圖 3）。

圖 3 新伊高速E匝道采取通道涵形式跨越管道現(xiàn)場

3.2  沿太行高速跨越管道案例

沿太行高速在河南焦作地區(qū)與西氣東輸一線管道交叉，原設(shè)計方案采取傳統(tǒng)蓋板涵方式對管道進(jìn)行保護(hù)，道路建成后形成地理阻隔，管道巡護(hù)人員需繞行近2000 m才能到達(dá)高速另一側(cè)，嚴(yán)重影響管道巡護(hù)。經(jīng)過協(xié)商和論證，最終通道涵方案獲得各方認(rèn)可，將工程的相互影響降到了最低。

3.3  通道涵應(yīng)用情況匯總

近兩年來，在相關(guān)單位友好協(xié)商的基礎(chǔ)上，通道涵已在河南省境內(nèi)的多條高速公路與西氣東輸管道交叉處獲得了應(yīng)用，累計避免了14處新增地理阻隔和929 m的填方占壓，為高速公路和長輸管道兩項重大基礎(chǔ)設(shè)施的和諧共生探索了有益經(jīng)驗（表 1）。

表 1 河南地區(qū)通道涵實際應(yīng)用情況統(tǒng)計表

高速公路采取通道涵方式跨越管道，相比傳統(tǒng)蓋板涵具有安全、通透、便利等諸多優(yōu)點，不僅適用于后建高速公路與管道交叉工程，還可適用于采取高填方形式修建的公路、鐵路、水利等設(shè)施與既有管道交叉工程。

參考文獻(xiàn)：

[1]高鵬. 2021年中國油氣管道建設(shè)新進(jìn)展[J].國際石油經(jīng)濟(jì)，2022，30(3)：12-13.   

[2]莊猛. 服務(wù)區(qū)的未來之路 ——"十四五"期我國高速公路服務(wù)區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展思考[J].中國公路，2021(8)：72-73.  

[3]劉俊才，付軍軍. 淺談蓋板涵施工技術(shù)[J].技術(shù)與市場，2012，19(5)：229.

[4]婁桂云. 埋地鋼管外防腐系統(tǒng)腐蝕因素的檢測評價與控制[J].上海煤氣，2012(2)：14-17.     

[5]朱雪鋒. 公路橋涵設(shè)計探析[J].交通世界（中旬刊，2018(9)：131-132.

[6]馬永俊. 長輸管道B型套筒安裝施工技術(shù)研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2022，42(19)：163-165.     

[7]劉東京，周偉國，滕卯寅，等. 交變載荷作用下埋地天然氣管道受力特性[J].上海煤氣，2014(2)：19-21.    

[8]趙長江. 天然氣輸送管道事故應(yīng)急響應(yīng)現(xiàn)存問題及解決方案[J].石化技術(shù)，2022，29(8)：264-266.  

作者簡介：陳良，1988年生，本科，鄭州輸氣分公司鄭州作業(yè)區(qū)三級工程師，主要從事管道保護(hù)工作。聯(lián)系方式：13903787063，396137979@qq.com。