燃氣管道定向穿越潘莊干渠輸水影響評價

曹延路，李元波，劉 勇

（德州市潘莊灌區管理局，山東 禹城 251200）

近年來，隨著國民經濟的發展及城鎮化建設的新需求，農村社區建設配套工程逐步開展，涉及管道穿越的自來水和燃氣施工建設逐年增多。潘莊干渠作為人工開挖的半地上干渠，實施跨河穿越工程一旦失敗，將給國家和人民財產帶來不可估量的損失，為保證干渠輸水安全，現結合一起燃氣管道定向穿越總干渠工程案例，對總干渠的輸水和工程影響做出以下評價和分析。

1 建設項目概況

鎮鎮通天然氣項目穿越潘莊引黃總干渠工程位于禹城市倫鎮燕寨子社區西南，穿越處潘莊引黃總干渠樁號為34+293。項目穿越潘莊總干渠采用定向鉆方式，穿越管道與潘莊總干渠成斜角，角度為77°，管材選用PE100級DN200的高密度聚乙烯管材，承壓1.6MPa，壁厚18.2cm，運用時管道內天然氣壓力為0.4MPa，該管道設計使用壽命50年。

2 輸水影響評估分析

2.1 設計水位的確定

根據 《山東省德州市潘莊引黃灌區續建配套與節水改造可行性研究報告，臺樓閘（29+722）至瓦王閘(43+931)設計渠底高程為23.89～22.69m，設計水位為 27.09～25.89m，底寬 27.5m，邊坡 1∶2，比降 1/11900，流速 0.97m/s。

經內插法計算得潘莊總干渠穿越處（樁號為34+293）設計水位為26.70m，設計渠底高程23.50m。

2.2 水力計算

通過計算，潘莊總干渠斷面水力計算成果如表1所示。

表1 總干渠斷面水力計算成果表

2.3 壅水分析計算

天然氣管道穿越潘莊引黃總干渠工程為河底工程，不會產生壅水現象。

2.4 沖刷分析計算

穿越工程位置處，現已按設計渠底斷面進行了混凝土板護底，河道的抗沖刷能力明顯增強。本報告僅計算最不利情況下的沖刷，即護底損壞、河床裸露情況下的沖刷。采用《河床演變學》中的lacey經驗公式進行計算。

hs=0.47×k×（Qf/1.76Dm0.5）1/3

式中 Qf為流量，m3/s；hs為沖刷深度，m；k 為系數，取0.25；Dm為床沙的平均粒徑，mm。

根據穿越斷面地質資料可知，潘莊總干渠穿越斷面主河床表層為砂壤土，河槽泥沙平均粒徑約為0.027mm，計算成果見表2。

表2 潘莊總干渠穿越斷面處河道沖刷計算參數及成果表

2.5 滲流穩定分析

定向鉆穿越雖然對原工程影響較小的特點，但在穿越工程中總是無法避免會對管道周邊的原土體產生擾動，影響原渠的密實度，使管道周圍土體的滲透性增大，甚至可能會沿管道周邊形成一條滲流通道，建議在施工的過程中加強管理、嚴格施工工藝和進度控制來保證穿越安全，以減少誘發次生災害的可能性。

3 綜合評價

3.1 與水利規劃的關系分析

天然氣管道工程位于潘莊總干渠提防除險加固規劃范圍內，根據《山東省德州市潘莊引黃灌區續建配套與節水改造可行性研究報告》，穿越處左堤防除險加固采用水泥黏土灌漿，孔深10m。穿越處管道中心高程為10.19m，管頂距潘莊總干渠設計渠底13.21m，距潘莊總干渠左堤防16.81～16.86m，距潘莊總干渠右堤頂16.43～16.58m。穿越管道在大堤灌漿深度下，該工程的建設對潘莊總干渠今后的左岸提防除險加固及右岸提頂路整修影響不大。

3.2 與標準的適應性分析

穿越處潘莊總干渠提防為2級提防，出入鉆點應在提防外堤腳100m以外。本工程穿越處管道深在最大沖刷線以下12.37m，入鉆點距趙牛新河左堤防外堤腳61.75m，距潘莊總干渠左堤防外堤腳173.22m，出鉆點距潘莊總干渠右堤防外堤腳114.9m，工程設計均符合相應技術標準及規范的要求。

3.3 對潘莊總干渠輸水的影響

穿越管道不占有干渠的輸水斷面，對干渠的輸水能力不會產生影響，但穿越過程中總是無法避免會對管道周邊的原渠堤土體產生擾動，由于穿越處已進行護底且兩岸均有護砌，輸水下滲量大大減少，故管道穿越雖然對干渠輸水安全有一定的影響，但影響不大。

3.4 對河勢穩定的影響

該工程為地下穿越工程，沒有增加阻水性建筑物，工程的實施對河勢穩定無影響。

3.5 對護岸及其他水利工程和設施的影響

工程的實施對護岸安全雖然有一定的影響，但影響很小。定向鉆穿越護岸兩側施工需開挖基坑，應對開挖基坑回填黏土并夯實，夯實后壓實度不小于0.93，開挖基坑應設置黏性土封口。

3.6 對第三人合法水事權益的影響

該工程的實施不會引起潘莊總干渠內水質的變化及水資源的流失浪費。工程范圍內的土地占用、樹木賠償等問題由建設單位另行妥善解決，建議與下游交通橋管理單位進行溝通，妥善處理關系，其他事宜與第三人合法水事權益不會產生影響。

4 評估結論與建議

根據前面分析、計算及綜合評價，對管道穿越潘莊引黃總干渠得出以下評價結論和建議：

1）根據潘莊總干渠演變分析，此段河岸線較穩定，不會發生大的平面變遷。管道鋪設采用地下穿越方法，管頂埋深均在最大沖刷線以下12.37m，沒有增加阻水性的建筑，管道建設對河勢穩定基本無影響。

2）穿越管道不占有潘莊總干渠輸水斷面，對潘莊總干渠輸水能力不會產生影響。

3）工程位置處，潘莊引黃總干渠已進行護底及岸坡護砌，可以有效地防止滲透對堤防的安全產生影響，建議建設單位對開挖基坑回填黏土并夯實，夯實后壓實度不小于0.93，開挖基坑應設置黏性土封口。

4）管道埋設較深，對將來潘莊引黃灌區續建配套與節水改造工程的實施影響不大。建議穿越出、入鉆口附近應設置閥門井，以便河道內管道發生破裂時能夠及時停止運行，及時減小管道發生突發情況時對潘莊引黃總干渠造成的影響。

5）建設管理單位與水利主管部門應根據《河道管理條例》等有關法律法規要求協商確定天然氣管道安全保護范圍，并設置地面警示標志，以便于水利工程管理與管道安全運行協調一致。