南水北調中線工程穿跨鄰接項目安全影響評價探析

柳雅敏 上官江 張霄倩

摘要：南水北調中線工程沿線社會經濟發展迅速，穿跨項目數量不斷增加，給中線工程運行和風險控制提出了更高要求。基于中線工程特點，研究了南水北調中線干線工程穿跨鄰接項目安全影響評價的工作重點，分析了穿跨鄰接項目必要性和符合性，以及工程布置、中線工程建筑物、施工等方面安全影響評價等重點內容，并結合穿跨項目的工程實踐，分析了典型工程施工的風險控制點。研究成果可為類似工程的安全影響評價工作提供參考。

關鍵詞：穿跨鄰接項目; 安全影響評價; 風險控制; 南水北調中線工程

中圖法分類號：TV68 文獻標志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.06.015

文章編號：1006 - 0081（2022）06 - 0080 - 05

0 引 言

南水北調中線一期工程全長1 432 km，途經河南、河北、天津和北京4個省市，工程通水6 a多來，自陶岔渠首累計調水入渠水量達400億m3，其中，向津冀豫生態補水59億m3。中線工程已成為京津冀豫沿線大中城市地區主力水源，直接受益人口增加至7 900萬人，成為支撐沿線經濟社會發展和生態文明建設，保障人民群眾飲水安全不可替代的重大基礎設施。

南水北調中線工程除北京、天津段采用地下管涵外，其余基本采用明渠輸水方式，將渠道沿線分為左右兩岸，建設期間已考慮眾多交叉工程。隨著社會經濟不斷發展和城市建設的需要，新建公路、鐵路、輸水管道、石油天然氣管道、輸電線路等工程項目需要穿跨鄰接南水北調中線工程，這些項目的建設和運行對南水北調中線工程的安全運行產生了影響，給運行管理提出了更高要求[1-2]。

1 南水北調中線干線工程穿跨鄰接項目概況

穿跨鄰接項目指在南水北調中線干線工程管理范圍和保護范圍內穿越、跨越、鄰接中線干線工程的橋梁、公路、鐵路、地鐵、管道、纜線、取水、排水等工程設施。在中線干線工程下部、上部通過的工程分別稱為穿越、跨越項目，工程保護范圍內建設的工程稱為鄰接項目。截至目前，沿線各地穿跨鄰接南水北調工程項目共計近500項（其中工程通水后平均每年30多項），涉及公路、鐵路、電力、電信、市政、石化等多個行業。其中，跨越項目數量最多，占整個穿跨鄰接項目總數的一大半，其次是穿越項目，鄰接項目數量最少。

為保證南水北調中線工程的安全運行，國務院、水利部、沿線省政府、市政府出臺了系列管理文件。對于穿跨鄰接項目，南水北調中線干線工程建設管理局發布了《穿跨鄰接南水北調中線干線工程項目管理規定》《穿跨鄰接南水北調中線干線工程項目設計技術要求》《穿跨鄰接南水北調中線干線工程項目安全影響評價導則》等文件，以進一步加強穿跨鄰接項目管理、設計及安全影響評價管理，保障南水北調中線干線工程安全、供水安全、水質安全。

2 安全影響評價重點

穿跨鄰接項目對南水北調中線工程的影響是多方面的，對于工程安全影響評價來說，主要有以下幾點。

2.1 必要性評價

（1） 在評價穿越、跨越項目的必要性時，應重點了解項目前期規劃階段線路，在規劃階段應考慮避免穿越跨越或減少穿越跨越次數。

（2） 在評價鄰接項目的必要性時，應重點復核工程保護范圍與鄰接項目的線路位置相對關系，盡量避免在工程保護范圍內通過鄰接項目;如不可避免，應盡量減少在工程保護范圍內的鄰接項目長度。

（3） 放射性、易燃、易爆、化學腐蝕、污水等特殊種類管道（線）不宜穿跨鄰接中線干線工程。對于確需穿跨鄰接的特殊種類管道（線）和穿越強膨脹土、煤礦采空區和全填方渠段等特殊渠段的項目，應進行充分的位置必要性和技術方案論證，采取相應的加強措施確保中線干線工程安全、運行安全和水質安全。

2.2 符合性評價

對穿跨鄰接項目進行符合性評價時，應復核其項目前期建設程序的完整性和合規性：① 原則上應具有安全影響評價階段前一個階段的正式批復意見，必要時還需要相應生態環境主管部門的批復意見;② 需進行形式審查，復核穿跨鄰接項目設計報告的編制單位設計資質、設計依據的正確性與完備性、基本資料是否滿足穿跨鄰接項目設計及安全影響評價要求、設計報告的完整性。

2.3 工程布置安全影響評價

（1） 應分析評價穿跨鄰接項目位置及線路選擇的合理性。強膨脹土、煤礦采空區和全填方渠段等特殊渠段不宜布置穿越項目。穿越、跨越項目與中線干線工程宜采用正交方式布置，交角不宜小于60°。

跨越工程布置主要指標性參數如下：① 跨越項目應采用一跨跨越中線干線工程管理范圍，橋梁墩臺距離中線干線工程保護圍欄不小于5 m;② 運行維護道路以上凈空不小于4.5 m;③ 防拋網防護高度不低于2.5 m;④ 跨越工程跨越中線天津干線工程暗涵段時，原則上橋墩和防護樁等工程設施與暗涵外輪廓線距離不應小于8 m，橋梁與地面凈空不宜小于16.5 m，考慮提前設置防護措施（鋼板樁、防護樁等）的凈空不應小于4.5 m，受地形與坡面縱坡等限制，無法滿足4.5 m時，在滿足橋梁吊移或平移等應急處置情況下，橋梁與地面凈空不應小于2 m。

穿越工程布置主要指標性參數如下：① 穿越中線干線工程渠道，采用頂進及盾構方式時，其渠坡底板結構層以下管頂埋深不應小于管道最大外徑的2倍且不小于5 m;② 采用水平定向鉆方式穿越時，在填方渠段管頂埋深不應小于地面以下15倍管道最大外徑且不應小于15 m，在挖方及半挖半填渠段管頂埋深不應小于渠底以下15倍穿越管道最大外徑且不應小于15 m。穿越中線干線工程暗涵（管涵）時，采用頂進及盾構方式時，其暗涵（管涵）埋深不應小于穿暗涵（管涵）管道最大外徑的2倍且不小于5 m;對于雙管或多管并排穿越時，管道埋深需充分論證并考慮雙管或多管疊加影響后確定;采用定向鉆方式時，管道埋深不宜小于箱涵底結構層以下10 m，石油、天然氣等管道埋深不宜小于箱涵底結構層以下15 m。

（2） 應分析評價建筑物型式選擇及工程布置是否滿足管理范圍和保護范圍的相關要求，是否符合不影響中線干線工程建設、運行及管理的相關要求。應分析評價工程布置對水質安全影響。

2.4 中線干線工程建筑物安全影響評價

主要對建筑物設計標準、結構設計計算內容（計算工況、計算方法和計算成果）進行分析評價。

（1） 由于跨越橋梁結構、跨越送電線路結構專業性較強，建議進行結構專項復核工作。對頂管、定向鉆等其他項目，可對涉及工程安全的關鍵影響指標或參數進行獨立計算復核。

（2） 分析評價穿跨鄰接項目的運行維護對中線干線工程（一般包括運行維護道路、綠化帶、截流溝、保護圍欄、渠道抗滑樁等）、輸電線路、通訊光纜、安全監測等設施運行維護的影響及處置措施的有效性、合理性。

（3） 跨越線塔應復核是否與南水北調中線干渠35 kV永久供電線路存在交叉情況，跨越干渠線路導線最大弧垂下距離干渠35 kV永久供電線路安全距離應滿足規程規范和南水北調中線工程的相關要求。

2.5 施工安全影響評價

（1） 施工方案、施工場地布置是否符合不影響中線干線工程安全運行及維護管理、不污染水質的原則。

（2） 施工技術要求和施工措施是否符合相關技術標準要求;施工臨時設施對中線干線工程防洪影響分析評價、相應處置措施是否合理有效。

（3） 施工期的環境保護及跡地恢復措施是否符合水質保護及中線干線工程運行管理及維護相關技術規定要求。

（4） 施工期安全監測是否完備且具有針對性和可實施性。

（5） 工程施工對中線干線工程、輸電線路、通訊光纜、安全監測等設施及其運行維護條件的影響及其處置措施的有效性、合理性。

（6） 施工度汛及應急預案是否合理，且具有針對性和可實施性。

2.6 第三方安全監測評價

由水利部辦公廳印發的《穿跨鄰接南水北調中線干線工程項目管理和監督檢查辦法（試行）》明確規定：對安全風險較大的穿跨鄰接項目，中線干線工程管理單位應單獨或聯合穿跨鄰接項目建設方共同委托有資質的第三方安全監測單位實施安全監測。

第三方安全監測評價包括監測項目的內容、方法、頻次、測點布置、預警值及控制標準等合理性，監測設備選型正確性以及監測資料整編要求的正確性。

3 穿跨鄰接項目施工主要風險控制

目前，南水北調中線工程已完成近500項穿跨鄰接項目，其中有些項目在施工過程中出現了局部風險。結合南水北調中線工程特點和實際穿越工程，對定向鉆、頂管、橋梁和線塔等典型穿跨越工程施工技術方案的重點問題進行分析[3]。

3.1 定向鉆施工

定向鉆施工采用定向鉆穿越的管道一般輸送原水、污水、天然氣和石油等介質。定向鉆施工過程中容易發生孔洞淤堵，形成局部壓力艙，局部壓力升高導致泥漿從土層薄弱處冒出[4-6]。造成孔洞淤堵的原因可能為：① 沒有根據土層變化和返回的泥漿性能變化情況，對泥漿配比進行及時調整，泥漿性能與土質性質不匹配，導致泥漿沒有起到良好的護壁作用和攜帶泥沙的作用;② 擴孔器選型不當：桶式擴孔器適合軟質土層，板式擴孔器適合砂性土層;③ 擴孔行進速度過快，應盡量增加擴孔次數：由于速度過快，單位時間內切削的土量較大，泥漿攜帶能力相對不足，不能及時將切削的泥土攜帶出孔，孔內堆積物逐漸增多，導致孔內壓力升高[7-10]。

為減小定向鉆施工隊伍的水平差異對南水北調中線工程的影響，在2021年頒布的相關管理規定中要求，管徑小于80 cm管道（油氣管道50 cm）才能采用定向鉆方案，超過這一標準則需采用頂管施工方案。

3.2 頂管施工

頂管穿越一般為管道穿越，在穿越管道公稱直徑DN大于等于800 mm及油氣管道大于等于500 mm時，宜采用頂進套管方式，在套管內敷設油氣管道穿越。采用頂進套管穿跨鄰接中線干線工程時，套管結構安全等級應按照SY/T 7022《油氣輸送管道工程水域頂管法隧道穿越設計規范》一級進行設計，并按照水利工程一級建筑物進行安全復核。

頂管施工過程中可能遇到的安全風險有：① 沿管線地質土層變化頻繁，未了解地質土層的變化情況及地下水情況;② 施工前未探明沿線地下管線的位置、埋深和走向，對其造成破壞，引發安全事故;③ 施工前未探明穿越處渠道附近是否有樁基，在頂進過程中沒有控制好頂力和頂進方向，對樁基造成破壞[11-12]。

為減小頂管施工對南水北調中線工程的影響，豎井進出洞周邊5 m區域應進行局部地基加固。頂進中繼間不應布置在渠底和箱涵下方，與渠底和箱涵邊緣距離不應小于5 m。

3.3 橋梁施工

為避免橋梁樁基礎對南水北調中線工程結構造成破壞，新建橋梁都采用一跨跨越南水北調管理范圍。橋梁施工過程中可能遇到的安全風險及控制措施包括：① 針對樁基承臺施工基坑對保護圍欄、渠道邊坡的不利影響，可采用鋼板樁或混凝土樁基防護，施工完后保留在土體內;② 針對地下水、膨脹土土層對橋梁樁基的不利影響，應做好防排水措施，橋梁樁基設計時考慮膨脹土的上拔力不利因素;③ 針對橋梁施工時廢水廢渣掉入渠道情況，橋梁設計在原則上宜采用轉體施工結構方案，渠道內可鋪設浮橋，確保橋梁下南水北調工程、水質和運行的安全[13]。

3.4 線塔施工

高壓線塔跨越檔距一般較大，線塔基礎基本可以布置于一級飲用水水源保護區范圍之外，重點對線塔立面布置及施工措施進行評價。

跨越線塔在施工前應先根據平斷面圖對原有線路檔距進行復測;應根據平斷面圖核對有無新增的高低壓線路、房屋等設施，如發現有平斷面圖上未反映出來的新增設施，應重新進行相應復核。施工后及時測量導線對地和對35 kV永久供電線路的距離，并核對設計值。封網施工及導線展放時導引繩、牽引繩應注意與35 kV永久供電線路保持安全距離[14-15]。

4 結 語

隨著地方經濟的進一步發展，南水北調中線干線工程穿越跨越鄰接項目數量將逐步增長，并對南水北調中線干線工程的運行管理帶來影響。南水北調中線干線工程運行管理部門需要在穿越跨越鄰接項目前期階段介入審批過程，嚴格審批規劃線路，盡可能尋找無需穿越跨越鄰接的可替代性方案。

穿越跨越鄰接項目大部分風險是在施工過程中產生的，在經過南水北調中線干線工程運行管理部門審批后，施工過程中應嚴格落實經評審的施工措施控制，杜絕由于施工措施控制不到位而產生的風險。

在穿越跨越鄰接項目施工完成后，利用布設的安全監測設備，緊密監控項目的運行，一般應至少持續監測半年直至監測數據穩定為止。項目的檢修及維修方案應經南水北調中線干線工程運行管理部門同意方可實施，并接受其監督，從而避免檢修及維修帶來的風險。

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Research on safety impact assessment of projects crossing canal of Middle Route Project of South-North Water Diversion

LIU Yamin， SHANG Guanjiang， ZHANG Xiaoqian

（Changjiang Survey， Planning， Design and Research Co.， Ltd.， Wuhan 430010， China）

Abstract： In recent years， the local economy along Middle Route Project of South-North Water Diversion develops rapidly， which leads to the continually increasing of the projects crossing the canal， and a higher requirement of the operation level and risk control of the Middle Route Water Diversion Scheme. Based on the characteristics of the Middle Route Water Diversion Scheme， the key work of safety impact assessment of the projects the canal of Middle Route Project of South-North Water Diversion is researched， and the key contents of safety impact assessment of the necessity， conformity， project layout， structure? and construction are analyzed. The construction risk control points of the typical projects are analyzed with the engineering practice of the projects crossing the canal to provide reference to the safety impact assessment of the similar projects.

Key words： canal crossing project;safety impact assessment; risk control; Middle Route Project of South-North Water Diversion