非開挖電力管線下穿河道的問題及防護措施

范春英

（1.上海市水務局行政服務中心，上海市 200050；2.上海市海洋局行政服務中心，上海市 200050）

1 概述

為了加強上海市河道安全，維護河網生態，規范上海市河道管理范圍內建設項目，保障城市防汛安全，上海市水務局編制的《上海市跨、穿、沿河構筑物河道管理技術規定》中進行了詳細的規定說明，跨、穿、沿河構筑物的范圍包括橋梁、碼頭、隧道、管道、纜線、取水口、排水口和親水平臺等構筑物[1]，其建設方案需符合技術規范要求。

結合《中華人民共和國防洪法》、《上海市防汛條例》、《上海市河道管理條例》等相關法律法規和技術標準的相關要求，結合上海市實際情況，對河道管理范圍內建設電力管線相關工程進行深入討論分析。

本文結合電力排管配套供電工程的相關涉河論證經驗，對電力管線非開挖定向鉆進技術下穿河道需要考慮的問題和隱患進行分析，并對河道堤防結構防護措施提出建議。對維護河道堤防安全，保持河勢穩定和河道行洪、輸水通暢均有著重要意義。

2 典型電力管穿河斷面

目前電力管穿河典型斷面主要分為有無河道護岸結構兩種，示意圖如圖1 所示。根據《上海市防汛工作手冊》（2018 版）的相關規定[2]，上海不同片區防汛地坪標高不同，本文以浦東為例，地坪標高為4.20 m，浦東片內河道常水位在2.5～2.8 m。

圖1 電力管下穿管典型斷面（單位：m）

3 電力管下穿河道的常見問題

3.1 河道堤防按規劃實施情況

上海浦東河系豐富，河網密集，涉及區管、鎮村級規劃河道較多，河道現狀基本分以下四種情況：（1）與河道藍線相符且現狀已有護岸結構；（2）與河道規劃藍線相符，但現狀沒有護岸結構；（3）與河道規劃藍線不符，但現狀已有護岸結構；（4）與河道規劃藍線不符，且沒有護岸結構。

以上除（1）情形河道已符合藍線規劃標準外，其余情況均存在不達標因素，根據《上海市跨、穿、沿河構筑物河道管理技術規定（試行）》（以下簡稱“河道管理技術規定”）：3.4 燃氣、油料、原水飲水等管線穿越河道的，其保護范圍內河道上下游兩岸堤防（防汛墻）必須按照規劃要求同步實施（河道兩岸新建堤防長度均不應小于30 m）[1]。電力管線穿越河道符合規定情形，需要對規劃河道兩岸30 m 范圍不達標岸段進行達標改造。對于情況（2）雖與藍線相符，護岸型式為生態草皮護坡結構，電力排管穿管后不利于后期加強護岸結構和實施河道整治。情況（3）雖現狀已滿足強度要求，但水面率及河道的行洪能力并未達到規劃要求。

3.2 河道護岸資料難以收集

目前對于河道護岸資料，沒有完整的系統性體系和資料庫供查詢參考，年代較近的堤防工程在河道管理部門做過相關備案，經調查可以獲得較為詳實的圖紙資料。但對于年代久遠的河道工程，斷面圖紙資料缺失，或在移交過程中丟失，已經難以收集，僅能通過現場調查踏勘進行初步推測斷面型式。

護岸資料的不確定增加了實際施工過程中的不確定因素，屬于電力排管穿河對河道護岸結構的隱患之一。河道護岸斷面資料直接影響到電力排管頂高程的確定，頂高程過高則有與老結構樁基資料相撞的風險，影響河道堤防結構的安全穩定；頂高程過低，從經濟性角度來說不合理，增加電力建設單位成本投入和技術要求。

3.3 電力排管埋深符合性討論

根據河道管理技術規定中穿河構筑物規定：“3.1穿河構筑物的頂部（包括保護層）距規劃河底（現狀河底高程低于規劃河底的，按現狀計算）的埋置深度不應小于100 cm”[1]。

河道若無樁基結構，符合圖1 電力管穿管典型斷面（a）所示，則按照規定，位于規劃河底高程埋置深度需≥1 m。

但考慮現狀堤防結構絕大部分有樁基結構且樁底高程低于規劃河底高程的情況，為保障電力管穿河的安全性，電力排管埋深需保證樁基與管頂之間具有一定的安全距離。

3.4 電力工作井與河道距離符合性討論

根據河道管理技術規定中：“3.3 穿河管線工作井的布置不應影響堤防的安全，并應滿足河道整治及維護管理的需要，距離規劃藍線不應小于10 m”[1]。

工作井應遠離河道規劃藍線大于10 m，且不在河道陸域控制線范圍內。需注意存在工作井在陸域控制線內，但滿足距離河道藍線＞10 m 的情況下，工作井應避開河道防汛通道，不影響河道的日常管養和防汛通道的貫通，將工作井位置和埋深上報水務部門，做好工作井與河道堤防之間的防護措施。

3.5 對河道行洪排澇影響

電力排管工程涉及河道部分若采用非開挖下穿河道不會對河道本身的行洪排澇受到影響，但對于工程涉及代建護岸的情形需另行考慮河道護岸整治是否涉及圍堰及臨時防汛設施，是否會對河道的行洪排澇產生不利影響。

3.6 各專業協調配合不夠順暢

電力管穿河，涉及道路橋梁工程、水利工程等不同專業之間的交叉施工，涉及水務市政行業部門和綠化市容部門的溝通協調，不同專業和部門單位之間信息共享不夠及時，導致信息存在滯后性，協調配合不夠順暢。需在電力排管穿河前后做好相關單位部門之間的對接工作，遵循工程安全第一、降低相互影響、不影響遠期效益的原則。

4 電力管下穿對河道的影響分析

4.1 整體穩定性影響分析

在施工期及正常運行期兩種工況下，河道護岸整體穩定安全系數以及抗滑穩定和抗傾覆安全系數需要根據具體河道的情況經計算確定。在電力管穿河的案例中，穿管對河道整體穩定性影響較小，一般整體穩定安全系數大于規范規定值。

4.2 堤防變形影響分析

電力排管非開挖定向鉆進施工，需根據鉆孔擴孔大小、鉆孔數量，頂管埋深，以及鉆孔施工順序進行模擬計算，預測管道施工引起的堤防變形。土體損失率參數在模擬中決定了變形位移的大小，此參數與施工水平、土質條件、和管道軸線埋深有關[3]，需在施工方案中進行明確規定，控制施工工藝。在電力管穿河的案例中，經有限元軟件計算，穿管對河道堤防位移較小，一般小于規范要求10.0 mm。

5 對河道堤防保護的措施建議

5.1 加強現狀護岸結構斷面的復核

加強河道護岸資料的收集，結合河道管理部門檔案室和河長辦等部門的工程資料，進行現狀復核。針對現狀護岸資料難以收集的情況下，建議施工單位在實施非開挖定向鉆進前，對穿越河道的防汛墻結構型式進行進一步探摸，如與論證報告中現狀護岸結構出入較大，應該立即通知報告編制單位進行再論證，通知設計單位進行設計方案修改，告知建設單位及行業部門，確保堤防結構和防汛安全[4]。

5.2 定向鉆進施工質量控制

排管施工采用非開挖定向鉆進的施工方式，土體損失率與施工水平和土層條件關系較大，建議施工期間從以下幾方面對施工質量進行把控。

上海地區土層大部分為軟質土層，隨著施工穿越深度的加深，盡量降低泥漿中的失水量，有效控制施工過程中泥漿的粘度與壓力；若在沙質土層中進行定向鉆進穿越施工，孔壁容易發生坍塌與地陷，可以考慮在泥漿中加入膨潤土或者長鏈聚合物，從而使孔壁形成薄的泥皮，有效防止施工中的泥漿漏失，當孔道內填滿泥漿時將對孔壁產生一定的壓力，從而使孔壁具有一定的穩定性。

優化土體掘進工藝可以降低土體損失率。可以采用合理的掘進方式和掘進速度，減少土體的散落和損失。

嚴格控制施工現場的環境，避免因為外界因素的干擾導致土體損失率的增加。

鉆機安裝做到牢固、平穩，經檢驗合格后進行試運轉，并根據穿越管徑的大小、長度和鉆具的承載能力調整拖拉力。

5.3 做好施工期監測方案

在施工期間做好河道堤防沉降、水平位移以及墻體變形裂縫的監測，在本工程范圍內及相鄰分段堤防墻頂布設監測點，間距15 m 左右，沉降縫兩側需各布置一個。施工期間每天1～2 次，結束后可逐漸降低頻率直到變形穩定為止。

在一天內沉降量大于2 mm 和累計水平位移、沉降量≥10 mm、沉降縫處錯位≥5 mm、側傾≥1%、墻體裂縫寬度≥1.0 mm 以上情況發生時，立刻停工，向有關部門報警，調查原因，排除隱患。

5.4 保證施工期水質及荷載控制

施工期產生的廢水不得隨意排放，經污水處理工藝后方可排放。項目建設過程可盡量減小對周邊水環境的影響，保證對河道水質的影響最小。

施工期堤后荷載控制在10 kPa，嚴禁堤防后方側近距離、大面積、長時間堆放重物或停放大型車輛，保障河道堤防安全。

6 結 論

結合上海市河道管理相關技術規定，針對非開挖電力管穿越河道的2 種典型斷面，從堤防斷面結構保護、施工期位移控制、電力排管符合性分析等多個方面的問題進行分析，并提出堤防防護措施，嚴格做好現狀護岸結構安全復核及施工質量控制，確保河道堤防安全，不影響河勢及行洪排澇，從而對上海市防洪安全提供保障。