劉偉 鄧豐林 馬燁

國家管網(wǎng)集團西南管道公司蘭州輸油氣分公司

西南管道蘭州輸油氣分公司所轄蘭成渝管道、蘭成管道、隴西支線(xiàn)管道累計穿越渭河9次，均為大開(kāi)挖方式。由于河水對河床的沖刷使管道上方原有覆土逐漸減少，汛期遇到強降雨、水位上漲等情況時(shí)極易發(fā)生露管、露纜現象。為了解決這一問(wèn)題，通過(guò)修建“鋼筋混凝土灌注樁+鋼筋混凝土擋土板”工程進(jìn)行保護，用較少投資取得了較好效果。

1  穿河段管道保護措施比較

1.1  鋼筋（鉛絲）石籠

在受到較強降雨影響致使管道、光纜出現暴露或淺埋等現象時(shí)，可以采用鋼筋（鉛絲）石籠進(jìn)行應急處置，以達到暫時(shí)性保護作用。但石籠自身的耐銹蝕能力不強，再加上水流沖刷力的作用，會(huì )因受力超出極限狀態(tài)而被河水沖毀。

1.2  重力式擋土墻

重力式擋土墻相較于鋼筋（鉛絲）石籠對河床的提升效果更佳、治理效果更加明顯。目前，重力式擋土墻的主要材料有鋼筋混凝土及漿砌石兩種。其中鋼筋混凝土擋土墻相較于漿砌石擋土墻更加便利、耐用程度更高。但用于管道穿越大型河道時(shí)，因施工條件限制，擋土墻基礎往往只有1米至2米。而大型河流中心區域流速快、流量大、受力強，擋土墻易被水沖毀。同時(shí)，長(cháng)度較長(cháng)的連續性擋土墻在受垂直水流荷載的長(cháng)期作用下，其穩定性會(huì )隨之減弱，墻身乃至基礎會(huì )因發(fā)生失穩現象而導致?lián)p毀。如蘭成管道建管初期河道穿越普遍使用此類(lèi)治理措施，近年來(lái)受雨水增加影響，擋土墻均已出現不同程度的破損，無(wú)法滿(mǎn)足管道保護預期要求。

1.3  定向鉆穿越

對比大開(kāi)挖穿越，定向鉆穿越管道埋深相對更深，安全系數更高，并且能最大程度保證土質(zhì)的穩定性，確保原有土質(zhì)不被破壞，減少因水流引起的河床土沖刷量。但通過(guò)此種方式對原有大開(kāi)挖穿越管道進(jìn)行改線(xiàn)施工成本高，施工工藝更復雜。定向鉆還受制于管材的曲率半徑和地下地質(zhì)情況，如直徑610毫米管道一般要求定向鉆長(cháng)度不小于400米，加長(cháng)定向鉆鉆孔長(cháng)度會(huì )使施工成本增加；而遇到卵石層時(shí)管線(xiàn)防腐層極易受損且無(wú)法維修維護，導致管線(xiàn)壽命縮短。

2 “鋼筋混凝土灌注樁+鋼筋混凝土擋土板”工程

2.1  工程內容

（1）在位于管道穿越段下游8米至10米位置設置鋼筋混凝土灌注樁，灌注樁用沖擊鉆或旋挖鉆鉆孔，成孔后，開(kāi)始安裝鋼筋籠和澆筑混凝土。灌注樁樁徑設置為1米，樁長(cháng)依據前期勘察資料及現場(chǎng)施工實(shí)際情況確定，渭河穿越區域樁長(cháng)設置為8米至10米，灌注樁間距一般為3.6米。

（2）灌注樁澆筑完成，于灌注樁頂部修建鋼筋混凝土連續梁，連續梁尺寸一般設置為寬1米、高1米，長(cháng)度依據灌注樁數量確定。具有整體式結構的地下鋼筋混凝土連續梁采用“后澆帶”工藝施工，且縫寬不宜小于0.8米，后澆帶應每30米至40米設置一道。

（3）待鋼筋混凝土灌注樁強度達到70%后，緊貼樁身于上游設置鋼筋混凝土擋土板，鋼筋混凝土擋土板可采用現澆或預制安裝的形式。預制擋土板按3.6米樁距計算，每塊擋土板尺寸為長(cháng)7.2米、高2米、厚0.2米，鋼筋混凝土擋土板和樁身采用植筋形式進(jìn)行連接固定，同時(shí)對外露鋼筋刷防銹漆保護。鋼筋混凝土擋土板預留泄水孔，以減小水流的垂直沖擊力。

（4）主河床段緊貼樁板結構下游修建鋼筋石籠跌水，用于減小水流垂直沖刷對上游水工設施基礎的掏蝕。鋼筋石籠跌水一般設置兩至三階，高度及寬度可根據現場(chǎng)落差確定，長(cháng)度根據連梁長(cháng)度確定。

2.2  施工工藝

主要工藝包括灌注樁的鉆孔與澆筑、連梁澆筑、擋土板預制或澆筑及鋼筋石籠安裝。施工過(guò)程中多個(gè)工藝可同步進(jìn)行，灌注樁及石籠的鋼筋焊接工作可在預制場(chǎng)完成后運抵施工現場(chǎng)，縮短了施工周期。施工過(guò)程中鉆孔、基槽開(kāi)挖等均為機械施工，降低了施工人員勞動(dòng)強度，提升了安全性。

2.3  治理效果

經(jīng)在蘭成渝管道K179+400米、蘭成管道K184+800米、蘭成渝管道K243+200米與蘭成管道K263+300米并行段等三處渭河穿越管段實(shí)際應用，穿越渭河管道實(shí)際應用，治理工程保護效果明顯，達到了預期目標。這是因為灌注樁基礎較深支撐效果良好，上方連梁及鋼筋混凝土擋土板起到了雙重防護作用，同時(shí)將水流沖刷力分散于灌注樁上，最大程度降低了局部集中受力，對工程本身起到了保護作用。同時(shí)下游淤土壩對于減緩水流對連梁的沖刷、減輕對河面的掏蝕也起到了重要保護作用。

2020年汛期，甘肅地區較往年降雨量增加近三分之一，隴西、武山境內渭河水位達到40年來(lái)最高水位。雨后巡檢表明，三處治理工程整體基本完好，僅蘭成渝管道K243+200米與蘭成管道K263+300米并行段河道中心區域的石籠及擋土板有局部沖毀現象，及時(shí)修復即可；其余兩處管道及光纜均達到預期保護效果。

3  結語(yǔ)

“鋼筋混凝土灌注樁+鋼筋混凝土擋土板”工程，建設投資每百米造價(jià)介于140～150萬(wàn)元之間；以高2米、寬2米的普通鋼筋（鉛絲）石籠為例，每百米造價(jià)分別為16萬(wàn)元和12萬(wàn)元。據文獻資料，近年來(lái)西南地區管道穿越河流定向鉆工程投資為每百米造價(jià)約1200萬(wàn)元。相比較前者施工成本低，可靠性相對較高，并且簡(jiǎn)化了施工流程，具有較高的性?xún)r(jià)比。

作者簡(jiǎn)介：劉偉，1994年生，助理工程師，西南石油大學(xué)畢業(yè)，現主要從事管道保護、水工治理、地災識別與防治工作。聯(lián)系方式：18093275159，1196097976@qq.com。