燃气管道定向穿越潘庄干渠输水影响评价

曹延路，李元波，刘 勇

（德州市潘庄灌区管理局，山东 禹城 251200）

近年来，随着国民经济的发展及城镇化建设的新需求，农村社区建设配套工程逐步开展，涉及管道穿越的自来水和燃气施工建设逐年增多。潘庄干渠作为人工开挖的半地上干渠，实施跨河穿越工程一旦失败，将给国家和人民财产带来不可估量的损失，为保证干渠输水安全，现结合一起燃气管道定向穿越总干渠工程案例，对总干渠的输水和工程影响做出以下评价和分析。

1 建设项目概况

镇镇通天然气项目穿越潘庄引黄总干渠工程位于禹城市伦镇燕寨子社区西南，穿越处潘庄引黄总干渠桩号为34+293。项目穿越潘庄总干渠采用定向钻方式，穿越管道与潘庄总干渠成斜角，角度为77°，管材选用PE100级DN200的高密度聚乙烯管材，承压1.6MPa，壁厚18.2cm，运用时管道内天然气压力为0.4MPa，该管道设计使用寿命50年。

2 输水影响评估分析

2.1 设计水位的确定

根据 《山东省德州市潘庄引黄灌区续建配套与节水改造可行性研究报告，台楼闸（29+722）至瓦王闸(43+931)设计渠底高程为23.89～22.69m，设计水位为 27.09～25.89m，底宽 27.5m，边坡 1∶2，比降 1/11900，流速 0.97m/s。

经内插法计算得潘庄总干渠穿越处（桩号为34+293）设计水位为26.70m，设计渠底高程23.50m。

2.2 水力计算

通过计算，潘庄总干渠断面水力计算成果如表1所示。

表1 总干渠断面水力计算成果表

2.3 壅水分析计算

天然气管道穿越潘庄引黄总干渠工程为河底工程，不会产生壅水现象。

2.4 冲刷分析计算

穿越工程位置处，现已按设计渠底断面进行了混凝土板护底，河道的抗冲刷能力明显增强。本报告仅计算最不利情况下的冲刷，即护底损坏、河床裸露情况下的冲刷。采用《河床演变学》中的lacey经验公式进行计算。

hs=0.47×k×（Qf/1.76Dm0.5）1/3

式中 Qf为流量，m3/s；hs为冲刷深度，m；k 为系数，取0.25；Dm为床沙的平均粒径，mm。

根据穿越断面地质资料可知，潘庄总干渠穿越断面主河床表层为砂壤土，河槽泥沙平均粒径约为0.027mm，计算成果见表2。

表2 潘庄总干渠穿越断面处河道冲刷计算参数及成果表

2.5 渗流稳定分析

定向钻穿越虽然对原工程影响较小的特点，但在穿越工程中总是无法避免会对管道周边的原土体产生扰动，影响原渠的密实度，使管道周围土体的渗透性增大，甚至可能会沿管道周边形成一条渗流通道，建议在施工的过程中加强管理、严格施工工艺和进度控制来保证穿越安全，以减少诱发次生灾害的可能性。

3 综合评价

3.1 与水利规划的关系分析

天然气管道工程位于潘庄总干渠提防除险加固规划范围内，根据《山东省德州市潘庄引黄灌区续建配套与节水改造可行性研究报告》，穿越处左堤防除险加固采用水泥黏土灌浆，孔深10m。穿越处管道中心高程为10.19m，管顶距潘庄总干渠设计渠底13.21m，距潘庄总干渠左堤防16.81～16.86m，距潘庄总干渠右堤顶16.43～16.58m。穿越管道在大堤灌浆深度下，该工程的建设对潘庄总干渠今后的左岸提防除险加固及右岸提顶路整修影响不大。

3.2 与标准的适应性分析

穿越处潘庄总干渠提防为2级提防，出入钻点应在提防外堤脚100m以外。本工程穿越处管道深在最大冲刷线以下12.37m，入钻点距赵牛新河左堤防外堤脚61.75m，距潘庄总干渠左堤防外堤脚173.22m，出钻点距潘庄总干渠右堤防外堤脚114.9m，工程设计均符合相应技术标准及规范的要求。

3.3 对潘庄总干渠输水的影响

穿越管道不占有干渠的输水断面，对干渠的输水能力不会产生影响，但穿越过程中总是无法避免会对管道周边的原渠堤土体产生扰动，由于穿越处已进行护底且两岸均有护砌，输水下渗量大大减少，故管道穿越虽然对干渠输水安全有一定的影响，但影响不大。

3.4 对河势稳定的影响

该工程为地下穿越工程，没有增加阻水性建筑物，工程的实施对河势稳定无影响。

3.5 对护岸及其他水利工程和设施的影响

工程的实施对护岸安全虽然有一定的影响，但影响很小。定向钻穿越护岸两侧施工需开挖基坑，应对开挖基坑回填黏土并夯实，夯实后压实度不小于0.93，开挖基坑应设置黏性土封口。

3.6 对第三人合法水事权益的影响

该工程的实施不会引起潘庄总干渠内水质的变化及水资源的流失浪费。工程范围内的土地占用、树木赔偿等问题由建设单位另行妥善解决，建议与下游交通桥管理单位进行沟通，妥善处理关系，其他事宜与第三人合法水事权益不会产生影响。

4 评估结论与建议

根据前面分析、计算及综合评价，对管道穿越潘庄引黄总干渠得出以下评价结论和建议：

1）根据潘庄总干渠演变分析，此段河岸线较稳定，不会发生大的平面变迁。管道铺设采用地下穿越方法，管顶埋深均在最大冲刷线以下12.37m，没有增加阻水性的建筑，管道建设对河势稳定基本无影响。

2）穿越管道不占有潘庄总干渠输水断面，对潘庄总干渠输水能力不会产生影响。

3）工程位置处，潘庄引黄总干渠已进行护底及岸坡护砌，可以有效地防止渗透对堤防的安全产生影响，建议建设单位对开挖基坑回填黏土并夯实，夯实后压实度不小于0.93，开挖基坑应设置黏性土封口。

4）管道埋设较深，对将来潘庄引黄灌区续建配套与节水改造工程的实施影响不大。建议穿越出、入钻口附近应设置阀门井，以便河道内管道发生破裂时能够及时停止运行，及时减小管道发生突发情况时对潘庄引黄总干渠造成的影响。

5）建设管理单位与水利主管部门应根据《河道管理条例》等有关法律法规要求协商确定天然气管道安全保护范围，并设置地面警示标志，以便于水利工程管理与管道安全运行协调一致。