跨越南水北调配套工程输水管线的工程安全评价分析——以南水北调中线邯石段高邑县北高工业路恢复工程跨越高邑输水管线工程为例

张俊青

南水北调中线工程对河北省经济社会高质量发展和生态环境保护方面发挥了重要作用，通水以来，全省对江水的依赖程度也越来越高。配套工程上接中线总干渠，下连城市水厂，担负着承上启下的输水任务，是南水北调工程在河北省发挥效益的关键，输水管线遍布7 个设区市、92 个县（市、区）。但随着各地社会经济的快速建设发展，其他工程穿越、占压、邻接配套输水管线工程情况时常发生，影响管线安全运行，为确保输水管线在运行维护、检修保养、水质检测和工程管理等方面安全，最大程度减小跨越工程对输水管道的不利影响，对相关跨越工程进行安全评价，是非常必要的。

现以南水北调中线邯石段高邑县北高工业路恢复工程跨越高邑输水管线工程为例，进行安全影响评价分析。

1.高邑输水管线工程概况

石家庄市南水北调配套水厂以上输水管道工程高邑县输水管线（以下简称“高邑线”）由南水北调总干渠泲河分水口门至高邑地表水厂，承担着向高邑县供水的任务。该输水管道自泲河口门引水，有压重力流输水为高邑县地表水厂供水。高邑县北高工业路为二级公路，路基宽9 m，路面宽8 m，路面结构为混凝土，计划实施北高线接红旗大街南延道路工程，路线全长719 m，由于设计道路距南水北调总干渠太近，影响南水北调永久设施安全，因此，相关建设单位编制了工程专题设计方案，以保障输水管线安全。

2.跨越工程设计方案

高邑县北高线接红旗大街南延道路工程起点位于北高公路，终点红旗大街北高工业路连接线，全长900 m，路基宽度9 m，与输水管线交叉段大致呈东西走向，项目范围内高邑输水管线呈南北走向，故二者交叉不可避免，设计采用新建桥梁跨越并保护南水北调管线，桥梁立面示意图见图1。

图1 桥梁立面示意

桥梁全长为21.02 m，桥面纵坡为0.19%，横坡为双向2%，在台帽上调整。上部为1 孔16 m 预应力钢筋混凝土空心板梁桥，桥梁全宽10 m，净宽9 m，横向分布为5 块中梁，2 块边梁，每块中梁宽1.24 m，边梁宽1.87 m，梁高0.8 m，支座采用板式橡胶支座，1#桥台处设置D40 型 伸 缩 缝 共1 道，0 号 台 设2 cm 施工缝，填充沥青麻絮，桥面铺装采用15cm 的C50 防水 混 凝 土，SBS 改性沥青防水层，4 cm 细粒式沥青混凝土，下部采用三柱式桥台，钻孔灌注桩基础，桥台桩径为1.2 m，桥上不设泄水孔，不采用横向排水，雨水通过路线纵坡排至管线5 m 以外道路排水系统，不会回流到管道处形成积水。此设计方案施工方便快捷，对管线稳定安全扰动小，对周边地块的影响小。

3.工程设计安全影响评价

3.1 工程位置及路线选择的合理性

工程布置合理避开对南水北调总干渠的影响范围，综合考虑对南焦河排洪涵洞的影响，工程位置及线路选择合理。

3.2 工程布置合理性

跨越工程方式合理性。拟建北高线道路工程与配套输水管线交叉处采用1 m×16 m 预应力钢筋混凝土空心板梁桥跨越输水管道，桥梁中心线与配套输水管线中心线交叉角度为120°，桩基与管道最小净距5.4 m，建筑物型式选择合理。

长度的合理性。桥梁跨越工程桩基与南水北调管线最小净距为5.4 m，满足《其他工程跨越下穿邻接河北省南水北调配套工程设计及安全评价技术要求（试行）》中“跨越工程下部结构距离暗涵、管道外轮廓不得小于5 m”的要求。

交角的合理性。拟建桥梁中心线与配套输水管线中心线交叉角度为120°（相当于60°），与《其他工程跨越下穿邻接河北省南水北调配套工程设计及安全评价技术要求（试行）》中“其他工程跨越配套工程明渠、暗涵时宜采用正交方式。经论证确需斜交时，其交角不宜小于70°”的要求不一致，但跨越方案采用桥梁方式跨越，不影响下部的南水北调配套管线，交角方案合理。

3.3 结构设计

桥梁上部结构按照A 类预应力混凝土受弯构建、下部结构按照摩擦桩进行设计，桥梁结构设计满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)中的承载能力极限状态要求；满足《其他工程跨越下穿邻接河北省南水北调配套工程设计及安全评价技术要求（试行）》中，关于“渠道地面（含渠底）或配套管道管顶的计算及实测累计沉降量均不应超过10 mm”的要求。

工程施工期和运行期结构计算方法正确、内容较完整、成果合理。变形计算结果表明，拟建工程对南水北调配套工程高邑输水管线的安全影响较小，满足规程规范和南水北调配套工程输水管线参考依据的有关要求。

3.4 工程对南水北调配套工程影响

拟建道路与配套输水管线交叉处为桥梁工程，维持管道上方原土压力不变，因此运行期基本不会影响配套输水管线工程输水安全。桥上不设泄水孔，不采用横向排水，雨水由路线纵坡排至管线5 m 以外道路排水系统，跨越南水北调管线处无积水风险。但施工期必须做好地面和地下施工临时设施的防护工作，保障雨季时雨水井和排水管道畅通，避免因洪涝水淹没进口、灌入下穿施工场地引起塌方的事故。

3.5 水质、环境影响

桥梁施工时，通过施工过程中及施工完毕后采取相关措施，可以将对管道周围环境的影响降到最低。施工期间大型机械不得进入南水北调管线保护范围，泥浆池、沉淀池等均布置在南水北调管线35 m 以外，以确保对水质安全不会产生影响，同时满足配套管线工程运行管理及维护相关技术规范要求。

4.相关建议与要求

桥梁基础布置在配套工程保护范围内，按照国家规定的基本建设程序报请审批、核准时，审批、核准单位应当征求省人民政府水行政主管部门对拟建工程建设方案的意见。施工期间，施工单位应当加强施工现场的安全管理，严格按照设计施工，遵守各项操作规程，确保安全施工。

对于跨越配套输水管线工程后期的运营管理应遵循以下管理规定：该工程运行条件有重大变化或异常时，其业主单位及项目运行管理单位应及时通报水行政主管部门，并采取相应措施；该工程运行期，若发生危及配套输水管线水质安全、工程安全、运行安全等事件时，其业主单位及项目运行管理单位应及时报告水行政主管部门，并立即启动应急预案。

5.结语

南水北调工程是党中央决策建设的重大战略性基础设施，一旦跨越工程设计、施工方案等不合理或不符合南水北调配套工程管理的有关要求，后期工程建设可能会危及配套工程正常运营和输水安全，将会造成全部或部分停供引江水，对受水区生活生产及社会安定产生巨大影响。通过对工程建设期、运行期的安全评价，对工程施工建设实施安全生产管理，保障安全生产投入，进一步强化管线运行保障能力和安全风险防控能力，巩固提升管线运行环境，全面确保配套工程安全、供水安全，充分发挥南水北调工程效益，也为其他跨越工程建设提供有效借鉴和参考。