崔其山1 田偉力1 張上1 張毅2

1.青島中油華東院安全環(huán)保有限公司；2.西氣東輸蘇北輸氣分公司

摘要： 以公路橋梁跨越天然氣管道交叉工程所采取的管道保護(hù)措施為例，分析其存在的問(wèn)題和不足。按照有關(guān)文件規(guī)定對(duì)該管道保護(hù)方案進(jìn)行了優(yōu)化，提出了相關(guān)建議，以保障管道安全運(yùn)行和交通運(yùn)輸安全，可為類似交叉工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞： 公路橋梁跨越；天然氣管道；保護(hù)方案優(yōu)化

隨著交通路網(wǎng)快速發(fā)展，新建公路和高速公路不可避免的與天然氣輸送管網(wǎng)產(chǎn)生交叉[1-2]。目前，以涵洞和橋梁跨越既有天然氣管道的情況較為普遍[3-4]。天然氣具有易燃易爆特性，一旦發(fā)生泄漏會(huì)給周邊安全帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，依據(jù)法律和相關(guān)文件規(guī)定，在公路設(shè)計(jì)階段制定切實(shí)可行的管道保護(hù)方案，對(duì)于保障管道安全運(yùn)行和公路交通安全具有重要意義。本文結(jié)合兩個(gè)工程實(shí)例，對(duì)普通公路和高速公路分別以小橋跨越和高架橋跨越天然氣管道時(shí)采取的管道保護(hù)措施進(jìn)行分析和優(yōu)化，為相似跨越工程提供參考。

1 公路橋梁跨越天然氣管道相關(guān)規(guī)定

管道保護(hù)法第四十四條規(guī)定，管道建設(shè)工程與其他建設(shè)工程相遇的，后開工的建設(shè)工程應(yīng)當(dāng)符合已建成的建設(shè)工程的安全防護(hù)要求；雙方協(xié)商確定施工作業(yè)方案并簽訂安全防護(hù)協(xié)議，指派專門人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督、指導(dǎo)對(duì)方施工。根據(jù)交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局國(guó)家安全監(jiān)管總局《關(guān)于規(guī)范公路橋梁與石油天然氣管道交叉工程管理的通知》（交公路發(fā)〔 2015〕 36號(hào)，以下簡(jiǎn)稱36號(hào)文件）第三條規(guī)定，新建或改建公路與既有油氣管道交叉時(shí)，應(yīng)選擇在管道埋地敷設(shè)地段，采用涵洞方式跨越管道通過(guò)；受地理?xiàng)l件影響或客觀條件限制時(shí)，可采用橋梁方式跨越管道通過(guò)。采用橋梁跨越既有管道時(shí)，交叉角度不應(yīng)小于15°。

36號(hào)文件第二條規(guī)定，油氣管道從公路橋梁自然地面以下空間穿越時(shí)，必須嚴(yán)格遵循《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》《油氣輸送管道穿越工程設(shè)計(jì)規(guī)范》等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并同時(shí)滿足下列條件：

（1）不能影響橋下空間的正常使用功能。

（ 2）油氣管道與兩側(cè)橋墩（臺(tái)）的水平凈距不應(yīng)小于5 m。

（ 3）交叉角度以垂直為宜。必須斜交時(shí)，應(yīng)不小于30°。

（ 4）油氣管道采用開挖埋設(shè)方式從公路橋下穿越時(shí)，管頂距橋下自然地面不應(yīng)小于1 m，管頂上方應(yīng)鋪設(shè)寬度大于管徑的鋼筋混凝土保護(hù)蓋板，蓋板長(zhǎng)度不應(yīng)小于規(guī)劃公路用地范圍寬度以外3 m，并設(shè)置地面標(biāo)識(shí)標(biāo)明管道位置。

2 實(shí)例一：某省道橋梁跨越天然氣管道工程

某省道公路工程與西氣東輸冀寧聯(lián)絡(luò)線發(fā)生交叉，采用橋梁方式跨越管道通過(guò)。冀寧天然氣管道管徑711 mm，設(shè)計(jì)壓力10 MPa，采用X70鋼管。橋梁為單跨空心板梁橋，總寬15 m，凈寬14 m，橋長(zhǎng)22.04 m，交叉角度105°，設(shè)計(jì)荷載為公路—Ⅰ級(jí)。橋梁上部采用空心板簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，橋臺(tái)采用樁柱式橋臺(tái)接樁基礎(chǔ)，橋面鋪裝由瀝青混凝土和防水混凝土組成。

2.1 管道保護(hù)措施

（ 1）根據(jù)公路工程施工單位提出的《省道工程管道保護(hù)工程施工方案》，在交叉段管頂上方設(shè)置35塊鋼筋混凝土蓋板保護(hù)，保護(hù)長(zhǎng)度35 m，蓋板寬度2 m。

（2）實(shí)際護(hù)坡坡腳距離管道外側(cè)分別為4.4 m和3.6 m，不符合36號(hào)文件“油氣管道與兩側(cè)橋墩（臺(tái)）護(hù)坡的的水平凈距不應(yīng)小于5米”的規(guī)定。橋梁防撞墻為混凝土材質(zhì)，未提及橋梁兩端的路基防護(hù)欄設(shè)置情況，而道路距離道路兩側(cè)地面高差在4 m 左右或以上，車輛存在沖擊橋梁防撞墻或者沖出路基的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)橋下天然氣管道的安全造成威脅。蓋板寬度為2 m，保護(hù)范圍較小。如圖 1所示。

圖 1 省道與天然氣管道跨越交叉坡度修改前后示意圖

2.3 管道保護(hù)方案優(yōu)化[5-8]

（1）橋梁坡腳坡度由1∶ 1.50調(diào)整為1∶ 1.25，實(shí)際護(hù)坡坡腳距離管道外側(cè)分別增大到5.3 m和5.2 m，滿足36號(hào)文件規(guī)定。如圖 2所示。

圖 2 省道與天然氣管道交叉點(diǎn)護(hù)坡優(yōu)化工程圖

（ 2）混凝土蓋板底部距離天然氣管道頂部1.39 m，不會(huì)對(duì)埋地天然氣管道造成壓力。蓋板寬度調(diào)整為3 m，增強(qiáng)對(duì)管道和光纜的保護(hù)效果。另外，蓋板可移出，方便天然氣管道維檢修。

（ 3）施工階段，橋梁下方采取隔離措施防止車輛和非工作人員穿越，不會(huì)對(duì)埋地天然氣管道造成沖擊荷載。

（ 4）省道竣工后，在跨天然氣管道的小橋北側(cè)設(shè)置限速警示標(biāo)識(shí)，避免發(fā)生交通事故影響天然氣管道安全。

（5）市公路管理處應(yīng)明確要求公路養(yǎng)護(hù)單位認(rèn)真落實(shí)對(duì)跨越橋梁及附屬設(shè)施的維護(hù)和日常檢查。在橋梁上下游路段設(shè)置路基護(hù)欄，并做好路基護(hù)欄與橋梁防撞墻的過(guò)渡性連接，減少上游車輛撞擊橋梁防撞墻概率和沖擊路基從橋梁附近墜落概率，保障跨越橋梁安全和天然氣管道安全。

3 實(shí)例二：高速公路特大橋跨越天然氣管道工程

某高速公路特大橋跨越西氣東輸管道和新奧燃?xì)夤艿栏饕粭l。西氣東輸管道管徑1016 mm，交叉處壁厚26.2 mm，設(shè)計(jì)壓力10 MPa，采用L485（X70）鋼管，距最近樁基5.786 m。燃?xì)夤艿拦軓?08 mm，壁厚9.5 mm，采用L360（ X52）三PE加強(qiáng)級(jí)防腐的螺旋埋弧焊鋼管，設(shè)計(jì)壓力4 MPa，距最近樁基6.03 m。

橋跨布置為左幅30 m，右幅34.1 m，交叉角度70°～71°，實(shí)際凈空不小于11 m。采用裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁基按摩擦樁設(shè)計(jì)。全橋橋墩采用1.3 m、 1.5 m柱徑。如圖 3所示。

圖 3 高速公路特大橋與天然氣管道交叉平面圖

該高速公路大橋接線工程全長(zhǎng)5.929 km，六車道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，橋梁寬度33.05 m（與主橋一致），路基寬度34.5 m，設(shè)計(jì)時(shí)速120 km/h，橋梁跨徑總長(zhǎng)2145.3 m。

3.2 管道保護(hù)措施

（ 1）天然氣管道采用混凝土蓋板保護(hù)，蓋板厚度0.3 m，保護(hù)長(zhǎng)度至施工紅線外2 m，單條管道保護(hù)長(zhǎng)度約60 m（共120 m）。不符合36號(hào)文件第二條“蓋板長(zhǎng)度不應(yīng)小于規(guī)劃公路用地范圍寬度以外3 m”的規(guī)定。

（ 2）施工前需要先完成便道施工。便道采用磚渣和混凝土組成，跨越天然氣管道處采用擴(kuò)大基礎(chǔ)+下承式鋼便橋方式。如圖 4所示。

圖 4 施工便道便橋示意圖

3.3 管道保護(hù)方案優(yōu)化

（ 1）調(diào)整蓋板保護(hù)長(zhǎng)度范圍至施工紅線外3 m，單條管道保護(hù)長(zhǎng)度為65 m（共130 m），滿足36號(hào)文件規(guī)定。混凝土蓋板建議采用預(yù)制方式，并保留吊耳或吊裝孔。

（ 2）特大高架橋跨越天然氣管道的外側(cè)混凝土防護(hù)欄設(shè)置防落物網(wǎng)，長(zhǎng)度大于樁基礎(chǔ)10 #和11#的跨度，左幅設(shè)置長(zhǎng)度為30 m，右幅長(zhǎng)度為34 m。

4 結(jié)語(yǔ)

在公路橋梁跨越天然氣管道工程設(shè)計(jì)階段，按照法規(guī)等有關(guān)要求對(duì)管道采取安全保護(hù)措施，有利于從源頭上消除安全隱患，為管道和公路交通安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。管道企業(yè)等有關(guān)單位要提前介入，對(duì)方案進(jìn)行必要審查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題并提出整改建議。本文通過(guò)方案優(yōu)化滿足了管道安全保護(hù)要求，同時(shí)也提升了公路及橋梁安全性，收到了一舉兩得的效果。

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作者簡(jiǎn)介：崔其山，1971年生，高級(jí)工程師，在職研究生，現(xiàn)從事安全評(píng)估工作。聯(lián)系方式：15321160073，cvqshan@126.com。