唐順成

（黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，鄭州 450000）

南水北調(diào)配套工程是連接南水北調(diào)總干渠與各城市水廠的管線工程。 本文所指南水北調(diào)配套工程位于河南省境內(nèi)， 河南省南水北調(diào)配套工程在2017年基本完成。南水北調(diào)配套工程起初規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，為了減少對(duì)城鎮(zhèn)的干擾， 管線主要布置在城市遠(yuǎn)郊農(nóng)田和荒地。但隨著城市化進(jìn)程的加快，城市交通網(wǎng)不斷向市區(qū)周圍擴(kuò)展，新建道路日漸增多。南水北調(diào)配套工程線路長(zhǎng)、支線多，部分新建道路勢(shì)必與管線交叉。由于河南省大部分區(qū)域是平原地區(qū)，管道主要采用直埋方式，埋深大部分在3.0m以內(nèi)，在管道上方修建道路，勢(shì)必對(duì)管道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響。鑒于南水北調(diào)配套工程的重要性，新建道路與管線交叉時(shí)，必須進(jìn)行專題設(shè)計(jì)及影響評(píng)價(jià)［1］。

1 工程概況

1.1 道路概述

本道路工程位于河南省內(nèi)，為城市主干道，全長(zhǎng)約2.8km，道路斷面形式為一幅路形式，雙向六車道，具體為：32.5m（紅線）=4m（人非道）+24.5m（機(jī)動(dòng)車道）+4m（人非道）。

1.2 配套工程管線概述

本道路工程主要穿越鄰接河南省南水北調(diào)供水配套工程輸水管線中的某水廠支管線。 某水廠支管線設(shè)計(jì)流量為1.0m3/s，起點(diǎn)樁號(hào)為Kb10+100，終點(diǎn)樁號(hào)為Kb14+590.433，管線總長(zhǎng)約4.49km，單管敷設(shè)，管徑為DN1400，管材選擇為PCCP。 輸水線路上設(shè)置檢修閥、流量計(jì)、調(diào)流調(diào)壓閥、進(jìn)排氣閥、放空閥井及濕井等附屬設(shè)施。

1.3 穿越工程概述

本道路樁號(hào)K1+000.000～K1+026.000段影響配套工程管線樁號(hào)為Kb14+490.500～Kb14+590.433段，影響管線總長(zhǎng)約100m。 此次斜穿本道路管道共有兩道——主供水管道和旁通管，兩管道平行敷設(shè)，中心間距5.1m；管道公稱直徑均為1.4m；具體管道材質(zhì)為預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP），承插口連接；管中心線高程58.836～59.688m，埋深2.2～2.7m。

主供水主管上還有2個(gè)閥井——排氣檢修閥井和流量計(jì)閥井。 排氣檢修閥井尺寸為7.6m（長(zhǎng)）×6.1m（寬）×5.1m（高），井筒壁厚0.8m，底板厚1.1m，井蓋頂約高出地面0.5m。 流量計(jì)閥井尺寸為4.9m（長(zhǎng)）×4.6m（寬）×4.1m（高），井筒壁厚0.5m，底板厚0.6m，井蓋頂大約高出地面0.3m。 排氣檢修閥井內(nèi)有一套DN1400蝶閥和一套DN200進(jìn)排氣閥， 流量計(jì)閥井內(nèi)有1套DN1400插入式超聲波流量計(jì)。

另外，在主供水管道上方0.5m左右布設(shè)1根φ40/33HDPE自動(dòng)化通信硅芯管，管內(nèi)未穿電纜線。 流量計(jì)井至管理區(qū)控制室之間有3根φ50鍍鋅鋼管， 管內(nèi)穿有電纜線。

1.4 穿越工程建設(shè)的必要性

本道路樁號(hào)K1+000.000～K1+026.000穿越段東側(cè)鄰接城市河流， 西側(cè)鄰接配套工程某水廠支管線管理站和水廠廠區(qū)，工程布置狹窄。如果繞開管理站和水廠廠區(qū)，繞線距離太遠(yuǎn)且影響后期道路運(yùn)行，也不符合規(guī)劃要求，因此此段道路必穿越配套工程管線。

2 穿越保護(hù)方案

2.1 布置方案

根據(jù)本道路及配套工程管道位置， 再結(jié)合工程各方對(duì)道路修建及南水北調(diào)管道保護(hù)的要求， 現(xiàn)提出以下2種布置方案。

方案1（跨越橋梁方案）：對(duì)原閥井進(jìn)行保護(hù)處理，在道路跨越閥井時(shí)，可修建跨越橋梁，以方便管道檢修。

方案2（拆除重建保護(hù)方案）：將兩個(gè)閥門井外移出本道路紅線范圍之外， 具體外移至本道路紅線西側(cè)約13m的綠化帶范圍內(nèi)；新建流量計(jì)井中心距管道拐彎處約10m，新建排氣檢修閥井與新建流量計(jì)井中心距為15m，新建井的尺寸與原井尺寸一致；對(duì)原供水管（含主管與旁通管）進(jìn)行拆除更換為鋼管，然后對(duì)更換后的鋼管進(jìn)行外包鋼筋混凝土箱涵保護(hù)；同時(shí)旁通管需進(jìn)行延長(zhǎng)至新閥門井北側(cè)。

2.2 方案分析

2.2.1 方案優(yōu)勢(shì)

（1）方案1。 該方案未改變?cè)泄艿兰伴y井布置，并在修建跨越橋梁時(shí)對(duì)原有管道進(jìn)行充分保護(hù)。此方案很好地滿足了南水北調(diào)辦公室對(duì)管道保護(hù)的要求。

（2）方案2。該方案的優(yōu)勢(shì)較多，主要有以下幾點(diǎn)：①行車安全的影響：新建道路線形較好，有利于車輛行駛。 ②投資方面：由于在此處無(wú)需抬高道路設(shè)計(jì)標(biāo)高，無(wú)需修建橋梁，因此此方案投資較少；③管理房出入的影響：由于道路設(shè)計(jì)標(biāo)高在此處略高于原地面線（0.75m），因此不影響原管道管理房的出入；④后期管道閥門檢修及更換的影響： 將閥井移至綠化帶后，更便于對(duì)以后管道及閥門進(jìn)行養(yǎng)護(hù)及更換，同時(shí)在養(yǎng)護(hù)時(shí)做到對(duì)道路交通的影響降至最低水平。

2.2.2 方案劣勢(shì)

（1）方案1。 該方案的劣勢(shì)很明顯，主要表現(xiàn)為以下方面：①投資方面，在管道前后各一定范圍內(nèi)，需抬高道路設(shè)計(jì)標(biāo)高，并修建跨越橋梁，道路的抬高和橋梁的修建勢(shì)必會(huì)造成投資的增加。 初步估計(jì)，設(shè)計(jì)橋梁費(fèi)用204.75萬(wàn)元， 橋梁上增加擋土墻費(fèi)用約50萬(wàn)元，原道路順接新建道路增加費(fèi)用約110萬(wàn)元，水廠出口順延小路（5m寬）長(zhǎng)130m增加費(fèi)用約11萬(wàn)元，方案總投資需375.75萬(wàn)元。 此外，施工難度增加，工期延長(zhǎng)。②行車舒適度和安全的影響，架設(shè)橋梁，為保證檢修閥井及流量計(jì)閥井后期的檢修維護(hù)空間，需對(duì)橋梁進(jìn)行抬高。 按照縱斷面設(shè)計(jì)，為保證交叉口縱坡小于3%，路線于原道路交叉點(diǎn)高程需抬高92.3cm。 為保證道路順接， 要求原道路從交叉點(diǎn)向東110m的范圍內(nèi)以1.79%的縱坡加鋪新建，原道路從交叉點(diǎn)向西40m的范圍以1.44%的縱坡加鋪新建。 因此道路抬高造成行車舒適度降低，同時(shí)增大了交通事故發(fā)生的頻率［2］。③管理房出入的影響，道路的抬高勢(shì)必造成路高房低（路高出管理房約2m）的后果，從而影響管理房的出入。 ④后期管道閥門檢修及更換的影響，閥門體積及重量均較大，后期閥門更換時(shí)需要很大的操作空間。若在管道上方修建橋梁，勢(shì)必壓縮閥門更換的操作空間，從而造成管道養(yǎng)護(hù)更換不及時(shí)帶來(lái)的各種負(fù)面影響。

（2）方案2。由于該方案的實(shí)施，需對(duì)已修建好的設(shè)備、構(gòu)造物進(jìn)行拆除重建，從而造成了重復(fù)投資及不良的社會(huì)影響。

2.2.3 總結(jié)

綜合以上兩種方案的優(yōu)劣勢(shì)，選擇投資少、行車安全、便于出行及后期設(shè)備檢修更換的方案2作為推薦方案。

對(duì)于方案2中更換后的過(guò)路主管及旁通管的保護(hù)提出以下兩種方案：方案1，修建鋼筋混凝土箱涵，人可進(jìn)入涵洞內(nèi)維修；方案2，修建外包混凝土箱涵，即將更換后的主管與旁通管用鋼筋混凝土緊密包封。 對(duì)比以上2種保護(hù)防護(hù)方案，優(yōu)劣勢(shì)如下：

（1）優(yōu)勢(shì)。方案1：保護(hù)涵的修建便于后期管道的更換。 方案2：穿管施工的投資少、工期短、施工難度低、便于后期檢修與養(yǎng)護(hù)；同時(shí)管道相對(duì)原設(shè)計(jì)不需下沉。

（2）劣勢(shì)。 方案1：由于需保護(hù)兩道管道，箱涵的截面尺寸較大（至少8m凈寬、凈高2.5m），為滿足箱涵結(jié)構(gòu)尺寸和覆土深度要求， 管道相對(duì)原設(shè)計(jì)需下沉至少2m； 又由于本道路東紅線緊靠配套工程管理區(qū)圍墻，管線布置難度加大，結(jié)構(gòu)布置緊張；因此此方案不利于管道正常運(yùn)行，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致投資和施工難度加大，工期加長(zhǎng)。 方案2：不便于后期管道更換。

綜合以上2種管道保護(hù)方案的優(yōu)劣勢(shì)，選擇投資少、工期短、施工難度低、便于后期檢修與養(yǎng)護(hù)的外包混凝土箱涵方案作為推薦方案， 同時(shí)考慮到鋼管的使用壽命較長(zhǎng)，管道的更換頻率很低，因此外包混凝土箱涵保護(hù)方案的優(yōu)勢(shì)就更加明顯。

2.3 最終方案

根據(jù)以上比較，推薦方案中管道保護(hù)推薦方案為：DN1400鋼管外包0.5m厚鋼筋混凝土箱涵，總長(zhǎng)36m，分4節(jié)，每節(jié)9m［3］。 箱涵段橫斷面如圖1。

圖1 穿越道路箱涵橫斷面

3 附屬工程穿越方案（電氣和通信管道）［4］

配套工程原流量計(jì)井至管理房控制室之間埋有3根φ50鍍鋅鋼管，鋼管內(nèi)穿有流量計(jì)電纜線。配套工程輸水管線正上方0.5m處有1根通信硅芯管，硅芯管內(nèi)未有通信線。此次拆除管道過(guò)程中，必定也拆除鍍鋅鋼管和硅芯管， 又因?yàn)榱髁坑?jì)井位置的改變，因此，電氣和通信管道線路需重新規(guī)劃。

根據(jù)配套工程電氣設(shè)計(jì)要求， 新建的流量計(jì)井至管理房控制室之間設(shè)計(jì)3根φ50鍍鋅鋼管， 在電纜轉(zhuǎn)折處，設(shè)置1個(gè)手孔，此手孔可與通信手孔并為1個(gè)手孔。 拆除段線路電纜線需穿過(guò)本道路， 根據(jù)GB50289—2016 《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》規(guī)定，埋深應(yīng)大于1.0m。 電纜線還與道路雨水管和路燈電纜線交叉，根據(jù)GB50289—2016《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》規(guī)定，電纜線與道路路燈電纜線之間平行和垂直間距應(yīng)大于0.5m， 電纜線與雨水管之間平行和垂直間距應(yīng)大于0.5m。

根據(jù)配套工程通信設(shè)計(jì)要求， 通信管道需進(jìn)入管理房控制室內(nèi)。在通信管道轉(zhuǎn)折處，設(shè)置1個(gè)手孔，此工程有兩處轉(zhuǎn)折， 需設(shè)置兩個(gè)120mm×170mm手孔。拆除段線路通信線需穿過(guò)政通大道，根據(jù)配套工程通信設(shè)計(jì)要求， 需埋兩根2根φ40/33HDPE硅芯管并用SC110鍍鋅鋼管保護(hù)，進(jìn)入管理房控制室需埋兩根4根φ40/33HDPE硅芯管。 根據(jù)GB50289—2016《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》規(guī)定，埋深應(yīng)大于1.0m。通信線還與本道路雨水管和路燈電纜線交叉， 根據(jù)GB50289—2016 《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》，通信線與本道路路燈電纜線之間平行和垂直間距應(yīng)大于0.5m，通信線與雨水管之間平行間距應(yīng)大于1.0m，垂直間距應(yīng)大于0.5m。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)方案1和方案2綜合分析比較， 最終選定投資少、工期短、施工難度低的外包混凝土箱涵方案作為最終保護(hù)方案。 本工程至今已安全運(yùn)行4年多，充分驗(yàn)證了本方案的可行性和合理性。