白金增 劉瑞勛
安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230000
近年來,公路與輸油管道交叉的情況大量出現,《石油天然氣管道保護法》《油氣輸送管道穿越工程設計規范》等法規對于交叉角度、保護形式、保護范圍、建筑凈距、結構凈空等方面均提出了明確要求,具體管道主管單位也有相應的規定,均需予以遵循。
本著后建服從先建,后建負責保護的原則,新建公路在跨越既有管道時,應采取必要保護措施,常見的保護方案有新建管道護涵或橋梁跨越等。筆者參與的兩段G206公路設計中便有幾處與安亳輸油管道(直徑323mm,輸油壓力9.2Mpa)的交叉,其保護方式較為典型。
(1)管道護涵。《油氣輸送管道穿越工程設計規范》規定:“新建公路、鐵路與已建管道交叉時,應設置保護管道的涵洞,涵洞尺寸應滿足管道運營維護要求”。規范要求在穿越鐵路時凈高不宜小于1.8m,凈寬應考慮防火要求,不宜小于管徑+2.5m。G206公路蓋板護涵,還考慮了主管單位對于管道檢修進人的需求,孔徑與該數值接近。
G206吳山至滁河干渠段路基段護涵均采用預制3x2m蓋板涵。管道每隔6m設置沙袋支墩,沙袋之外的土全部掏除后,進行管道檢測及加強防腐施工,最后采用細砂予以回填。

圖1 護涵標準斷面示意
護涵是路基與管道交叉時常用的保護手段,但對于埋置過深的管道,若仍強行設置護涵,處理成本勢必大幅增加,并且深基坑開挖反而形成管道安全隱患。
G206荊涂大橋至蚌埠宿州交界段于K868+037處與現狀安亳輸油管道交叉,管道埋深10~11m,公路填方高度約2m,路基邊坡坡率為1∶1.5。交叉處地質條件較好,自上而下為素填土、可塑至硬塑粉質黏土等。由附加應力計算地基沉降,現狀管道位置沉降幾乎為零,且道路施工采用普通振動壓路機,其壓實影響深度遠不及管道埋深[1],故未再設置管道護涵。誠然,其他類似項目是否設置護涵,還需結合具體情況核算,并取得主管單位認可。
(2)橋梁交叉。交叉角度小于30°但大于15°時,可選用橋梁跨越管道,管道與基礎的水平凈距不應小于5m。
G206公路(吳山至滁河干渠段)共有兩座橋梁跨越輸油管道:①合淮路互通A匝道橋跨越油管,管道平面存在一處90°折角,鑒于折角為易發生泄漏的危險區[2],路線設計首先優化匝道線位,保證折角位于橋梁邊線5m以外。并通過調整跨徑并采用門架形橋墩的方式,保證了橋梁基礎與管道的最小凈距。②G206另一處與輸油管道交叉角度為21°,需采用橋梁形式跨越。對于該種交叉角度過小的情況,一般采用整體式蓋梁的多跨梁橋[3],該方法橋梁規模大、造價高,橋墩尺寸種類繁多,設計施工均較復雜。本項目推薦采用平行管道的斜交單孔梁橋,上構采用斜交40°預制T梁、下部采用U形橋臺,大幅降低了橋梁規模。

圖2 整體式蓋梁多跨梁橋

圖3 平行管道斜交單孔梁橋
橋梁邊角伸出路基標準寬以外時,設綠化種植進行裝飾。橋洞內凈高不小于2m,兩端設置鐵門。
(3)其他形式。①橋梁范圍內的管道仍需設置混凝土蓋板進行防護,蓋板寬度應超出管徑1m以上,即B(板寬)>D(外徑)+2m。②防護施工時,對影響范圍內的管道進行檢測并加強防腐,高后果影響區還需考慮監控設施。③條件允許時,也可考慮對現狀管道進行遷改或道路調線局部避讓。
可能與輸油管道交叉時,公路路線宜提前布局,減少交叉頻次,避免交叉角度過小及在管道折點處跨越。交叉保護應進行多方案的比選,做到減影響、控風險、易實施、節造價。交叉保護不只是結構設計,還包含防腐、通訊、監控等維度,需做好全方位考慮。應及時報送交叉方案并溝通了解需求,完成安全評估及相關審查。
公路、輸油管道是國家生產、生活的重要基礎設施,設計人員做好交叉保護設計,促進二者協調發展,也是為地方經濟發展做出的貢獻。