南水北调配套工程输水管道穿越河道防洪评价内容论述

2015-08-15张宇惠河北省水利水电勘测设计研究院

河南水利与南水北调 2015年7期

□ 张宇惠（河北省水利水电勘测设计研究院）

0 引言

河北省南水北调中线配套工程通过5条跨市干渠（邢清干渠、石津干渠、保沧干渠、天津干渠（河北省段）、廊涿干渠）和100多条水厂以上输水工程向各供水目标输水，其中石津干渠采用明渠、箱涵输水，其余大部分输水方式为管道。输水管道敷设至各供水目标的过程中沿线穿越众多河流，管道工程穿越河道和堤防可能带来防洪问题，根据《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国河道管理条例》等法规的有关规定，应对穿越河流的输水管道工程进行防洪评价，以便根据评价结果，提出相应的减免影响措施；同时对工程项目本身的防洪安全进行分析评价。

输水管道穿越河道主要有两种穿越方式，即大开挖方式和定向钻方式，在设计洪水分析计算的基础上，防洪评价应主要从以下几个方面列出。以下以邢台市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程穿越河道的防洪评价为例，介绍输水管道工程穿越河道防洪评价的主要内容。

1 管道布置评价

1.1 大开挖方式穿越

对管道穿越河道采用大开挖方式穿越的评价主要有两个方面。

一是管道中心与河道主流方向的夹角。由于管道埋设于地下，因此对于输水管线与河道交叉的角度没有明确的规定，但夹角越小，影响的河段越长，因此输水管道中心线与河道主流方向夹角不宜太小。

二是输水管线的穿越长度。输水管线的穿越长度应大于河道上开口宽，对于管道中心与河道主流方向的夹角不等于90°的情况，河道上口宽度应考虑夹角的影响，换算成沿管线方向的长度。对于有规划任务的河道，应根据其实施安排，考虑规划河槽的断面情况，为将来规划的实施留有余地。

例:邢台市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程南任线在南和县瓦固村东南穿越南澧河，穿越位置管道中心线与主河道水流方向夹角为65°，穿越南澧河主槽位置穿越长度为140m，水平长度120m，管道位置沿管线方向河槽底宽40m，上开口宽100m，主槽位置穿越长度大于河槽宽度，穿越位置布置可行。

1.2 定向钻方式穿越

对管道穿越河道采用定向钻方式穿越的评价主要为穿越长度。定向钻的穿越长度应大于两堤外堤脚之间的距离。为保障堤防稳定，定向钻的出、入土点应距离一般堤防外堤脚100m，距离一级堤防堤脚外120m。

例:邢台市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程宁柏线在宁晋县南楼下村东穿越洨河，穿越方式采用定向钻，穿越长度560m，入土点位于右岸，在右堤坡脚外190.50m，出土点位于左岸，在右堤坡脚外193.30m。穿越位置两堤间距176m，定向钻穿越长度大于两堤间距，且距离外堤脚距离大于100m。工程布置基本合理。

2 管道对河道行洪影响评价

大开挖穿越方式对河道行洪影响评价主要两个方面，一是管道施工期应避开汛期；二是管道施工后对河道恢复原貌。大开挖方式扰动了河道，应安排河道的防护工程，以保证河槽的稳定。

定向钻方式不破坏堤防和河道原貌，管道工程的实施对河道行洪基本没有影响。但应做好管线与土层结合部位的填实和固结。

3 管道工程防洪安全评价

管道防洪安全的影响是从管道自身安全考虑为出发点，分析其河道洪水对其可能产生的影响。这部分主要为管道的管顶埋深与河道的冲刷深度比较，分析河道的冲刷对管道可能带来的影响。

3.1 大开挖方式穿越

首先明确输水管道的设计防洪标准（应大于河道设计标准），并列出其设计标准下的冲刷深度。根据输水管道工程设计，列出其设计管顶埋深。设计管顶埋深须放置于设计洪水冲刷深度1m以下。河道有规划清淤、扩挖任务的，管顶的埋深在现状设计情况下考虑规划河底高程，不一致时，对埋深进行修正。

例:邢台市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程南任线穿越南澧河设计标准（30年一遇）洪水时，河槽冲刷深度为2.30m，滩地冲刷深度1.80m；校核标准（50年一遇）洪水时，河槽冲刷深度2.68m，滩地冲刷深度2.15m。输水管道设计管顶埋深须放置于设计洪水冲刷深度1m以下，即主槽河底覆土厚度≥3.68m，河滩覆土厚度≥3.15m。防洪规划中设计河底高程为42.10m，设计河滩高程为44.61m，现状河底高程为41.21m，河滩高程为42.02m。主槽位置管顶设计高程按现状高程，应<37.53m，河滩位置管顶设计高程应<38.87m。管线穿越南澧河交叉位置主槽设计管顶高程为37.53m，滩地处设计管顶高程为38.87m。管道穿越南澧河管顶埋深满足要求。

3.2 定向钻方式穿越

评价点与大开挖方式一致，但是埋深要求不同。定向钻穿越河槽位置最小埋深应≥6m，堤脚位置最小埋深应≥12m。

例:邢台市南水北调配套工程水厂以上输水管道宁柏线穿越工程校核设计标准（50年一遇）洪水时，河槽冲刷深度为1.92m，设计管顶埋深应置于冲刷深度以下6m，即覆土厚度≥7.92m。穿越位置现状河底高程为27.92m，规划河底高程为26.77m，主槽位置管顶设计高程按照规划河底高程要求，应低于18.85m。管道设计管顶标高为15.87m，管线穿越洨河主槽满足埋深要求。

管道穿越左堤堤脚标高为29.78m，右堤堤脚标高为29.33m，穿越堤防位置管顶标高15.87m，堤脚处最小埋深为13 m，满足埋深要求。

4 管道建设与水利工程规划的关系评价

详述穿越工程位置河道及堤防的规划情况，分析输水管道工程是否影响规划的实施。对于大开挖方式穿越位置有规划任务的，输水工程实施结束后，应按照规划要求恢复河道及堤防，并做好上下游衔接。

例1:邢台市南水北调输水管道配套工程穿越南澧河涉及防洪问题的近期规划有2006年河北省水利水电第二勘测设计研究院编制的《子牙河流域防洪规划报告》。输水管线穿越位置南澧河位置河槽规划有扩挖任务，规划河底高程为42.10m，规划河槽底宽100m，现状河底高程为41.21m，河槽断面不规整，管道施工会破坏现有河道断面，管道工程完工后，在现状河底高程的基础上，按照规划对河道断面进行恢复，并做好上、下游河槽断面的衔接。

例2:邢台市南水北调输水管道配套工程穿越洨河涉及防洪问题的近期规划设计有《子牙河流域防洪规划报告》，洨河京广铁路桥以下河段规划防洪标准为20年一遇。治理工程主要包括主槽清淤扩挖、堤防加高加固、险工治理等。穿越段河道现状河底高程为27.92m，现状左堤高程34.14m，现状右堤堤顶高程为33.05m，规划河底高程26.77m，左、右堤防规划堤顶高程为34.77m。

管道穿越洨河采用定向钻方案，穿越长度560m，入土点位于右岸，在右堤坡脚外190.50m，出土点位于左岸，在左堤坡脚外193.30m。出、入土点距离堤脚均在安全范围内，为进一步保证堤防的安全，堤防穿越处在定向钻起、止位置采取粘土换填，并设置止水环。

现状左右堤堤顶高程均不满足要求，河道主槽有清淤任务，穿越位置管顶埋深在规划指标下均满足要求，管道穿越洨河采用定向钻穿越，入土点、出土点距堤脚都比较远，因此，管道工程穿越洨河对规划工程的实施影响较小。