南水北调中线工程穿跨邻接项目安全影响评价探析

柳雅敏 上官江 张霄倩

摘要：南水北调中线工程沿线社会经济发展迅速，穿跨项目数量不断增加，给中线工程运行和风险控制提出了更高要求。基于中线工程特点，研究了南水北调中线干线工程穿跨邻接项目安全影响评价的工作重点，分析了穿跨邻接项目必要性和符合性，以及工程布置、中线工程建筑物、施工等方面安全影响评价等重点内容，并结合穿跨项目的工程实践，分析了典型工程施工的风险控制点。研究成果可为类似工程的安全影响评价工作提供参考。

关键词：穿跨邻接项目; 安全影响评价; 风险控制; 南水北调中线工程

中图法分类号：TV68 文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.06.015

文章编号：1006 - 0081（2022）06 - 0080 - 05

0 引 言

南水北调中线一期工程全长1 432 km，途经河南、河北、天津和北京4个省市，工程通水6 a多来，自陶岔渠首累计调水入渠水量达400亿m3，其中，向津冀豫生态补水59亿m3。中线工程已成为京津冀豫沿线大中城市地区主力水源，直接受益人口增加至7 900万人，成为支撑沿线经济社会发展和生态文明建设，保障人民群众饮水安全不可替代的重大基础设施。

南水北调中线工程除北京、天津段采用地下管涵外，其余基本采用明渠输水方式，将渠道沿线分为左右两岸，建设期间已考虑众多交叉工程。随着社会经济不断发展和城市建设的需要，新建公路、铁路、输水管道、石油天然气管道、输电线路等工程项目需要穿跨邻接南水北调中线工程，这些项目的建设和运行对南水北调中线工程的安全运行产生了影响，给运行管理提出了更高要求[1-2]。

1 南水北调中线干线工程穿跨邻接项目概况

穿跨邻接项目指在南水北调中线干线工程管理范围和保护范围内穿越、跨越、邻接中线干线工程的桥梁、公路、铁路、地铁、管道、缆线、取水、排水等工程设施。在中线干线工程下部、上部通过的工程分别称为穿越、跨越项目，工程保护范围内建设的工程称为邻接项目。截至目前，沿线各地穿跨邻接南水北调工程项目共计近500项（其中工程通水后平均每年30多项），涉及公路、铁路、电力、电信、市政、石化等多个行业。其中，跨越项目数量最多，占整个穿跨邻接项目总数的一大半，其次是穿越项目，邻接项目数量最少。

为保证南水北调中线工程的安全运行，国务院、水利部、沿线省政府、市政府出台了系列管理文件。对于穿跨邻接项目，南水北调中线干线工程建设管理局发布了《穿跨邻接南水北调中线干线工程项目管理规定》《穿跨邻接南水北调中线干线工程项目设计技术要求》《穿跨邻接南水北调中线干线工程项目安全影响评价导则》等文件，以进一步加强穿跨邻接项目管理、设计及安全影响评价管理，保障南水北调中线干线工程安全、供水安全、水质安全。

2 安全影响评价重点

穿跨邻接项目对南水北调中线工程的影响是多方面的，对于工程安全影响评价来说，主要有以下几点。

2.1 必要性评价

（1） 在评价穿越、跨越项目的必要性时，应重点了解项目前期规划阶段线路，在规划阶段应考虑避免穿越跨越或减少穿越跨越次数。

（2） 在评价邻接项目的必要性时，应重点复核工程保护范围与邻接项目的线路位置相对关系，尽量避免在工程保护范围内通过邻接项目;如不可避免，应尽量减少在工程保护范围内的邻接项目长度。

（3） 放射性、易燃、易爆、化学腐蚀、污水等特殊种类管道（线）不宜穿跨邻接中线干线工程。对于确需穿跨邻接的特殊种类管道（线）和穿越强膨胀土、煤矿采空区和全填方渠段等特殊渠段的项目，应进行充分的位置必要性和技术方案论证，采取相应的加强措施确保中线干线工程安全、运行安全和水质安全。

2.2 符合性评价

对穿跨邻接项目进行符合性评价时，应复核其项目前期建设程序的完整性和合规性：① 原则上应具有安全影响评价阶段前一个阶段的正式批复意见，必要时还需要相应生态环境主管部门的批复意见;② 需进行形式审查，复核穿跨邻接项目设计报告的编制单位设计资质、设计依据的正确性与完备性、基本资料是否满足穿跨邻接项目设计及安全影响评价要求、设计报告的完整性。

2.3 工程布置安全影响评价

（1） 应分析评价穿跨邻接项目位置及线路选择的合理性。强膨胀土、煤矿采空区和全填方渠段等特殊渠段不宜布置穿越项目。穿越、跨越项目与中线干线工程宜采用正交方式布置，交角不宜小于60°。

跨越工程布置主要指标性参数如下：① 跨越项目应采用一跨跨越中线干线工程管理范围，桥梁墩台距离中线干线工程保护围欄不小于5 m;② 运行维护道路以上净空不小于4.5 m;③ 防抛网防护高度不低于2.5 m;④ 跨越工程跨越中线天津干线工程暗涵段时，原则上桥墩和防护桩等工程设施与暗涵外轮廓线距离不应小于8 m，桥梁与地面净空不宜小于16.5 m，考虑提前设置防护措施（钢板桩、防护桩等）的净空不应小于4.5 m，受地形与坡面纵坡等限制，无法满足4.5 m时，在满足桥梁吊移或平移等应急处置情况下，桥梁与地面净空不应小于2 m。

穿越工程布置主要指标性参数如下：① 穿越中线干线工程渠道，采用顶进及盾构方式时，其渠坡底板结构层以下管顶埋深不应小于管道最大外径的2倍且不小于5 m;② 采用水平定向钻方式穿越时，在填方渠段管顶埋深不应小于地面以下15倍管道最大外径且不应小于15 m，在挖方及半挖半填渠段管顶埋深不应小于渠底以下15倍穿越管道最大外径且不应小于15 m。穿越中线干线工程暗涵（管涵）时，采用顶进及盾构方式时，其暗涵（管涵）埋深不应小于穿暗涵（管涵）管道最大外径的2倍且不小于5 m;对于双管或多管并排穿越时，管道埋深需充分论证并考虑双管或多管叠加影响后确定;采用定向钻方式时，管道埋深不宜小于箱涵底结构层以下10 m，石油、天然气等管道埋深不宜小于箱涵底结构层以下15 m。

（2） 应分析评价建筑物型式选择及工程布置是否满足管理范围和保护范围的相关要求，是否符合不影响中线干线工程建设、运行及管理的相关要求。应分析评价工程布置对水质安全影响。

2.4 中线干线工程建筑物安全影响评价

主要对建筑物设计标准、结构设计计算内容（计算工况、计算方法和计算成果）进行分析评价。

（1） 由于跨越桥梁结构、跨越送电线路结构专业性较强，建议进行结构专项复核工作。对顶管、定向钻等其他项目，可对涉及工程安全的关键影响指标或参数进行独立计算复核。

（2） 分析评价穿跨邻接项目的运行维护对中线干线工程（一般包括运行维护道路、绿化带、截流沟、保护围栏、渠道抗滑桩等）、输电线路、通讯光缆、安全监测等设施运行维护的影响及处置措施的有效性、合理性。

（3） 跨越线塔应复核是否与南水北调中线干渠35 kV永久供电线路存在交叉情况，跨越干渠线路导线最大弧垂下距离干渠35 kV永久供电线路安全距离应满足规程规范和南水北调中线工程的相关要求。

2.5 施工安全影响评价

（1） 施工方案、施工场地布置是否符合不影响中线干线工程安全运行及维护管理、不污染水质的原则。

（2） 施工技术要求和施工措施是否符合相关技术标准要求;施工临时设施对中线干线工程防洪影响分析评价、相应处置措施是否合理有效。

（3） 施工期的环境保护及迹地恢复措施是否符合水质保护及中线干线工程运行管理及维护相关技术规定要求。

（4） 施工期安全监测是否完备且具有针对性和可实施性。

（5） 工程施工对中线干线工程、输电线路、通讯光缆、安全监测等设施及其运行维护条件的影响及其处置措施的有效性、合理性。

（6） 施工度汛及应急预案是否合理，且具有针对性和可实施性。

2.6 第三方安全监测评价

由水利部办公厅印发的《穿跨邻接南水北调中线干线工程项目管理和监督检查办法（试行）》明确规定：对安全风险较大的穿跨邻接项目，中线干线工程管理单位应单独或联合穿跨邻接项目建设方共同委托有资质的第三方安全监测单位实施安全监测。

第三方安全监测评价包括监测项目的内容、方法、频次、测点布置、预警值及控制标准等合理性，监测设备选型正确性以及监测资料整编要求的正确性。

3 穿跨邻接项目施工主要风险控制

目前，南水北调中线工程已完成近500项穿跨邻接项目，其中有些項目在施工过程中出现了局部风险。结合南水北调中线工程特点和实际穿越工程，对定向钻、顶管、桥梁和线塔等典型穿跨越工程施工技术方案的重点问题进行分析[3]。

3.1 定向钻施工

定向钻施工采用定向钻穿越的管道一般输送原水、污水、天然气和石油等介质。定向钻施工过程中容易发生孔洞淤堵，形成局部压力舱，局部压力升高导致泥浆从土层薄弱处冒出[4-6]。造成孔洞淤堵的原因可能为：① 没有根据土层变化和返回的泥浆性能变化情况，对泥浆配比进行及时调整，泥浆性能与土质性质不匹配，导致泥浆没有起到良好的护壁作用和携带泥沙的作用;② 扩孔器选型不当：桶式扩孔器适合软质土层，板式扩孔器适合砂性土层;③ 扩孔行进速度过快，应尽量增加扩孔次数：由于速度过快，单位时间内切削的土量较大，泥浆携带能力相对不足，不能及时将切削的泥土携带出孔，孔内堆积物逐渐增多，导致孔内压力升高[7-10]。

为减小定向钻施工队伍的水平差异对南水北调中线工程的影响，在2021年颁布的相关管理规定中要求，管径小于80 cm管道（油气管道50 cm）才能采用定向钻方案，超过这一标准则需采用顶管施工方案。

3.2 顶管施工

顶管穿越一般为管道穿越，在穿越管道公称直径DN大于等于800 mm及油气管道大于等于500 mm时，宜采用顶进套管方式，在套管内敷设油气管道穿越。采用顶进套管穿跨邻接中线干线工程时，套管结构安全等级应按照SY/T 7022《油气输送管道工程水域顶管法隧道穿越设计规范》一级进行设计，并按照水利工程一级建筑物进行安全复核。

顶管施工过程中可能遇到的安全风险有：① 沿管线地质土层变化频繁，未了解地质土层的变化情况及地下水情况;② 施工前未探明沿线地下管线的位置、埋深和走向，对其造成破坏，引发安全事故;③ 施工前未探明穿越处渠道附近是否有桩基，在顶进过程中没有控制好顶力和顶进方向，对桩基造成破坏[11-12]。

为减小顶管施工对南水北调中线工程的影响，竖井进出洞周边5 m区域应进行局部地基加固。顶进中继间不应布置在渠底和箱涵下方，与渠底和箱涵边缘距离不应小于5 m。

3.3 桥梁施工

为避免桥梁桩基础对南水北调中线工程结构造成破坏，新建桥梁都采用一跨跨越南水北调管理范围。桥梁施工过程中可能遇到的安全风险及控制措施包括：① 针对桩基承台施工基坑对保护围栏、渠道边坡的不利影响，可采用钢板桩或混凝土桩基防护，施工完后保留在土体内;② 针对地下水、膨胀土土层对桥梁桩基的不利影响，应做好防排水措施，桥梁桩基设计时考虑膨胀土的上拔力不利因素;③ 针对桥梁施工时废水废渣掉入渠道情况，桥梁设计在原则上宜采用转体施工结构方案，渠道内可铺设浮桥，确保桥梁下南水北调工程、水质和运行的安全[13]。

3.4 线塔施工

高压线塔跨越档距一般较大，线塔基础基本可以布置于一级饮用水水源保护区范围之外，重点对线塔立面布置及施工措施进行评价。

跨越线塔在施工前应先根据平断面图对原有线路档距进行复测;应根据平断面图核对有无新增的高低压线路、房屋等设施，如发现有平断面图上未反映出来的新增设施，应重新进行相应复核。施工后及时测量导线对地和对35 kV永久供电线路的距离，并核对设计值。封网施工及导线展放时导引绳、牵引绳应注意与35 kV永久供电线路保持安全距离[14-15]。

4 结 语

随着地方经济的进一步发展，南水北调中线干线工程穿越跨越邻接项目数量将逐步增长，并对南水北调中线干线工程的运行管理带来影响。南水北调中线干线工程运行管理部门需要在穿越跨越邻接项目前期阶段介入审批过程，严格审批规划线路，尽可能寻找无需穿越跨越邻接的可替代性方案。

穿越跨越邻接项目大部分风险是在施工过程中产生的，在经过南水北调中线干线工程运行管理部门审批后，施工过程中应严格落实经评审的施工措施控制，杜绝由于施工措施控制不到位而产生的风险。

在穿越跨越邻接项目施工完成后，利用布设的安全监测设备，紧密监控项目的运行，一般应至少持续监测半年直至监测数据稳定为止。项目的检修及维修方案应经南水北调中线干线工程运行管理部门同意方可实施，并接受其监督，从而避免检修及维修带来的风险。

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Research on safety impact assessment of projects crossing canal of Middle Route Project of South-North Water Diversion

LIU Yamin， SHANG Guanjiang， ZHANG Xiaoqian

（Changjiang Survey， Planning， Design and Research Co.， Ltd.， Wuhan 430010， China）

Abstract： In recent years， the local economy along Middle Route Project of South-North Water Diversion develops rapidly， which leads to the continually increasing of the projects crossing the canal， and a higher requirement of the operation level and risk control of the Middle Route Water Diversion Scheme. Based on the characteristics of the Middle Route Water Diversion Scheme， the key work of safety impact assessment of the projects the canal of Middle Route Project of South-North Water Diversion is researched， and the key contents of safety impact assessment of the necessity， conformity， project layout， structure  and construction are analyzed. The construction risk control points of the typical projects are analyzed with the engineering practice of the projects crossing the canal to provide reference to the safety impact assessment of the similar projects.

Key words： canal crossing project;safety impact assessment; risk control; Middle Route Project of South-North Water Diversion