背景

永清―上海長江盾構(gòu)穿越是中俄東線天然氣管道的控制性工程，對連通長江南、北兩岸和管網(wǎng)互聯(lián)互通具有重要意義。

管道穿越處長江主堤之間距離約9300 m，盾構(gòu)穿越水平長度達(dá)10.226 km，是目前全球一次掘進(jìn)距離最長的盾構(gòu)隧道（圖 1、圖 2），并首次在隧道內(nèi)采用全自動(dòng)焊方式，敷設(shè)3根OD1422 mm×32.1 mm 的X80 M直縫埋弧焊鋼管（圖 3）。隧道承受的最高水壓達(dá)0.73 MPa，同時(shí)穿越長江大堤、常熟海輪錨地、長江主航道、長江刀鱭水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)核心區(qū)等，設(shè)計(jì)、施工難度大。

圖 1 長江穿越平面圖

圖 2 長江穿越縱斷面圖

圖 3 長江穿越橫斷面圖

措施

（1）盾構(gòu)穿越安全風(fēng)險(xiǎn)管控

①與相關(guān)管理部門聯(lián)合確認(rèn)港池、錨地、航道的級(jí)別和范圍，分別開展拋錨影響評價(jià)、航道條件影響論證、通航安全影響評價(jià)工作。考慮多方面因素確定隧道穿越深度，保證盾構(gòu)隧道不受船只拋錨和河道疏浚的影響。

②考慮到常熟海輪錨地的遠(yuǎn)期規(guī)劃，在錨地區(qū)域設(shè)計(jì)隧道頂距離泥面約39.92 m，埋深比錨地影響專題報(bào)告要求深度多18.01 m的安全余量。

③考慮河床演變最大沖刷深度為13.8 m，在主航道區(qū)域設(shè)計(jì)盾構(gòu)隧道頂位于遠(yuǎn)期規(guī)劃航道底高程以下40.1 m，有26.3 m的安全余量，滿足航道未來通航要求。

④開展穿越安全防護(hù)設(shè)計(jì)，從多角度分析管道盾構(gòu)穿越與港口、碼頭、航道、錨地的相互影響，采取不同應(yīng)對措施，保證工程本質(zhì)安全。

⑤對施工階段和運(yùn)營階段提出監(jiān)測要求，加強(qiáng)對穿越隧道附近水域水下地形的監(jiān)測，確保隧道埋深不小于設(shè)計(jì)深度，保證建設(shè)期隧道穿越安全。

⑥投產(chǎn)之前，對隧道實(shí)際埋深進(jìn)行全線實(shí)測，為今后運(yùn)營企業(yè)管道完整性管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

⑦建議施工單位、運(yùn)營單位與工程所在地應(yīng)急、水利、環(huán)保、海事、港口、航道、消防等部門建立聯(lián)系會(huì)商機(jī)制。

（2）管道安裝風(fēng)險(xiǎn)管控

①開展隧道內(nèi)超長距離管道應(yīng)力分析，保證運(yùn)營升降溫與試壓等工況下管道軸向、環(huán)向、當(dāng)量應(yīng)力和應(yīng)變均在安全閾值內(nèi)。

②采用18 m加長鋼管，減少1/3焊口數(shù)量，降低管道環(huán)焊縫失效風(fēng)險(xiǎn)。

③采用全自動(dòng)焊接、一次運(yùn)輸就位安裝，避免管道吊裝移位帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

④運(yùn)用BIM技術(shù)將盾構(gòu)隧道與管道安裝設(shè)計(jì)及施工相結(jié)合，避免管道安裝施工空間不足、裝置碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

⑤應(yīng)用泡沫混凝土覆蓋管道，降低隧道內(nèi)超長距離管道日常維護(hù)、外力破壞、變形相互影響的風(fēng)險(xiǎn)。

⑥運(yùn)用智能監(jiān)測技術(shù)實(shí)現(xiàn)隧道與管道運(yùn)營智能化管理，避免人員巡檢的風(fēng)險(xiǎn)。

啟示

通過設(shè)計(jì)階段開展管道完整性管理，對設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營階段的安全風(fēng)險(xiǎn)充分識(shí)別和分析，實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)控制措施，從根本上提高管道本質(zhì)安全水平，從而為管道百年設(shè)計(jì)壽命奠定良好的基礎(chǔ)。案例對今后管道穿越工程設(shè)計(jì)階段的風(fēng)險(xiǎn)分析和控制、管道完整性管理的開展提供了有益借鑒。

（撰稿人：中國石油天然氣管道工程有限公司王麗）