摘要：近年寧波地區(qū)的隨橋敷設的燃氣管道由于不均勻沉降出現(xiàn)了支座脫空、管道上拱變形甚至被拉裂焊口、絕緣接頭等事故，本文針對這種情況，結(jié)合寧波實際，提出解決這一問題的對策。

關鍵詞：橋管 變形 不均勻沉降 拉裂  上拱  措施  

 1 引言

    天然氣作為一種清潔能源，不僅已經(jīng)成為了人民日常生活不可或缺的一部分，同時在工業(yè)生產(chǎn)、化工等行業(yè)得到了充分的發(fā)展與應用。天然氣從城市門站到用戶終端，主要還是以管道輸送為主，這勢必也造成了城市天然氣管網(wǎng)的迅猛發(fā)展。在天然氣城市燃氣管網(wǎng)的發(fā)展與運行中，我們發(fā)現(xiàn)了各種各樣的問題，如燃氣設施設備的損壞泄漏、管道腐蝕漏氣、燃氣管道被挖破等，給我們的日常生活帶來了一系列的安全隱患。

    本文將結(jié)合寧波地區(qū)地理環(huán)境特點，針對燃氣管道隨橋敷設后，在運行中發(fā)現(xiàn)的一些問題進行研究分析，并對其問題給出相應的解決方法，為今后燃氣橋管的設計及運行提供一定的參考價值。

    2 燃氣管道過河方式及簡介

    2.1 隨橋敷設

    目前寧波市已建的燃氣管道過河方式大多為隨橋敷設，隧橋敷設主要分為兩種，一種是燃氣管道敷設在人行道板下的預留溝槽里，如圖1所示，從上圖可見，燃氣管道在橋梁下開放式預留溝里。

圖1下開放式預留溝槽

    該種過橋方式在建設前期投入的成本較低，與橋梁同步施工，施工難度較小，與市政道路同步施工的燃氣工程中運用比較常見。對于以后的燃氣管道檢修維護也比較方便。但是對于跨度很大的橋梁，如跨江跨海等大橋，則不宜采用下開放式的溝槽敷設，后期將很難維護，需要根據(jù)實際情況與橋梁設計單位單獨溝通設計。

    還有一種隨橋敷設方式是在橋梁外側(cè)的牛腿位置進行架設或是自行在橋梁外側(cè)做支架，如圖2、圖3所示，該種建設方式多為在橋梁施工后期，自行開發(fā)的道路上燃氣管道施工采用，該種施工方式施工難度較小，后期運行維護也比較方便。但是自行在橋梁外側(cè)做支架架設燃氣管道，需與橋梁設計單位進行溝通，確保不會影響橋梁的安全。

圖2牛腿架管

圖3自主做支架

2.2非開挖敷設

    隨著施工技術的不斷發(fā)展，燃氣管道過河在隨橋敷設遇到困難時，很多采用非開挖定向鉆或頂管過河。在采用非開挖方式過河時，設計單位應對河道河床的設計標高調(diào)研清楚，預留足夠的清淤深度，防止河道清淤是損壞燃氣管道。

    定向鉆作為一種非開槽敷設技術，與傳統(tǒng)的開挖施工相比，具有施工工期短、影響城市交通較小、保護環(huán)境等優(yōu)勢。目前已普遍運用于各種管線施工中，燃氣管道在過路、過河、過鐵路等工程中也得到了廣泛的運用。在過河時，有時往往會受橋墩影響需要超出規(guī)劃紅線，需謹慎采用。

2.3沉管過河

    該施工方式往往需要進行大開挖來截斷河流，因施工效率低、成本高、難度大而逐漸被棄用，目前寧波也只有在高壓管道施工中因距離過短不能采用定向鉆技術的地方才考慮采用。                                                                               

3 事故案例

自寧波城市燃氣管網(wǎng)投入運行以來，經(jīng)不斷的排查，已發(fā)現(xiàn)很多燃氣橋管存在安全隱患，絕大多數(shù)都已經(jīng)得到了及時整改，但還是發(fā)生數(shù)起燃氣橋管泄漏事故。其中最典型的為江南路上劍蘭路口過橋中壓燃氣管道斷裂。

 2012年3月，寧波江南路上劍蘭路口過橋管發(fā)生了燃氣管道泄漏事故，燃氣公司組織了現(xiàn)場搶修，經(jīng)現(xiàn)場開挖，燃氣管道拉伸嚴重變形，導致焊口拉裂造成燃氣泄漏。如下圖4所示：

圖4江南路上劍蘭路口橋管示意圖

類似的過橋燃氣管道變形的在寧波地區(qū)還有很多，如下圖5圖6所示：

圖5沉降導致波紋補償器變形

圖6橋管上拱、支架脫離底座

4 問題分析

    通過對燃氣橋管泄漏現(xiàn)場以及一些橋管隱患現(xiàn)場的分析，不難發(fā)現(xiàn)造成該現(xiàn)象的主要原因為橋兩側(cè)接坡與橋主體不均勻沉降，導致燃氣橋管兩側(cè)下沉所致。通過割斷拉裂焊口發(fā)現(xiàn)，管道彈開錯位達65cm，不均勻沉降十分嚴重。在對一些拱起甚至變形的橋管進行主動切割整改時，發(fā)現(xiàn)彈開錯位基本都在10cm以上，如下圖7寧波市北侖區(qū)恒山路某處橋管隱患整治時所示。

圖7恒山路橋管隱患整治

    我們通過對出現(xiàn)問題的燃氣橋管進行設計圖紙復核審查，發(fā)現(xiàn)過橋橋管的設計符合《燃氣工程設計手冊》6.5.2跨越工程的要求，其中燃氣管道跨越工程因溫度引起的變形補償滿足下列計算公式的要求：

式中   AL——補償量，mm；

        L——計算管長，m；

        a——管道的線膨脹系數(shù)，mm/(m·℃)；

       t2 ——管道運行時可能達到的極限溫度，℃；

       t1 ——管道安裝時的環(huán)境溫度，℃。

    同時，燃氣橋管的強度及穩(wěn)定性計算也符合現(xiàn)行國家標準《油氣輸送管道跨越工程設計標準》GB/T 50459中8.3.2的有關規(guī)定。采取的安全措施也符合《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB 50028-2006中6.3.10的有關規(guī)定，如敷設于橋梁上的燃氣管道應采用加厚的無縫鋼管或焊接鋼管，盡量減少焊縫，對焊縫進行100%無損探傷等。

    但是，對于此類燃氣橋管因發(fā)生不均勻沉降而發(fā)生拉裂或是受應力上拱等現(xiàn)象未針對性的采取技術措施，這一點需要設計單位在今后的設計過程中，因地制宜的采取技術措施或進行縱向補償設計。

    5 建議

    5.1設計方面

    寧波屬于江南沿海城市，不僅水網(wǎng)交錯，而且靠近海邊，沉降現(xiàn)象比較嚴重，尤其像春曉，原本就屬于海灘涂地理，很多地方都是后期為了發(fā)展需要填塘渣建設而成，橋的兩側(cè)接坡與橋梁主體不均勻沉降非常的嚴重。這就需要我們在燃氣橋管設計時除滿足國家相關規(guī)范要求以外，另應考慮采取必要的防沉降措施，這里給出以下幾點建議：

    1）對橋管兩側(cè)橋梁接坡地基進行預處理，可參考《寧波市軟土地區(qū)橋梁接坡地基處理技術導則》和《建筑地基處理技術規(guī)范》JGJ79-2012進行處理。如采用松木樁等簡易方式進行地基處理。如下圖8所示：

圖8地基處理示意圖

    2）橋管的變形補償采用“π”補償方式，畢竟軸向波紋補償器只能進行單向補償，一旦縱向產(chǎn)生應力，反而成為安全隱患。對于像沿海的灘涂地區(qū)，建議水平方向和垂直方向增加彎頭加強補償。

    3）對橋管兩側(cè)接坡部分的燃氣管道進行砌管溝，管溝長度應在15米以上，管溝蓋板的底部與管道的管頂留有足夠的間距（間距視地質(zhì)情況而定，建議海灘涂環(huán)境留有500mm以上間距），以防止管溝整體沉降時燃氣管道頂著蓋板，管溝中填砂。如下圖9所示：

圖9管溝斷面示意圖

    4）橋管最兩側(cè)的支架可設計成為上下可調(diào)節(jié)高度的定位活動支架，在后期觀測到橋管有變形時，可適當調(diào)節(jié)高度來排除應力，消除安全隱患。

    5）大、中型橋管以及一些主干道主管，除采取以上措施外，建議在橋管兩側(cè)設置沉降監(jiān)控點，方便日后定期進行測量。

    5.2施工方面

    施工過程中應跟蹤管理，嚴格控制施工質(zhì)量，特別是對地基的處理、管溝蓋板與管頂?shù)拈g距、管溝長度等應嚴格按照設計圖紙施工，如采用波紋補償器的，在安裝波紋補償器時也應根據(jù)環(huán)境溫度進行預拉伸或預壓縮處理。

    5.3運行管理

    燃氣橋管本身就是一個薄弱環(huán)節(jié)。建成投用后，相關的運營管理部門應加強燃氣橋管的巡線，對其建立臺賬，定期觀察記錄，特別是有沉降觀測點的大中型橋管，做好記錄比對。發(fā)現(xiàn)隱患時及時處置，對于已經(jīng)發(fā)生變形或上拱情形的，類似上圖5圖6所示，應及時制定專項方案進行整改。整改主要目的為釋放應力，恢復原狀。具體措施應因地制宜，包括開挖橋管兩側(cè)釋放應力恢復原狀，再砌管溝防止再次沉降，該種處理方式不會影響現(xiàn)有管道供氣，經(jīng)寧波地區(qū)實踐證明，效果比較良好，基本都能恢復原狀；對于嚴重變形的經(jīng)開挖不能恢復原狀的則應采取進一步措施，如停氣割斷加短接等，更甚者更換橋管等等。

6 結(jié)束語

    燃氣橋管是城市天然氣管網(wǎng)重要組成部分，其安全與否直接影響整個城市的安全穩(wěn)定與健康發(fā)展。我們應從設計、施工、運行等各個環(huán)節(jié)去控制管理，及時及時消除安全隱患，確保其安全、穩(wěn)定運行。

參考文獻：

1、嚴銘卿 《燃氣工程設計手冊》（第二版）

2、《油氣輸送管道跨越工程設計標準》GB/T 50459

3、《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB 50028-2006

4、《寧波市軟土地區(qū)橋梁接坡地基處理技術導則》

5、《建筑地基處理技術規(guī)范》[附條文說明] JGJ79-2012

6、方召君，陳鵬飛、張興旺.《城鎮(zhèn)燃氣管道隨橋設計的分析與研究》.城市燃氣，2020.4