长距离输水管道配套建筑物存在的突出问题与对策

兰锦1  ,许会良2

摘要：长距离输水管道工程对我国水资源配置与民生领域有着重要的作用，如“南水北调”工程，实现了水资源的大范围调动，推动了国家水利工程网络的建设，为工程沿线提供了较高的社会、经济、生态效益。但是工程建设期间配套建筑物却存在着较为严重的问题，本文将针对问题现象进行深入分析，共同探究有效的问题解决对策，以期提升长距离输水管道配套建筑物设计与维护水平。

关键词：长距离；输水管道；配套建筑物；问题与对策；

前言：长距离输水管道工程建设水资源损耗较少，污染低，管道的敷设受环境影响较小，施工作业较为简单，且运行管理相对便捷，优势与作用都很显著。但由于工程造价较高，施工期间容易出现严重的人员、财产损失，因此工程管理人员对运行安全管理与造价问题更加关注，忽视了配套建筑的设计与防护工作。长距离输水管道工程施工期间需要设置多种防护与检修阀井，管道需要穿越各种道路、建筑、河湖等，期间需要通过一定措施保护管道运行安全，据不完全统计发现，管道配套建筑种类繁杂、数量多，且对工程运行作用关键，运行维护质量也影响着工期、运行安全与造价控制等。

1.长距离输水管道配套建筑存在的突出问题

1.1各类阀井问题

长输水管道的阀门类型包括排气阀、隔断阀、消能阀、调压塔等多种装置，为加强装置使用安全并延长使用寿命需要建设不同类型的阀井，通常每公里需建设3-9个不同类型的阀井，管道输送距离越长，阀井数量越多。当前阀井结构设计与工程运行管理脱节现象严重，如进排气阀作为管道运行基础防护措施，作用非常关键；若设计人员专业性不足或忽视阀井通风设计，将导致阀井需要补气时供给不足，严重时将会危害至运行人员生命安全。其次，阀井设计与周边环境适应性较差。长距离输水管道若设置在北方地区，需要重点关注阀井在冬季寒冷天气下的保温措施，若阀井结冰，将严重影响输水工程的运行。此外，还有阀门设计未考虑地下水的腐蚀性质，导致工程发生井壁混凝土脱落开裂、阀井进水等现象，对管道的运行与安全产生影响，需要花费较大成本维修，损害工程经济效益。

1.2穿越及交叉建筑问题

敷设长距离输水管道期间必然需要与沿线交通、燃气、通讯等管线发生交叉穿越，若交叉穿越设计考虑不充分或沟通不到位，可能会导致工期延长、增加额外成本或影响周边建筑物安全性等问题。若工程规划期间未与当地规划部门沟通，施工至现场后发现需要绕行，以至于重新调整线路规划，延长工期。长距离输水管道工程穿越铁路、高速公路等交通设施时未考虑工程的结合问题以至于预留涵管空间不足；在重要交通线路或石油线路的穿越过程中不重视阶段设施与排水出路，导致难以检修，一旦发生事故可能会影响到重要设施运行的安全性。

1.3过洪建筑问题

长距离输水管道在穿越沟谷或河道时，需要对管道进行采取一定的防护，当前洪沟与河道穿越管道主要设置为地埋式，但是设计期间未重视过洪建筑物的作用，没有及时调查沿线水水或修建堤防等建筑时为减少工程量不考虑下流承压情况，以至于管道受洪水侵袭被冲出甚至损坏，增加工程维修费用，甚至还会造成装备、人员损失。部分工程跨河托管桥时未设置巡检通道，增加了后期运维难度。

2.长距离输水管道配套建筑物问题的解决对策

2.1阀井问题的解决对策

首先，保障阀井结构设计满足工程使用功能需求，如排气阀经过不断发展升级，种类较多，工作人员需要掌握不同种类排气阀工作原理及性能，在不同的坡段选用适宜的排气阀形式，设计阀井时依照排气阀安装要求结合结构尺寸与通风新能，选用直径适宜的通气管，保障通气管可满足排气阀进气需求。为保障排气阀运行安全，可在通气管上焊接栅条，且在阀井入口处设置安全井盖[1]。

其次，若阀井设计直径超过1200毫米，需设置检修平台或爬梯，便于后期阀体设施的维修与养护工作；同时，将阀井井壁与顶梁上设置预埋吊环或直接在顶梁上设置滑轨，检修工作可借助吊葫芦进行设备的吊装与拆卸。

再次，适应环境需求。若阀井设置在北方地区，需考虑保温措施，由于阀井空间较大，除回填密实阀井周边土外，还需要在顶板上覆盖保温苯板，提升保温效果；调压塔则需要设置电热措施防止设备结冰。侵蚀环境下注意阀井混凝土结构的抗侵蚀处理，运用高性能混凝土或抗硫水泥增强结构耐久。

2.2穿越及交叉建筑物解决对策

首先，线路设计期间做好与当地市政部门的沟通，与土地部门对接穿越保护区与土地类型，然后与被穿越建筑所属主管部门协调穿越的位置与型式，结合工程设计经验，听取设施主管部门与行业设计部门意见，防止拖延工期或增加成本。

其次，立足整体考虑工程经济性。长距离输水管道工程在投资与收益时间的限制下，主要以分期的形式进行建设，因此设计单位需要全面考虑穿越位置与方式，控制工程整体经济性，在保障穿越工程运行安全性的前提下，选择投资最小的方案[2]。

再次，加强重要穿越位置的防护力度。长距离输水管道一般都是在压力下裕兴，管道压力多在1-2MPa间，局部可能更高，若出现事故则可能会破坏穿越处的其他设置，甚至产生较大的人员经济损失。因此施工人员需要强化对重要穿越位置的防护措施，预留检修养护通道。若需要以地埋式通过河道，尽量避免在河道内设置阀井等配套建筑物，防止洪水损坏建筑导致输水管道运行受影响。

2.3过洪建筑物问题解决对策

首先，提前调查洪水资料并进行实地考察。结合工程等级确定过洪建筑物洪水标准，针对无水文资料区域，及时计算洪峰流量；根据区域气候特征修整计算结果。在全球变暖局势下，部分干旱区域极端天气频率增加，相关人员需要充分研究暴雨强度、汇流面积与超标洪水。

其次，关注过洪建筑物选型与防护措施。若管道需要穿越洪沟等工程时可选择以埋地或架空的形式穿越，尽量避免管下涵的形式过洪，防止涵洞性能不佳或纵坡设置不合理产生淤堵，影响管道运行安全。若河道宽度大、水位高、水势变化小的情况下，可采用加工的方式过洪，便于施工检修；若河道水势变化较大则以地埋式更佳。关于过洪冲刷深度问题，可结合国家标准规范计算，对比当地实际冲刷深度调查数据确定[3]。冲刷深度计算的同时需要做好管道表面防护工作，如上下游现阶段管道表层设置混凝土过洪桥，为管道设置混凝土镇墩、以灌注桩技术设置桥基，在河道穿越处堤岸设置相关边坡防护措施等。

部分工程为降低开挖作业量，主要以填方的形式进行管道的深埋，但是尽量防止设置在山前冲洪积扇区域，以免暴雨天气下坡面汇流时冲击管基，影响管道运行安全。若设置在这一区域即便修建了排洪涵也会基于位置与能力等问题的限制，导致管道安全受损；甚至还会由于修建挡洪堤导致洪水集中排泄，严重威胁下游防洪设施的安全性。因此山前冲洪积扇区域最好以挖方的形式设置管道，避免高出原地面产生积水。

结束语：总之，长距离输水管道配套建筑物成本虽然相对较小，但是对管道运行的安全有着关键性作用，尤其是阀井保温、混凝土抗侵袭、交叉建筑物的经济性等，对工程运行安全、经济效益与工期等有直接影响。因此相关人员需要加强对配套建筑物的管理，针对相关问题及时采取有效的治理措施，消除工程运行及安全隐患，切实促进长距离输水管道工程的发展，为我国水网建设水平增强提供保障。

参考文献：[1]邢飞,崔坤明,唐帅.长距离高水头埋地输水管道镇墩的计算和设计优化探讨[J].水利技术监督,2022(09):216-219.

[2]贾超.长距离压力输水管道设计探讨[J].居业,2022(05):74-76.

[3]包德高.大伙房水库输水工程输水管线穿越河流安全监测研究[J].黑龙江水利科技,2021,49(06):89-90.