程晶　　曹彥龍　　周梁

(核工業(yè)西南勘察設計研究院有限公司，四川成都　610011)

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鳳凰山隧道工程大口徑輸水管線的設計

程晶曹彥龍周梁

(核工業(yè)西南勘察設計研究院有限公司，四川成都610011)

摘要:介紹了鳳凰山隧道原水輸水工程的實際情況，針對大口徑輸水管線大跨度跨越橋梁、長距離穿越雙孔隧道的問題，提出了采用管橋架空及專用管溝的設計方案，并闡述了設計中需注意的問題，確保輸水管線的供水安全性。

關(guān)鍵詞:隧道，輸水管線，專用管橋，管道

1　工程概況

本工程位于四川省達州市主城區(qū)北部，處于G210國道和塔石路之間。項目東西向橫穿鳳凰山，將G210國道、塔石路直接連接，并將鳳凰山東西兩側(cè)的張家壩、蓮花湖兩大規(guī)劃片區(qū)有機地連接起來。

本工程的原水輸水管線為蓮花湖水廠服務，從州河取水，通過已有的加壓泵站向蓮花湖水廠輸水。管道起于加壓泵站接管點，止于蓮花湖水廠接管點，管線經(jīng)過的道路全長4．9 km。輸水管線設計流量為53萬m3/d，采用兩根DN1 600的輸水管壓力式輸水。輸水管線全程沿道路兩側(cè)敷設，中途大跨度跨越橋梁、長距離穿越雙孔隧道。

2　管材選擇

目前，用于輸水工程的管材主要有鋼管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼管和預應力鋼筒混凝土管。這四種管材性能的綜合比較見表1。

表1　輸水管材的綜合性能比較

綜合分析大口徑輸水管材的優(yōu)缺點及工程造價，PCCP管的綜合性能最為優(yōu)越，適合在大口徑輸水管線中應用。因此，本工程確定:道路段及隧道段采用PCCP管，跨越橋梁管段及雙孔隧道內(nèi)各緊急停車帶處采用焊接鋼管。輸水管線全程最高點與最低點的高差為85 m，管道根據(jù)不同的高程分別選用了壓力等級為1．4 MPa，1．2 MPa和1．0 MPa的PCCP管。根據(jù)管道跨越橋梁的跨度不同，分別選用了D1 620×20和D1 620×22的焊接鋼管。

3　管道穿越障礙的設計

輸水管線沿線地形較為復雜，全線遇到必須穿越的障礙物主要有河流及隧道。本工程兩條輸水管線共跨越橋梁7座，穿越隧道共2 376 m。

3．1管道跨越橋梁

輸水管線需跨越的橋梁跨度分別為206 m，163 m，156 m，131 m，81 m，81 m，81 m。由于橋梁之間的間距較短，輸水管線需連續(xù)跨越幾座橋梁，跨越的最大長度為301 m。根據(jù)工程的實際情況，輸水管線在跨越橋梁時在兩側(cè)采用專用管橋架空管道，示意圖見圖1。為了安全性及美觀性，通過與橋梁專業(yè)溝通協(xié)商，管橋上輸水管線的中心距離橋梁邊緣2．75 m，管頂高程低于橋梁路面高程0．6 m。輸水管線(2條)共修建6座管橋，管橋最短的長度為25 m(1×25)，最長的長度為301．5 m(3×25+2×25．75+ 7×25)，跨度為25 m和25．75 m。管橋段輸水管線采用自承式平直形架空鋼管，根據(jù)允許跨度選用鋼管的壁厚?？缍葹?5．75 m的輸水管線采用焊接鋼管D1 620×22，跨度為25 m的輸水管線采用焊接鋼管D1 620×20。

圖1　輸水管線專用管橋示意圖

3．2管道穿越隧道

雙孔隧道的長度分別為2 376 m和2 330 m，輸水管線跨越橋梁后分別進入隧道，布置于隧道一側(cè)的輸水管線專用管溝中。對于隧道內(nèi)輸水管線的施工，PCCP管廠家如四川國統(tǒng)混凝土制品有限公司等提出可采用龍門吊將PCCP管運至管溝中安裝，示意圖見圖2。在雙孔隧道內(nèi)各緊急停車帶處，輸水管線向外側(cè)偏轉(zhuǎn)，管道轉(zhuǎn)彎處采用鎮(zhèn)墩固定，管材用焊接鋼管D1 620×12。

圖2　輸水管線專用管溝示意圖

4　設計中需注意的問題

4．1輸水管線連接管

本工程采用兩根DN1 600的輸水管線，為了輸水管線的安全運行，確保輸水干管任何一段發(fā)生故障時仍能通過70%的設計水量，在兩根輸水管線中間設置了3處連接管，連接管管徑為1 400。

4．2管橋架空段管道的保護

管橋架空段的輸水管線采用鋼管，其架空的長度超過240 m的有3處，其中最長的架空長度為330 m。輸水管線架空的長度較大，設計時主要注意的問題有:

1)管道的保溫及補償。由于溫度的變化，架空鋼管存在熱脹冷縮的問題。為了減少因熱脹冷縮而引起管道接口的斷裂，需對架空鋼管做保溫措施及管道補償措施。本工程采用聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫層對管道進行保溫，厚度30 mm，外包0．5 mm玻璃絲布。管橋跨數(shù)不小于3跨的，每座管橋各設一處管道補償器及配套措施解決管道的補償問題。同時將管橋支墩上的支座設置為可滑移支座，以防止熱脹冷縮對支墩的影響。

2)管道的防腐。環(huán)氧煤瀝青外防腐施工簡便，綜合費用較低，根據(jù)本工程的情況，管道的外防腐采用環(huán)氧煤瀝青涂料六油二布，厚度不小于0．6 mm。由于水泥砂漿襯里化學性能比較穩(wěn)定，不影響水質(zhì)，對鋼管內(nèi)壁除銹要求不高，施工質(zhì)量有保證，因此管道的內(nèi)防腐采用水泥砂漿襯里。

4．3自動復式排氣閥及泄水閥

排氣閥的設置主要是解決輸水管線中空氣的排出和注入問題，保證輸水管線的安全正常運行。泄水閥的設置主要是考慮管道沖洗、檢修時的排水問題。本工程排氣閥和泄水閥的設置主要是根據(jù)管道縱斷面圖，在兩個檢修閥門之間的高點設置自動復式排氣閥，低點設置泄水閥，同時在管橋段輸水管線的隆起點也設置自動復式排氣閥。排氣閥的口徑為200，平均間距為600 m。

5　結(jié)語

在鳳凰山隧道工程輸水管線的設計中，通過管橋、隧道專用管溝解決了輸水管線跨越橋梁、穿越隧道的問題，保證輸水管線的供水安全性。

中圖分類號:TU990．3

文獻標識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0122-02

收稿日期:2016-04-01

作者簡介:程晶(1982-)，女，工程師;曹彥龍(1980-)，男，高級工程師;周梁(1985-)，男，工程師

Design of large diameter water pipelines in Phoenix mountain tunnel project

Cheng JingCao YanlongZhou Liang
(Southwest Geotechnical＆Design Institute of China Nuclear Industry，Chengdu 610011，China)

Abstract:Phoenix mountain tunnel are introduced to the actual situation of raw water pipeline，aiming at the large diameter water pipelines across the bridge with large span，long distance through double tunnel，this paper puts forward a design scheme of pipe bridge overhead and special pipe trench，and introduces the problems that should be noticed in design，to ensure the safety of water supply pipe．

Key words:tunnel，water pipelines，special pipe bridge，pipeline