□孫翠輕

科技創(chuàng)新

燃氣管道穿越保滄干渠安全監(jiān)測分析

□孫翠輕

穿越保滄干渠工程在其施工及影響期內(nèi),應(yīng)對穿越處一定范圍內(nèi)的配套工程進行變形監(jiān)測。介紹任丘市氣化農(nóng)村項目氣化站連通工程下穿保滄干渠工程安全監(jiān)測的監(jiān)測點布設(shè)方案、監(jiān)測周期，以及監(jiān)測施測等級、方法等。

基準網(wǎng)；監(jiān)測點；二等水準

河北省南水北調(diào)配套工程水廠以上輸水工程總長2055.8km，主要包括邢清、石津、保滄、廊涿4條大型輸水干渠總長745.4km，除石津干渠利用現(xiàn)有明渠159km外，其余均采用管道、暗涵輸水。隨著河北省南水北調(diào)配套工程的建設(shè)和運行，越來越多的建設(shè)工程不可避免地與輸水干渠發(fā)生交叉穿越，如出現(xiàn)問題將影響交叉穿越輸水干渠安全運行、所建工程安全施工?，F(xiàn)結(jié)合工程實例，對穿越輸水干渠的工程，從監(jiān)測網(wǎng)建立、開展監(jiān)測到數(shù)據(jù)分析，掌握輸水管道在施工期和運行期的工作狀態(tài)，最后進行總結(jié)歸納，為輸水干渠工程安全運行提供科學(xué)決策依據(jù)，也可為同類工程安全監(jiān)測設(shè)計、施工管理提供參考。

1.工程概況

任丘市氣化農(nóng)村項目氣化站連通工程中壓管道、次高壓管道工程施工管道與南水北調(diào)管道交叉穿越6處。

根據(jù)水利主管部門的要求,穿越保滄干渠的工程，在其施工及影響期（一般為運營期一年）內(nèi),應(yīng)對穿越處一定范圍內(nèi)的配套工程進行變形監(jiān)測。為實施第三方監(jiān)測，受某燃氣集團有限公司委托，我公司承擔(dān)了2018年任丘市氣化農(nóng)村項目氣化站連通工程下穿保滄干渠北干線安全監(jiān)測任務(wù)，監(jiān)測內(nèi)容為燃氣管道穿越保滄干渠交叉點處保滄干渠周邊地面進行沉降監(jiān)測。

2.監(jiān)測實施情況

根據(jù)施工進度及計劃要求，共埋設(shè)52個監(jiān)測點，在監(jiān)測點埋設(shè)完后完成首期觀測（兩次）。之后，根據(jù)《其他工程跨越下穿鄰接河北省南水北調(diào)配套工程設(shè)計及安全評價技術(shù)要求(試行)》及施工進度，在燃氣管道穿越保滄干渠施工期間及影響期內(nèi)，按安全監(jiān)測技術(shù)實施方案要求對監(jiān)測點進行了觀測。

具體監(jiān)測情況為施工期和完工后3天內(nèi)每天監(jiān)測一次，后3個月每月監(jiān)測兩次，最后6個月每月監(jiān)測一次。

共完成首期觀測兩次、周期觀測16次，在各期數(shù)據(jù)處理和綜合分析基礎(chǔ)上完成安全監(jiān)測報告。

變形監(jiān)測點的布設(shè)，根據(jù)燃氣管道與保滄干渠交叉情況，首先在燃氣管道與保滄干渠交叉處布設(shè)1個監(jiān)測點，沿燃氣管道方向在交叉處兩側(cè)各布設(shè)3個監(jiān)測點，沿保滄干渠方向在交叉處兩側(cè)各布設(shè)1個監(jiān)測點，每處穿越區(qū)布設(shè)9個監(jiān)測點，充分考慮不同監(jiān)測體監(jiān)測點共用，共布設(shè)52個沉降監(jiān)測點。

監(jiān)測點的編號，第1處按JC1-1～JC1-9，第2處按JC2-1～JC2-9，以此類推編排。

根據(jù)監(jiān)測點的分布特點和測區(qū)情況，監(jiān)測前在每個測區(qū)布設(shè)2個基準點，第1處為J101、J102，第2處為J201、J202，第3、4處為J301、J302，第5、6處為J401、J402。

為檢核基準點的穩(wěn)定性，每周期監(jiān)測前都對基準點間的高差進行了檢測，其檢測高差與理論高差之差均小于±0.5mm限差要求。

3.垂直位移監(jiān)測

高程系統(tǒng)采用假定高程系統(tǒng)，參考監(jiān)測區(qū)周邊地形圖，假定J101、J201、J301、J401的高程均為5m。

水準路線分別以J101、J201、J301、J401為起點，連測本測區(qū)內(nèi)的所有監(jiān)測點后再閉合于J101、J201、J301、J401，組成5個閉合水準路線。

監(jiān)測網(wǎng)按二等水準測量，使用數(shù)字水準儀，采用單路線往返觀測。一條路線的往返測，使用同一臺儀器和轉(zhuǎn)點尺承，沿同一路線，由同一個觀測者進行。

觀測的時間和氣象條件、設(shè)置測站、測站觀測順序、測站觀測限差以及觀測中應(yīng)遵守的事項、內(nèi)業(yè)各項高差改正，均按照規(guī)范GB/T 12897-2006和安全監(jiān)測技術(shù)實施方案要求執(zhí)行。

水準觀測成果按二等水準要求加入尺長、溫度等各項改正后進行平差計算，平差計算及成果輸出采用專業(yè)沉降分析軟件進行。

各期測段觀測中，測段往返測高差不符值均優(yōu)于1/3限差。

各期觀測水準測量平差計算中，每千米水準測量偶然中誤差均小于1/3限差，環(huán)線閉合差均小于1/3限差要求。

根據(jù)水準閉合環(huán)計算的每千米水準測量全中誤差為0.5mm，小于規(guī)范±4mm的限差要求。

4.沉降分析

為了便于更加直觀地進行對比分析，根據(jù)監(jiān)測點期間垂直位移量統(tǒng)計表和累計垂直位移量統(tǒng)計表，繪制了6處監(jiān)測區(qū)各周期期間垂直位移量圖和累計垂直位移量圖。

由圖1可以看出，所有監(jiān)測點期間沉降量最大為-0.3mm，遠小于2mm/d的要求。

由圖2可以看出，所有監(jiān)測點在施工期間和完工后前期稍有下沉，但下沉量不大，后期趨于穩(wěn)定。至監(jiān)測期結(jié)束，所有監(jiān)測點累計沉降量最大為-1.7mm，小于預(yù)警值±5mm。

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，6處監(jiān)測區(qū)沉降量極值見表1。

表1 沉降量極值統(tǒng)計表

圖1　 JC1-1～JC1-9期間垂直位移量圖

圖2 　JC1-1～JC1-9累計垂直位移量圖

5.結(jié)語

根據(jù)安全監(jiān)測技術(shù)實施方案，累計沉降量預(yù)警值為±5mm，6處穿越工程各項指標均小于預(yù)警值，監(jiān)測區(qū)域未出現(xiàn)明顯沉降，燃氣管道穿越工程未對保滄干渠造成明顯不良影響。□

2022-10-22

孫翠輕，男，漢族，河北省水利規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，高級工程師。