陽曉原，王　青，張　娜

(西安黃河工程監(jiān)理有限公司，陜西 西安 710021)

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管道運(yùn)行期水土保持工程施工圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討

陽曉原，王青，張娜

(西安黃河工程監(jiān)理有限公司，陜西 西安 710021)

[摘要]現(xiàn)行的水利行業(yè)相關(guān)法律、法規(guī)及技術(shù)規(guī)范對管道運(yùn)行期水土保持工程設(shè)計(jì)沒有明確的規(guī)定和要求，針對這一情況，以西氣東輸管道工程甘陜地區(qū)管道運(yùn)行期水土保持工程為例，從水土保持工程施工圖的設(shè)計(jì)原則、技術(shù)路線、設(shè)計(jì)要點(diǎn)等方面提出了構(gòu)想，探討了管道運(yùn)行期水土保持工程項(xiàng)目措施類型及布局，提出了攔渣工程、防洪排導(dǎo)工程、土地整治工程和植被建設(shè)工程等水土保持工程施工圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)，可為管道工程運(yùn)行期同類水土保持工程施工圖設(shè)計(jì)提供參考。

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展及能源需求的日益增大，石油天然氣長輸管道建設(shè)得到了快速發(fā)展。自西氣東輸一線全線貫通以來，從管道長度來看，我國已建成輸氣、輸油管道的總長度達(dá)到10萬余km，其中原油管道約2.6萬km、成品油管道約2萬km、天然氣管道約6萬km；從管道數(shù)量來看，長輸油氣管道近300條，其中原油管道約90條、成品油管道約50條、天然氣管道約160條[1]。隨著各管道工程相繼竣工驗(yàn)收并投產(chǎn)運(yùn)用，在自然降雨及人為活動(dòng)的干擾下，沿線出現(xiàn)不同程度的水毀及破壞，水土流失現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，為保證安全運(yùn)營、防止水土流失，管道運(yùn)營管理單位實(shí)施了管道運(yùn)行期水土保持工程項(xiàng)目?，F(xiàn)結(jié)合西氣東輸管道工程甘陜地區(qū)管道運(yùn)行期水土保持工程施工圖設(shè)計(jì)實(shí)踐，就管道運(yùn)行期水土保持工程施工圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討。

1項(xiàng)目概況

西氣東輸管道工程甘陜地區(qū)管道所轄管線區(qū)段起自甘肅省鎮(zhèn)原縣，向東經(jīng)過陜西省的寶雞市、咸陽市、華陰市，止于陜西省潼關(guān)縣。項(xiàng)目區(qū)多年平均氣溫10℃，全年無霜期180～210 d，多年平均降水量600 mm，降水主要集中在6—9月，且主要以暴雨形式出現(xiàn)，降雨年際變化較大，多年平均24 h最大降水量為56 mm。在強(qiáng)降雨及人為活動(dòng)作用下，管道沿線作業(yè)帶存在的水土流失現(xiàn)象主要表現(xiàn)為管溝下沉、田坎垮塌、溝壑下切、溯源侵蝕、局部山體滑坡、排水系統(tǒng)損壞和植被恢復(fù)不到位等。為保證管道安全運(yùn)營、防止水土流失，管道運(yùn)營管理單位實(shí)施水土保持工程項(xiàng)目，對存在水土流失現(xiàn)象的區(qū)域進(jìn)行水土保持專項(xiàng)治理。

2設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)原則主要有：①經(jīng)濟(jì)適用、注重效益。合理采用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)指標(biāo)，有效控制水土保持工程規(guī)模，既能切實(shí)保護(hù)管道安全，又能防治水土流失，減小對生態(tài)環(huán)境的影響與破壞。②因地制宜，因害設(shè)防。針對管道運(yùn)行期發(fā)生的水土流失，要有針對性地選擇適宜的工程防護(hù)措施，而植物措施布設(shè)須緊密結(jié)合項(xiàng)目區(qū)自然因素、立地條件，盡量選用鄉(xiāng)土樹(草)種，保證林草成活率及保存率。③景觀協(xié)調(diào)。各項(xiàng)水土保持措施要盡量與原地貌一致，與周邊自然景觀相協(xié)調(diào)，注重自然設(shè)計(jì)、柔性設(shè)計(jì)，建設(shè)優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境[2]。

該類項(xiàng)目一般由業(yè)主單位立項(xiàng)，再委托具有水土保持工程設(shè)計(jì)相關(guān)資質(zhì)的單位開展現(xiàn)場調(diào)查、工程測量、措施設(shè)計(jì)、室內(nèi)出圖、設(shè)計(jì)技術(shù)交底和現(xiàn)場復(fù)核等工作。

3設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1治理情況分類、措施設(shè)計(jì)及布局

(1)河(溝)道水毀。管道穿越河(溝)道路段，在強(qiáng)降雨作用下，發(fā)生溯源侵蝕，河道下切、沖刷嚴(yán)重，造成大量泥沙遷移，河(溝)道管道埋深不足，部分嚴(yán)重地段漏管，危及管道安全。①河(溝)道比降大、流量大、水流急、沖刷嚴(yán)重且造成漏管的地段，在管道下游8～10 m處垂直河道布設(shè)漿砌石溢流壩，以抬高河床，蓄水?dāng)r沙，保證管道埋深；在河道兩岸設(shè)計(jì)漿砌石護(hù)岸，穩(wěn)定兩岸坡腳，防止河床繼續(xù)下切造成兩岸坡體坍塌，以保證管道安全和減少水土流失。②河(溝)道水流平緩、流量小、沖刷不嚴(yán)重且不會(huì)對管道造成直接威脅的地段，在管道下游8～10 m處垂直河道布設(shè)漿砌石防沖墻，以蓄水?dāng)r沙，保證管道埋深。③當(dāng)?shù)鼐用裼修r(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求的河(溝)道，宜采用漿砌石過水路面，既可保護(hù)管道安全、減少水土流失，又可滿足地方群眾的需求。

(2)臺(tái)田地水毀。管道穿越臺(tái)田地路段，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，大部分為虛土回填，頂部采用單斗挖掘機(jī)碾壓，達(dá)不到土體穩(wěn)定的壓實(shí)密度(壓實(shí)密度≥0.93)的要求，因黃土多具濕陷性，受雨水或澆灌影響，極易出現(xiàn)田坎坍塌和管溝塌陷，造成水土流失。①田坎較高且在公路等重要公共設(shè)施旁的臺(tái)田地，宜在交界處設(shè)計(jì)漿砌石擋墻，以保證管道安全、田坎穩(wěn)定并滿足生產(chǎn)要求；沿管道走向隔10～30 m布設(shè)2∶8水泥土截水墻、磚砌截水墻和素土截水墻，截水防滲，防止管溝串水造成黃土沉陷；管溝沉陷處進(jìn)行土方外購回填，恢復(fù)耕地。②農(nóng)田段及一般地段田坎可設(shè)計(jì)為草袋堡坎或椽幫堰，以恢復(fù)田坎及保護(hù)農(nóng)民用地。管溝沉陷及串水措施布設(shè)同上。根據(jù)當(dāng)?shù)厝罕娨蟊M量減少工程占地的實(shí)際，在保證管道安全和田坎結(jié)實(shí)的前提下，沿線田坎恢復(fù)設(shè)計(jì)為椽幫堰得到了普遍認(rèn)可[3]。

(3)坡面水毀。管道工程建設(shè)后，已恢復(fù)地貌的地段，部分陡坡段管溝回填時(shí)在坡腳布設(shè)草袋擋土墻，但多處管溝和坡體作業(yè)帶由于開挖溝槽后采用虛土回填，坡面未采取植物措施進(jìn)行防護(hù)，也未布設(shè)有效的截排水系統(tǒng)，坡腳草袋擋墻經(jīng)日曬雨淋已風(fēng)化和腐爛，有的已經(jīng)垮塌和破碎，失去攔擋和截滲作用。坡體無水土保持措施導(dǎo)致坡體發(fā)生次生滑坡和蠕變，危及管道安全。①若坡面較長且陡，則在坡腳布設(shè)漿砌石擋墻，坡頂進(jìn)行土地整理形成反坡，根據(jù)坡度情況在坡面每隔一定距離修筑漿砌石堡坎或干砌石堡坎、漿砌石截水墻。在坡面和坡腳布設(shè)漿砌石排水溝，排除坡面匯水。在管道作業(yè)帶造林、種草以恢復(fù)植被。②若坡面較短且緩，則在坡腳布設(shè)漿砌石或干砌石擋墻，坡頂進(jìn)行土地整理形成反坡，坡體造林種草以恢復(fù)植被。

(4)伴行路水毀。管道工程在投產(chǎn)運(yùn)行后，管道運(yùn)營單位沿伴行路定期、不定期地進(jìn)行巡檢，維護(hù)管道運(yùn)營安全。受投資、線路和實(shí)際情況約束，管道伴行路一般為土路和砂石路，在強(qiáng)降雨匯流沖刷及車輛長期碾壓作用下，路面損毀嚴(yán)重，既影響正常的管道巡檢，又有水土流失現(xiàn)象發(fā)生。應(yīng)對道路進(jìn)行修復(fù)，在道路兩側(cè)匯水處布設(shè)排水溝，引出路面匯水，在坡陡彎急處根據(jù)實(shí)際情況在道路上方加設(shè)阻水埂，避免形成匯流沖刷路面。

3.2施工圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(2)防洪排導(dǎo)工程。以截、排水溝為例做重點(diǎn)說明，截、排水溝按照2%的比降設(shè)計(jì)過水流量，基礎(chǔ)必須為原土層或做處理的基礎(chǔ)。截水溝一端應(yīng)與急流槽相接，并在連接處布設(shè)消力池等消能防沖措施。排水溝、急流槽、截水溝每隔10 m布設(shè)一道伸縮縫，縫內(nèi)填止水橡膠。在伸縮縫后布設(shè)一道齒墻，齒墻厚50 cm。

(3)土地整治工程。以田坎恢復(fù)椽幫堰設(shè)計(jì)為例。①椽幫堰主要適用于黃土區(qū)，田坎高度低于8 m的地區(qū)，施工期選擇在夏、秋兩季。②施工時(shí)必須用不含淤泥、腐殖土、凍土、膨脹土和有機(jī)質(zhì)大于8%的土作為填筑料，土壤含水量經(jīng)測定后確定，根據(jù)最優(yōu)含水量進(jìn)行配料，土壤含水量一般控制在16%左右。③夯填時(shí)在埂坎外側(cè)每隔1.5 m埋設(shè)一根立柱，兩立柱與埂坎間放置木椽。隨著埂坎夯填升高，取下方木椽逐級(jí)向上安裝，埂坎坡度采用木楔夾在立柱與木椽之間控制。④木椽安放好后，分層夯填，每層鋪厚不得大于20 cm，夯實(shí)后不得大于15 cm，土方回填壓實(shí)系數(shù)大于0.93。⑤椽幫堰邊埂最大外側(cè)埂坎坡度見表1，恢復(fù)時(shí)外側(cè)埂坎在不得陡于表1給出值的前提下，可根據(jù)埂坎高度選擇外側(cè)埂坎坡度。

表1　椽幫堰邊埂最大外側(cè)埂坎坡度

(4)植被建設(shè)工程。依據(jù)石油天然氣管道保護(hù)法的規(guī)定，在管道中心線兩側(cè)各5 m范圍內(nèi)，禁止種植喬木、灌木、藤類、蘆葦、竹子或者其他根系深達(dá)管道埋設(shè)部位可能損壞管道防腐層的深根植物，結(jié)合《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB 50433—2008)要求，管道工程的植被建設(shè)工程設(shè)計(jì)[4]內(nèi)容主要包括植物措施立地條件創(chuàng)建、喬灌草設(shè)計(jì)。該地區(qū)管道爬坡段坡面恢復(fù)植被時(shí)，可因地制宜在管道中心線兩側(cè)各5 m范圍內(nèi)混播紫花苜蓿和沙打旺，30 cm條播，播種密度45～60 kg/hm2；管道作業(yè)帶其他區(qū)域穴狀整地種植適生灌木紫穗槐，帶土球苗木，胸徑6～8 cm，種植適宜密度5 000～6 667株/hm2。

4結(jié)語

管道運(yùn)行期應(yīng)因地制宜、合理布局水土保持工程，在保障管道運(yùn)行安全、防治水土流失的前提下，堅(jiān)持以恢復(fù)原地貌為主，以安全、經(jīng)濟(jì)及與景觀協(xié)調(diào)為原則，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況布設(shè)水土保持措施。充分認(rèn)知并處理好這些問題，對保障管道安全運(yùn)行、有效防治水土流失、建設(shè)“綠色管道”“生態(tài)管道”“和諧管道”具有積極的意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 姚赫，王森林.長輸管道工程水土保持施工圖設(shè)計(jì)若干問題探討[J].人民長江，2013(11):89-91.

[2] 中華人民共和國水利部.GB 50433—2008 開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2008:61-62.

[3] 洪傳勛,李玉生,馬英武.淺析西部原油成品油管道工程水土保持防治措施體系[J].新疆水利，2008(6):31-32.

[4] 王禮先.生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持設(shè)計(jì)指南[M].北京:中國水利水電出版社，2011:556-571.

(責(zé)任編輯孫占鋒)

[中圖分類號(hào)]S157

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]C

[文章編號(hào)]1000-0941(2016)07-0017-03

[作者簡介]陽曉原(1982—)，男，湖南邵陽市人，工程師，碩士，主要從事水土保持監(jiān)測、規(guī)劃設(shè)計(jì)、監(jiān)理、科研工作。

[收稿日期]2015-10-20

[關(guān)鍵詞]管道工程；運(yùn)行期；水土保持工程；施工圖設(shè)計(jì)