何文龍，邱 浩，董新美

（1.山東黃河河務(wù)局山東黃河信息中心，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014）

董家口至東營(yíng)原油管道工程起點(diǎn)為青島市董家口輸油站，終點(diǎn)為東營(yíng)市東營(yíng)輸油站。工程的管道線路全部在山東省境內(nèi)敷設(shè)，沿途經(jīng)過(guò)青島市、濰坊市、淄博市、東營(yíng)市4個(gè)市8個(gè)縣（市、區(qū)），線路全長(zhǎng)373 km。管道設(shè)計(jì)輸油量為1 500×104t/a。原油管道穿越東營(yíng)市境內(nèi)的麻灣灌區(qū)三、四干渠、曹店干渠等輸水渠道。本文以麻灣灌區(qū)四干渠穿越工程為例，分析原油管道采用定向鉆方式穿越渠道的輸水影響評(píng)價(jià)方法及主要內(nèi)容。

1 基本情況

1.1 穿越工程概況

董家口至東營(yíng)原油管道工程穿越麻灣灌區(qū)四干渠處位于東營(yíng)市東營(yíng)區(qū)牛莊鎮(zhèn)解家村西北，渠道樁號(hào)5+670處。工程采用定向鉆方式穿越四干渠，為小型穿越。穿越管道采用直縫埋弧焊鋼管，設(shè)計(jì)壓力為6.0 MPa，管道直徑711 mm，壁厚10.3 mm；管道外防腐層采用三層PE加強(qiáng)級(jí)防腐。穿越管道與四干渠水流流向的夾角為81°，定向鉆入、出土點(diǎn)之間的水平長(zhǎng)度318.13 m。入土角7°40”，出土角6°，穿越管段的曲率半徑為1500D（D為穿越管段外徑）。定向鉆入土點(diǎn)距渠道右岸岸線垂直距離125.64 m，出土點(diǎn)距渠道左岸岸線的垂直距離161.58 m。穿越處四干渠渠底最低點(diǎn)高程4.32 m，渠底以下管頂高程-5.029 m，管頂距渠底最小埋深9.349 m。

定向鉆穿越渠道施工流程為：測(cè)量放線→鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)→安裝校驗(yàn)→鉆導(dǎo)向孔→預(yù)擴(kuò)孔→穿越管道發(fā)送準(zhǔn)備→管道與鉆具連接→洗孔、回拖管線→拆卸鉆機(jī)→恢復(fù)地貌。

1.2 渠道概況

麻灣灌區(qū)位于東營(yíng)市東營(yíng)區(qū)和廣饒縣境內(nèi)，設(shè)計(jì)灌溉面積4.93萬(wàn)hm2。灌區(qū)覆蓋東營(yíng)區(qū)、廣饒縣境內(nèi)的12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和廣北農(nóng)場(chǎng)、勝利油田的6個(gè)農(nóng)場(chǎng)，總?cè)丝?5萬(wàn)，年平均引黃水量1.5億m3，實(shí)灌面積為3.33萬(wàn)hm2。麻灣灌區(qū)下設(shè)總干渠一條、分干一條、二干渠一條、三干渠一條、四干渠一條，全長(zhǎng)32.06 km。

原油管道穿越四干渠處渠道基本順直，兩岸地形平坦，渠道上口寬21.80 m，底寬13.62 m，縱比降1/6 000，渠底最低點(diǎn)高程4.32 m；左岸堤頂高程8.13 m，右岸堤頂高程8.46 m，堤防迎水坡坡比1∶2。渠道兩側(cè)邊坡采用混凝土板襯砌，渠底未襯砌；左右堤頂均為瀝青路面。根據(jù)東營(yíng)市水利局灌溉管理處提供的資料，四干渠管理范圍為渠道中心線左側(cè)60 m，右側(cè)70 m；四干渠穿越段沒(méi)有新的規(guī)劃治理安排。

2 輸水影響分析與計(jì)算

2.1 水文分析

麻灣灌區(qū)四干渠為引黃輸水渠道，無(wú)防洪任務(wù)。穿越渠段位于黃水東調(diào)應(yīng)急工程龐家進(jìn)水閘～北隨節(jié)制閘之間，根據(jù)《山東省黃水東調(diào)應(yīng)急工程麻灣灌區(qū)清淤與襯砌改造工程施工圖設(shè)計(jì)》（山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，2017年2月），穿越斷面四干渠設(shè)計(jì)引水流量為30 m3/s。穿越斷面設(shè)計(jì)洪水位根據(jù)謝才公式及曼寧公式計(jì)算，渠道糙率取0.025，河道縱比降為1/6 000，經(jīng)計(jì)算設(shè)計(jì)洪水位為6.70 m。

2.2 沖刷計(jì)算

渠道穿越處渠底為粉質(zhì)黏土，采用黏性土公式計(jì)算渠道沖刷。鑒于目前油氣管道行業(yè)沒(méi)有具體的沖刷計(jì)算方法，渠道沖刷采用《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-2013）護(hù)岸工程沖刷計(jì)算公式、《河床演變學(xué)》Lacey經(jīng)驗(yàn)公式以及《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG C30-2015）一般沖刷公式分別進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果取大值。粉質(zhì)黏土的液性指數(shù)0.60，允許不沖流速取0.85 m/s。經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)引水流量時(shí)渠道沖刷深度分別為0.30 m、0.65 m、0.51 m。為確保工程安全，渠道沖刷深度取0.65 m。穿越處四干渠渠底最低點(diǎn)高程4.32 m，最低沖刷線高程為3.67 m；渠底以下管道設(shè)計(jì)頂高程為-5.03 m，管頂位于設(shè)計(jì)引水流量沖刷線以下8.70 m。

3 輸水影響綜合評(píng)價(jià)

3.1 與有關(guān)規(guī)劃符合性評(píng)價(jià)

四干渠穿越段沒(méi)有新的規(guī)劃治理安排。原油管道采用定向鉆方式穿越四干渠，穿越斷面沿管線方向渠道上口寬22.07 m，出、入土點(diǎn)之間的水平長(zhǎng)度318.13 m，遠(yuǎn)大于渠道上口寬；出、入土點(diǎn)均在渠道管理范圍以外，且管道在兩岸堤防以下最小埋深13.16 m，故穿越工程對(duì)未來(lái)的渠道規(guī)劃基本沒(méi)有影響，也不會(huì)影響渠道清淤等正常的渠道管理工作。

3.2 與有關(guān)技術(shù)要求符合性評(píng)價(jià)

四干渠穿越處原油管道與渠道水流流向夾角81°，滿足《涉水建設(shè)項(xiàng)目防洪與輸水影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》DB 37/T 3704—2019第6.3.1條“管道與水流流向夾角不宜小于60°”規(guī)定要求。出、入土點(diǎn)均在渠道管理范圍以外，滿足規(guī)范第6.4.1條“宜將出、入土點(diǎn)布設(shè)在水利工程管理范圍外，距離水利工程不宜小于60 m”規(guī)定要求。

根據(jù)沖刷計(jì)算結(jié)果，管頂位于設(shè)計(jì)引水流量沖刷線以下8.70 m，滿足規(guī)范第6.5.2條“采用定向鉆施工方式時(shí)，管頂埋深不宜小于相應(yīng)設(shè)計(jì)洪（輸）水沖刷線以下6 m”規(guī)定要求。

根據(jù)原油管道設(shè)計(jì)資料，穿越四干渠處設(shè)置了永久性的識(shí)別和警示標(biāo)志，并啟用泄漏監(jiān)測(cè)設(shè)施，滿足規(guī)范第6.5.4條“建設(shè)項(xiàng)目穿越水利工程，應(yīng)在相應(yīng)位置設(shè)置永久性的識(shí)別和警示標(biāo)志，并設(shè)置必要的安全監(jiān)測(cè)設(shè)施”規(guī)定要求。

3.3 對(duì)渠道輸水能力與水質(zhì)的影響分析

原油管道采用定向鉆方式穿越四干渠，管道埋設(shè)在渠底以下，不占用渠道的輸水?dāng)嗝妫こ淌┕ず瓦\(yùn)行期間渠道范圍內(nèi)渠底以上不增加永久建筑物，渠道內(nèi)的水流流態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，穿越工程對(duì)渠道的輸水能力、水質(zhì)基本沒(méi)有影響。

3.4 對(duì)堤防安全及岸坡穩(wěn)定影響評(píng)價(jià)

原油管道穿越四干渠處兩岸地形平坦開(kāi)闊，渠道較為順直，水流較為平緩，下蝕作用較弱，渠底及堤防岸坡多年來(lái)較為穩(wěn)定。管道采用定向鉆方式穿越四干渠，定向鉆入土點(diǎn)、出土點(diǎn)遠(yuǎn)離渠道兩岸堤防，管道施工不會(huì)破壞堤防、岸坡；管道在兩岸堤防以下最小埋深13.16 m。為防止管道穿越引起堤防沉降，原油管道設(shè)計(jì)采取水泥漿置換措施，即管道回拖完成后向管壁和周圍土層之間的空隙中進(jìn)行注漿加固處理?？梢?jiàn)，穿越工程對(duì)堤防安全及岸坡穩(wěn)定造成的影響很小。

3.5 施工期影響評(píng)價(jià)

穿越工程施工期安排在非輸水期，工期安排較為合理。穿越方式采用定向鉆，施工場(chǎng)地布置在出、入土點(diǎn)附近，位于渠道兩岸管理范圍以外，并遠(yuǎn)離兩岸堤防，對(duì)渠道兩岸堤頂管理道路的影響較小。根據(jù)施工安排，施工期無(wú)永久棄土產(chǎn)生，施工過(guò)程中臨時(shí)棄渣、棄土就近堆放在渠道管理范圍以外；施工完畢后，及時(shí)清理施工場(chǎng)地，廢棄的泥漿、油污及其他雜物等全部裝車外運(yùn)至指定地點(diǎn)，并將施工場(chǎng)地周圍環(huán)境清理整潔。穿越工程施工期對(duì)渠道運(yùn)行影響較小。

3.6 對(duì)第三人合法水事權(quán)益的影響分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，原油管道穿越四干渠斷面下游右岸90 m有取水口1處。工程采用定向鉆穿越四干渠，施工場(chǎng)地位于遠(yuǎn)離取水口的出、入土點(diǎn)附近，工程完工后渠道內(nèi)不增加永久建筑物，渠道內(nèi)的水流流態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，不會(huì)影響取水口的正常運(yùn)行，且穿越位置上下游無(wú)其它水利設(shè)施，故穿越工程對(duì)第三人合法水事權(quán)益沒(méi)有影響。

4 消除和減輕影響措施

穿越工程采用定向鉆施工方式，為了防止管道穿越沿線管道外壁與周圍土層之間的空隙形成滲流通道，同時(shí)確保堤防不因管壁與孔壁間泥漿收縮而產(chǎn)生較大的沉降，管道回拖完成后向管壁和周圍土層之間的空隙中進(jìn)行注漿加固處理，注漿液使用1∶1黏土水泥漿，注漿壓力控制在0.3~0.5 MPa。施工結(jié)束后，出、入土點(diǎn)處要求分層回填粘土、分層壓實(shí)，每層厚度不大于30 cm，范圍為不小于管道軸向和徑向各3 m、深2.0 m，壓實(shí)度要求不小于0.93。

5 結(jié)語(yǔ)

董家口至東營(yíng)原油管道工程采用定向鉆方式穿越麻灣灌區(qū)四干渠，穿越工程對(duì)未來(lái)的渠道規(guī)劃基本沒(méi)有影響，管道與渠道水流流向夾角、穿越長(zhǎng)度、穿越埋深等均滿足有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求；穿越工程對(duì)渠道輸水能力與水質(zhì)、堤防安全及岸坡穩(wěn)定等影響很小，對(duì)第三人合法水事權(quán)益無(wú)影響，采取的消除和減輕影響措施合理可行。目前，四干渠穿越工程已按設(shè)計(jì)方案實(shí)施。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，穿越渠道的各類建設(shè)項(xiàng)目將不斷增加，本文將對(duì)同類建設(shè)項(xiàng)目輸水影響評(píng)價(jià)的編制有一定的指導(dǎo)意義。