長嶺—株洲成品油管道工程水工保護方案淺析

沈紅光

1 概述

長嶺—株洲成品油管道工程起點為湖南省北部的長嶺煉油廠,終點為株洲815油庫,管線全長274 km。

管道途經地區地貌形態較為復雜,占用和擾動土地類型多樣,面積廣,動用土石方量大,做好水土保持和生態環境保護意義重大。根據相關法律、法規的規定,以及水土保持“三同時”要求,本著“因地制宜,因害設防”的原則,本項目水土保持防治工程根據管道工程施工沿線不同的地形地貌和防護對象,認真吸納了主體水工保護工程和水土保持方案建議的防護工程措施類型和方式,采取了有針對性的防護措施。

2 沿線自然概況

2)氣象、水文。管線途經湖南省中北部地區屬亞熱帶季風性濕潤氣候區,氣候溫和,四季分明,熱量充足,雨水集中,春溫多變,夏秋多旱,暑熱期長,冬寒期短,無霜期長。管道沿線主要經過湘江、新墻河、汨羅江、靳江河等河流。

3)土壤、植被。管道途經地區以紅壤土為主,還有水稻土、紫色土、山地黃壤、山地黃棕壤、山地草甸土等。管線途經地區位于中亞熱帶常綠闊葉林帶,自然條件優越,有利于植物的生長與發育。

3 水土保持(水工保護)工程

3.1 水工保護形式

1)管道沿線穿越河流、溝渠、魚塘時,一般采用開挖方式、定向鉆穿越、拱管跨越及頂管方式通過河流或水域。當采用大開挖方式、拱管跨越時,要求對原有河坡(擾動區)做溝坡護砌,以防水流沖刷危及管道安全。

管道河流護坡有兩種方式:一種是漿砌片石護坡,管道開挖穿越大、中型水域時,要求對兩岸河坡護砌,護砌范圍為管道兩側各7 m寬,同時不小于管溝開挖面+3 m的寬度,砌石厚度為40 cm;另一種是裝土草袋護坡,護坡寬度為管溝開挖面,適用于沖刷較小的河流,由于其施工方便快捷,盡量使用草袋護坡。

2)對于部分河流、溝渠、魚塘,為了增加管道的穩定性,需增設配重塊,以增加管道穩定性,施工時應注意排水及管溝保護。溝渠內埋深較淺或其他一些需要保護管道的地方需加混凝土蓋板保護。

3)管道通過陡坡、陡坎和斜坡地段時,應先清除危土(巖)并視具體情況設置護坡、漿砌石截水墻、擋土墻等水工保護措施,以防回填土被沖刷。管道通過陡坡地段時應盡可能放低斜坡,避免垂直敷設,較短的壁可開溝槽使管道置于其中,并外砌堡坎,通過斜坡時視地形條件修筑護坡和排水溝。

3.2 施工階段的水土保持(水工保護)工程

3.2.1 縱向穿越山地

何良諸相信了，在北大坎礦區，掀起過尋寶狂潮。盜墓者的手，才會那么粗野貪婪；常年在荒郊野外死人堆里干活，聲音才會這么沙啞滄桑。另一位呢？

1)地面坡度大于10°小于25°時:土坎斷面尺寸:深0.5 m、底寬0.5 m、邊坡 1∶1,筑土坎盡量選擇黏土。同時,在土坎內側結合處修臨時排水溝,底寬0.30 m,頂寬0.75 m,邊坡1∶1。

2)地面坡度大于25°且坡面較長時:設計采用:漿砌石截水墻+漿砌石拱形骨架護坡+植草(骨架內)+坡腳排水渠。截水墻每10 m～15 m設一道,頂寬40 cm,墻高根據管溝開挖深度和山體巖土特性,選擇2 m～2.5 m,內側直立,外側邊坡1∶0.25,頂部不外露。墻體寬度根據管溝開挖斷面,一般應橫向深入自然山體兩側各1.0 m。拱形骨架寬、厚各40 cm,主骨架間距 4.0 m。骨架下側設截水坎,混凝土預制塊長45 cm,厚 10 cm,高 25 cm,鑲嵌入骨架內15 cm,外露10 cm。坡腳排水渠采用漿砌石結構,厚度30 cm,底寬50 cm,深50 cm,邊坡1∶1。拱形骨架內土坡人工植草。

3)地面坡度小于25°時:設計采用:漿砌石截水墻+漿砌石矩形網格骨架護坡+植草(骨架內)+坡腳排水渠。截水墻每10 m～15 m設一道,頂寬40 cm,墻高根據管溝開挖深度和山體巖土特性,選擇2 m～2.5 m,內側直立,外側邊坡1∶0.25,頂部不外露。墻體寬度根據管溝開挖斷面,一般應橫向深入自然山體兩側各1.0 m。拱形骨架寬、厚各 40 cm,主骨架間距4.0 m。骨架下側設截水坎,混凝土預制塊長45 cm,厚10 cm,高25 cm,鑲嵌入骨架內15 cm,外露10 cm。坡腳排水渠采用漿砌石結構,厚度30 cm,底寬50 cm,深50 cm,邊坡1∶1。拱形骨架內土坡人工植草(為了盡快起到防護效果,建議采用人工植草皮)。

4)地面坡度小于25°且坡面較短時:設計采用:六角形混凝土空心砌塊+植草(骨架內)+坡腳排水渠。混凝土預制塊邊長30 cm,壁厚 6 cm。

3.2.2 沿山坡一側(半坡)穿越山丘

1)形成的作業區回填后作為檢修道路、鄉間道路。設計采用:漿砌石護坡+截水墻+矩形網格護坡+植草+排水渠;在臨山體側設漿砌石護坡,墻厚40 cm;順管道方向設截水墻+矩形網格護坡,網格內植草。截水墻頂寬40 cm,墻高根據管溝開挖深度和山體巖土特性,選擇2 m～2.5 m,內側直立,外側邊坡1∶0.25,頂部不外露。墻體寬度根據管溝開挖斷面,一般應橫向深入自然山體兩側各1.0 m。網格下側設截水坎,混凝土預制塊長45 cm,厚10 cm,高 25 cm,鑲嵌入骨架內 15 cm,外露10 cm。護坡腳設排水渠,排水渠采用漿砌石結構,厚度 30 cm,底寬50 cm,深50 cm,邊坡 1∶1。

2)挖方回填至開挖面,恢復山體形狀。設計采用:回填夯實+矩形網格護坡+排水渠+植草;回填土必須分層夯實,回填體表面設矩形網格護坡,網格內人工植草。矩形網格規格200 cm×2 cm,高、厚各40 cm。網格下側設截水坎,混凝土預制塊長45 cm,厚10 cm,高 25 cm,鑲嵌入骨架內 15 cm,外露 10 cm。坡腳排水渠采用漿砌石結構,厚度30 cm,底寬50 cm,深50 cm,邊坡1∶1。矩形網格內土坡人工植草(為了盡快起到防護效果,建議采用人工植草皮)。

3.2.3 橫向穿越小溝道

設計采用:漿砌石護底+干砌石護坦+漿砌石護坡(岸)。橫向穿小溝道必須防止水流下切對管道造成危害。設計管道以上3 m溝道長度(管道中心線上下各1.5 m)采用漿砌石砌護,寬度與開挖處溝道等寬,上下游設齒墻加固。上下游齒墻各接3 m～4 m干砌石護坦。兩岸溝坡(岸)采用漿砌石護坡,高度根據平時洪水水位情況確定,一般2 m～3 m。漿砌石和干砌石厚度各40 cm。對平時無水的干溝或穿越溝掌部位,兩側護坡可以采用網格護坡,內植草。

3.2.4 縱向穿爬小山溝

設計采用:漿砌石截水墻+漿砌石包護+兩側排水渠。縱向穿爬小山溝時,重點也是防止水流沖刷對管道的危害,因此必須解決防沖和穩定的問題。設計沿管道方向10 m～15 m設一道截水墻,管道以上3 m寬度采用漿砌石包裹護坡,包護齒墻深1.0 m。護坡兩側設排水渠。

漿砌石及排水渠規格與類型同前。

3.2.5 穿魚塘

1)穿魚塘一側。設計采用:漿砌石擋土墻+網格護坡+植草。線路多處穿越魚塘一側,設計在魚塘地面以下1 m,正常水位1 m以上高度采用漿砌石擋土墻,擋土墻以上采用網格護坡,網格內植草。漿砌石規格及網格規格同前。2)橫穿魚塘底。設計采用:漿砌石截水墻+網格護坡。穿越魚塘底部時,在兩頭出水面處分段設置漿砌石截水墻,截水墻間設置網格護坡,網格內植草。

3.2.6 穿水塘

穿越水塘方式類似于魚塘,防護措施類同。但是必須注意,漿砌石護坡或擋墻的高度必須高出正常洪水位線以上1.0 m。

3.2.7 穿土堤、道路

設計采用:漿砌石護坡。穿越土堤、道路大開挖埋管后,先恢復原土堤、道路,然后在土堤兩邊內側和道路兩邊外側設置漿砌石護坡。漿砌石護坡規格同前。

3.2.8 穿水田田坎

設計采用:擋土墻。管道穿越高度大于0.75 m的水田田坎,先恢復田坎,然后在田坎外設置擋土墻,墻頂高出田面0.5 m。為防止水田漏水,擋土墻不設排水孔。擋土墻頂寬和邊坡規格同前。

4 結語

1)本項水工保護設計方案在遵循以往設計思路的基礎上,根據湘東北特有的地形地貌特點,做了一些有益的創新與大膽的探索。2)水工保護的設計需要不斷完善,因為現場地形地貌破壞與各地環保水務部門的要求不盡相同,因此設計與現場變化應緊密結合,做出有特色的專項設計,歸納整理,逐點出圖成為下一步水工保護設計的必然趨勢。3)設計與施工質量的監督與檢測是重要的。根據其點多面廣的特點,安排相應的設計、跟蹤審計、監理等,對施工質量與實際發生工程量的最終確認,既是一個必不可少的措施,更是對設計內容落實到實處的一個有力保證。4)在中石化長遠規劃中,湘鄂地區還要興建多條輸油管線,通過對此類地區水保設計方案的總結與優化,可以為下一步其他管線的建設提供有益的參考與借鑒,避免由于水工保護的不當造成不必要的損失。

[1]余文疇,盧金友.長江河道崩岸與護岸[M].北京:中國水利水電出版社,2008.

[2]顧伯通.高陡邊坡管道水工保護的設計新方法[M].北京:中國石油大學出版社,1995.