管道穿越特殊地形地震斷裂帶地貌恢復優化

來海雷 大慶油田工程有限公司

管道穿越特殊地形地震斷裂帶地貌恢復優化

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中貴管道與鴛鴦鎮—鳳凰山斷裂交叉處地形高差較大，且主要以黃土梯田為主，田坎高度基本在5～10 m。根據相關規范要求，管線穿越地震斷裂帶埋設不大于1.2 m，且不宜設置熱煨彎頭。在設計時為了保證埋深和不設熱煨彎頭，對管溝采取半填方案，因此最終管溝處形成了較深的犁溝。由于犁溝容易形成匯水，造成水土流失，管道存在一定的安全隱患。經過多次現場踏勘，最終確定采取修筑坡式梯田方案對本段管道進行地貌恢復。管道穿越田坎處以小于25°的坡度與本階級下一階田坎平滑連接，在田坎邊設置蓄水埂，埂高0.3～0.5 m，埂頂寬0.3～0.5 m，外坡比1∶1。優化后的管道穿越地震斷裂帶地貌恢復方案滿足相關規范的要求，保證了管道的安全，減少了水土流失，同時避免了永久征地，減少了外協難度。經過幾年的運行情況來看，管道安全得到了有效保護，水土流失得到有效控制。

管道穿越；地震斷裂帶；水土流失；設計方案；優化

1 穿越處地貌概況

中貴管道管徑1 016 mm，設計壓力10 MPa，管道與鴛鴦鎮—鳳凰山斷裂交叉處地形高差較大。管道穿越地震斷裂帶兩側主要為梯田，北岸坡度約50°，南岸坡度約40°，田坎的高度大部分在5～10 m。根據規范要求，在管道穿越地震斷裂帶時不應使用熱煨彎管，為了達到此要求，部分地段管溝挖深8～10 m。

2 原設計方案

為了穿越處管道的安全，根據相關規范要求，施工圖設計時在交點前后各300 m范圍內管溝開挖底寬3 m，邊坡比1∶1.5，管溝回填時除最上層0.2 m回填原狀土外，其余均回填中砂。管頂埋深1.2 m，管溝部分開挖深度為8～10 m，最終管溝處形成了一個較深的犁溝。由于犁溝容易匯水，造成水土流失，進而影響管道安全，因此對形成的犁溝采取以下水土保持措施：①作業帶布設截、排水溝；②作業帶開挖水平犁溝種植檸條或沙棘；③開挖作業帶的高陡邊坡打孔種植營養缽檸條，其間距為50 cm×50 cm。管道穿越地震斷裂帶處縱斷面如圖1所示。

原設計方案從技術上是可行的，但是在地貌恢復中存在以下不足：

（1）由于最終形成犁溝，增加了永久征地面積（5 600 m2)，減少了耕地面積，外協難度極大。

（2）犁溝在強降雨時穩定性差，容易造成水土流失，影響管道安全。

（3）犁溝的存在對當地村民的生活和農作帶來很大的不便和安全隱患。

3 方案優化

結合現場地形情況及管道穿越地震斷裂帶的相關要求，最終確定采取修筑坡式梯田方案對本段管道進行地貌恢復。

本區為黃土地區，有修筑成水平梯田的條件，在管道上方覆土均為1.2 m，同時要保證農地的使用功能不會降低（坡度不陡于25°時能滿足耕種要求）。本次設計借鑒坡式梯田的經驗，在管道兩側均為水平梯田的前提下，每一段管道均做成錐形的坡式梯田。管道穿越田坎處以小于25°的坡度與本階級下一階田坎平滑連接，最終管溝處形成驢脊梁。在田坎邊設置蓄水埂，埂高0.3～0.5 m，埂頂寬0.3～0.5 m，外坡比1∶1[1]，使不能及時入滲的水流短距離流入水平梯田內蓄積下來，不會產生流失，從而確保了管道的安全，同時不減少耕地面積。具體地貌恢復方案如圖2所示。

4 結語

優化后的管道穿越地震斷裂帶地貌恢復方案滿足相關規范要求，保證了管道的安全，減少了水土流失，同時避免了永久征地，減少了外協難度。在管道安全，環境保護及對當地群眾的影響方面都取得了顯著的效果。因此建議在設計過程中應綜合考慮特殊地段管道安全與水土保持。根據現場情況，必要時采取區域治理方式來達到保護管道和水土保持的雙重目的。同時在設計過程中應綜合考慮安全性、可靠性、經濟性、可實施性以及對外界的影響，最終還需多方式、多角度對比，以確定最合理的設計方案。

圖1 管道穿越地震斷裂帶處縱斷面圖

圖2 地震斷裂帶穿越處地貌恢復示意圖

[1]張勝利．黃土高原地區長輸管道水工保護[M]．北京：石油工業出版社，2009：1-145.

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.047

2015-08-17