淺談長(zhǎng)輸管道建設(shè)中的水工保護(hù)措施

臧少疆（山東聯(lián)合能源管道輸送有限公司，山東 煙臺(tái)264000）

當(dāng)前，我國(guó)長(zhǎng)輸油氣管道建設(shè)日益增多，管道工程在施工過(guò)程中不可避免的對(duì)沿線生態(tài)環(huán)境造成破壞，降低了原本的水土保持功能，各類水害和地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題對(duì)管道的威脅也愈加嚴(yán)重。水害具有一定的偶然性，汛期洪水頻繁發(fā)作，帶來(lái)的水害事故相應(yīng)增多。不僅洪水自身對(duì)管道具有腐蝕性，在山區(qū)段引發(fā)的滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，更是對(duì)管道運(yùn)行有嚴(yán)重安全隱患。因此，在管道工程施工期間就務(wù)必要重視水工保護(hù)，根據(jù)不同地質(zhì)條件，分析其侵蝕機(jī)理，采取切實(shí)有效的水工保護(hù)方案，保證管道安全運(yùn)行。

1 不同地形條件下水工保護(hù)分析

水工保護(hù)方案的設(shè)計(jì)，要根據(jù)管道沿線地形、地貌特點(diǎn)，結(jié)合管道敷設(shè)類型，分析侵蝕機(jī)理，確定合理的方案。下面針對(duì)不同地形條件，分析各類災(zāi)害產(chǎn)生的原因：

1.1 山區(qū)、丘陵地帶

管道經(jīng)過(guò)山區(qū)、丘陵地帶時(shí)，往往要經(jīng)過(guò)各種坡、坎，由于管道施工過(guò)程中土石方開(kāi)挖，破壞了地表植被土壤，減弱了地表的抗侵蝕能力，在汛期來(lái)臨時(shí)，容易發(fā)生水害。

管道在山區(qū)、丘陵地帶敷設(shè)時(shí)，有順坡敷設(shè)和橫坡敷設(shè)兩種方式。順坡敷設(shè)是管道基本與等高線垂直交叉通過(guò)坡面，破壞機(jī)理主要是坡面匯水沖刷導(dǎo)致管溝內(nèi)的回填土流失，使管道裸露。橫坡敷設(shè)是管道基本平行于等高線通過(guò)坡面，破壞機(jī)理主要有：掃線作業(yè)時(shí)易誘發(fā)上部邊坡的地質(zhì)災(zāi)害、坡面匯水導(dǎo)致管溝內(nèi)松散回填土流失、作業(yè)面下部邊坡也可能因工程擾動(dòng)等原因出現(xiàn)滑坡、垮塌現(xiàn)象。

1.2 河流、溝渠地帶

管道在河流、溝渠地帶施工，主要有管道穿越河流、溝渠，管道順河邊溝邊敷設(shè)，管道順河底溝底敷設(shè)三種方式。

管道穿越河流溝渠，多見(jiàn)于小型河流、溝渠，管道以開(kāi)挖埋地方式通過(guò)。管道穿越河流、溝渠時(shí)，會(huì)受到流水沖刷侵蝕的影響。水流沖刷會(huì)造成河床沖刷下切以及河岸侵蝕后退，使得原有管道裸露懸空。管道順河邊溝邊敷設(shè)，水流沖刷會(huì)使河溝岸垮塌后退，造成管道裸露懸空。管道順河底溝底敷設(shè)，多存在于枯水期的季節(jié)性河流，管道直接敷設(shè)管道于河（溝）床內(nèi)，在汛期時(shí)管道上方回填土?xí)蛩鳑_刷流失，導(dǎo)致原本埋設(shè)在河底的管道裸露懸空，引發(fā)漂管事故，甚至?xí)で⑺毫压艿溃瑖?yán)重危害管道安全。

2 施工中常用的水工保護(hù)方案

長(zhǎng)輸管道的水工保護(hù)以預(yù)防為主，防治結(jié)合。在實(shí)際管道施工過(guò)程中，根據(jù)不同的地質(zhì)、地理?xiàng)l件，統(tǒng)籌考慮、綜合分析，采取合理的水工保護(hù)方案，保證管道安全生產(chǎn)運(yùn)行。

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

確定最佳設(shè)計(jì)方案是避免水害的根本方法。一是路由選址在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范和當(dāng)?shù)卣鞴懿块T要求前提下，線路選址要合理并節(jié)約投資。對(duì)沖刷強(qiáng)烈的河流、溝渠以及陡坎、陡坡，提前調(diào)整路由進(jìn)行規(guī)避；在不大幅增加管道長(zhǎng)度時(shí)，盡量減少穿越工程量。二是管道埋深在滿足規(guī)范前提下盡量加深，既可以避免日后管道上方人為動(dòng)土破壞管道，也可以避免水流沖刷導(dǎo)致管道裸露。管道穿越河流、溝渠時(shí)，要將埋深設(shè)置在在設(shè)計(jì)沖刷線以下。

2.2 山區(qū)、丘陵地帶防護(hù)

山區(qū)、丘陵地帶由于管道開(kāi)挖，破壞了原始的地形邊坡，需要對(duì)坡體進(jìn)行防護(hù)處理。由于地形情況復(fù)雜，在對(duì)管道進(jìn)行水工保護(hù)設(shè)計(jì)施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件，分析侵蝕機(jī)理，采取合理的水保方案。方案分為管溝內(nèi)回填土保持和地表水疏導(dǎo)兩大類。管溝內(nèi)回填土保持，可以采取護(hù)坡、擋土墻、截水墻等措施，在陡坎、陡坡處加設(shè)堡坎、護(hù)坡或擋土墻；地表水疏導(dǎo)措施有地表截水墻、截排水溝等。

具體工程措施有：

2.2.1 護(hù)坡

適用于邊坡比不陡于1:1情況，包括草袋素土護(hù)坡、干砌石護(hù)坡和漿砌石護(hù)坡。草袋素土護(hù)坡適用于易受降雨侵蝕的土質(zhì)邊坡，干砌石護(hù)坡適用于不易受水流侵蝕的土質(zhì)邊坡、也適用于山地、丘陵的陡坡防護(hù)。護(hù)坡不得改變?cè)旅嫘问健?/p>

2.2.2 擋土墻

在坡度大于45°的土坡，易遭受水流沖刷，且地基土質(zhì)較好的地段采用漿砌石擋土墻。草袋素土擋土墻適用于坡度大于45°的坡腳防護(hù)或高陡地坎的恢復(fù)，地質(zhì)條件多為黃土及一般土質(zhì)地區(qū)，受水流沖刷的幾率較小。

2.2.3 截水墻

截水墻適用于坡度大于5°的沿坡敷設(shè)管道，在管溝內(nèi)設(shè)置。一般地質(zhì)條件和土方地段采用草袋素土截水墻，砂礫石和土質(zhì)地段采用混凝土截水墻，石方段采用漿砌石截水墻。截水墻墻背應(yīng)垂直，墻前后回填土要分層夯實(shí)，墻身不得受夯實(shí)影響。

2.2.4 堡坎

h1≤0.8m 時(shí)，直接夯實(shí)恢復(fù)地貌即可，0.8m≤h1≤2.6m 時(shí)，需要做堡坎：草袋素土堡坎適用于一般地質(zhì)條件下地坎恢復(fù)、地貌恢復(fù)用；干砌石堡坎適用于石方段的地坎恢復(fù)、地貌恢復(fù)；漿砌石堡坎適用于田坎以及石方段的地貌恢復(fù)。

2.2.5 截排水溝

一般在坡頂、坡腳，渣場(chǎng)，沖溝等管道周圍容易形成匯水地方修筑截排水溝，當(dāng)排水溝大于5°，坡長(zhǎng)大于10m時(shí)，要考慮設(shè)置效能措施。溝渠開(kāi)挖后應(yīng)整平夯拍，如土質(zhì)干燥灑水潤(rùn)濕、遇有洞穴堵塞夯實(shí)。

2.3 河流、溝渠地帶防護(hù)

管道穿越河流、溝渠時(shí)，會(huì)受到流水的沖刷侵蝕，通常表現(xiàn)為河床沖刷下切的破壞力和河岸侵蝕的擴(kuò)張力。防護(hù)措施可分為河床沖刷下切防護(hù)（簡(jiǎn)稱護(hù)底）和岸坡防護(hù)（簡(jiǎn)稱護(hù)岸）。根據(jù)不同情況采取不同方案，主要有漿砌石防沖墻、漿砌石過(guò)水面、漿砌石護(hù)岸等，對(duì)沖刷強(qiáng)烈河流要適當(dāng)采取穩(wěn)管措施，如加配重塊、平衡壓袋等。

具體工程措施有：

2.3.1 漿砌石防沖墻

漿砌石防沖墻適用于有沖刷，無(wú)水文資料的河道溝渠，各種土質(zhì)條件下均適用。防沖墻必須與水流方向垂直并與兩岸垂直，且兩端須嵌入原岸各1m，如有護(hù)岸則與護(hù)岸搭接。在沖刷較嚴(yán)重的地段，在防沖墻下游增設(shè)拋石、石籠防止跌水。

2.3.2 漿砌石過(guò)水面

漿砌石過(guò)水面主要用于河溝護(hù)底，過(guò)水面寬為管溝上開(kāi)口寬兩邊各延伸1m，護(hù)底鋪設(shè)前，須對(duì)底部進(jìn)行整平、壓實(shí)處理。砌筑后頂面原則上與自然河（溝）床面齊平。

2.3.3 漿砌石護(hù)岸

適用于邊坡坡比不陡于1:1。基底應(yīng)置于中密的砂土、碎石土和基巖上，嚴(yán)禁放在未經(jīng)處理的回填土上和新沖淤層上。岸坡后如為虛土回填時(shí)，必須分層夯實(shí)，注意岸身不受夯擊影響。護(hù)岸不得改變?cè)镀滦问剑瑑啥饲度朐陡?m。

2.3.4 穩(wěn)管方案

管道在穿越河流、溝渠時(shí)，要用穩(wěn)管方案，防止管道在水的沖擊力與浮力作用下漂移或斷裂。有平衡壓袋、混凝土配重塊、混凝土連續(xù)澆筑等具體措施。

平衡壓袋適用于大開(kāi)挖穿越的砂、卵石、軟土地質(zhì)等水域及高地下水位地區(qū)的穩(wěn)管。混凝土配重塊適用于大開(kāi)挖穿越的砂、卵、礫石等水域的穩(wěn)管，慎用于軟土地質(zhì)的水域。混凝土連續(xù)澆筑適用于河床為穩(wěn)定基巖，并在設(shè)計(jì)洪水下不被沖刷且管段應(yīng)嵌入基巖一定深度的水域穩(wěn)管防護(hù)。平衡壓袋與混凝土配重塊施工時(shí)，先將管道上部淤泥清除干凈，然后將壓袋（塊）緊密排列在管道兩側(cè)，邊清邊壓，以免管道上浮。

3 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)輸管道施工中，經(jīng)常穿越山區(qū)、丘陵、河流、溝渠等水害嚴(yán)重的地方，應(yīng)對(duì)水工保護(hù)施工給予重視。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施水工保護(hù)方案時(shí)要根據(jù)不同地質(zhì)、地理?xiàng)l件，分析侵蝕機(jī)理，統(tǒng)籌考慮、綜合分析，采取合理的水工保護(hù)方案，保護(hù)管道安全。