鞏向鋒,劉莉莉,王銳
(山東省水利科學研究院,山東 濟南 250014)
煙臺港原油管道復線工程包括1 條干線和1條龍口注入支線,管道為保溫管道。干線起點為煙臺首站,終點為東營輸油站。管道全長約324 km,管道設計輸量2 000×104t/a;干線設置6 座站場,12 座監控閥室,管徑為DN700,設計壓力為8.0 MPa。沿線途經煙臺、濰坊2 個市,煙臺開發區、蓬萊市、龍口市、招遠市、萊州市、濰坊昌邑市、濱海區、寒亭區、壽光市9 個市(區),地形為平原、丘陵、山地。干線管道與一期管道長距離并行,并行長度約160 km。龍口注入支線的起點為龍口港區首站,終點為龍口輸油站。管道線路總長51 km,管道設計輸量為2 000×104t/a,沿線設監控閥室1 座。管徑為DN700,設計壓力為8.0 MPa。龍口支線全線在煙臺市龍口市境內,地形為平原。
根據規劃的濰河岸線保護區范圍,選取3 個方案進行比選,分別為中線穿越方案(穿越規劃岸線保護區)、北線穿越方案(北側繞避規劃岸線保護區)、南線穿越穿越(南側繞避規劃岸線保護區)。綜合周邊生態紅線保護區、相關規劃等情況,并考慮管道及周邊安全、工程投資等因素,確定采用中線方案。
中線方案管道穿越濰河位置位于大萊龍鐵路南側,G18 榮烏高速北側,從濰河岸線保護區中間穿過。管道從海眼村北側開始并行已建濟青二線天然氣管道敷設,向西進入胡家道口村與張家寨村中間的干線8#閥室,管道出閥室后繼續向西定向鉆穿越濰河及兩側大堤后至濰河西岸,從北閆家車道村與中閆家車道村中間穿過進入9#閥室。線路總長約5.3 km,穿越工程等級為大型。
1)規劃范圍。濰河干流全長222.00 km。河源起點為山東省沂水縣富官莊鎮泉頭村,河口訖點為山東省昌邑市下營鎮。
2)規劃水平年。現狀水平年2015 年;規劃水平年2030 年。
規劃范圍內濰河臨水控制岸線總長度554.78 km,其中左岸臨水控制岸線長度249.21 km;右岸臨水控制岸線長度305.57 km。現有工程占用岸線總長度30.15 km,新增建設項目占用岸線8.18 km,合計38.33 km,占濰河岸線總長度的比例為6.90%。
濰河共劃分為4 大類64 個岸線功能區。岸線保護區、岸線保留區、岸線控制利用區、岸線開發利用區數量分別為35 個、21 個、5 個、3 個;岸線保護區、岸線保留區、岸線控制利用區、岸線開發利用區長度分別為397.8 km、106.45 km、31.09 km、19.44 km,分別占岸線總長度的71.70%、19.19%、5.60%、3.50%。
濰河下游河道中泓樁號60+600~64+100 左右岸,因為河道束窄段,S320 省道、大萊龍鐵路、榮烏高速、榮烏高速廊道區等跨河設施集中劃為岸線保護區,主要劃分依據為防洪保護區。工程于濰河下游河道中泓樁號61+800 處穿越河道兩岸,穿越處位于濰河岸線保護區。
1)穿越處設計洪水推求。工程穿越處在輝村斷面下約40.7 km處,區間無支流匯入,工程以上流域面積6 300 km2,其中峽山水庫、牟山水庫控制流域面積分別為4 210 km2、1 262 km2,區間流域面積為828 km2。經分析,本次工程評價采用《濰坊市濰河昌邑段防洪治理工程報告》中推薦成果,50 年一遇河道內洪峰流量分別為5 700 m3/s。
100 年一遇河道設計洪水推求,參考山東省水利勘測設計院有限公司編制的《昌邑市濰河防潮蓄水閘除險加固工程初步設計報告》,100 年一遇洪峰流量為14 500 m3/s。另外考慮到上游峽山水庫增容,根據《山東省濰坊市峽山水庫增容工程初步可行性研究報告》成果,峽山水庫興利水位由37.4 m 提高到38.0 m后,水庫100 年一遇下泄流量有所增加,因此綜合考慮峽山水庫增容,得到本次工程處100 年一遇洪峰流量為16 429 m3/s。
2)2018 年實測暴雨分析。2018 年8月,臺風“溫比亞”肆虐山東。統計2018 年三里莊、墻夼、古縣站實測降雨資料,3 站最大72 h 降雨量分別為152.5 mm、127.0 mm、125 mm,皆沒有超過200 mm。受2018 年8 月暴雨影響,峽山水庫自8 月21 日13 時起,開啟溢洪道調洪泄水,泄洪流量僅為400 m3/s,經對比分析,峽山水庫流域無論降雨量還是下泄流量均沒有超過歷史最大值,本次所采用成果計算過程中已將此量級洪水考慮其中。
3)2019 年實測暴雨分析。2019 年8月,臺風“利奇馬”再次肆虐山東,降雨強度超過2018 年“溫比亞”強度,是1952 年有水文紀錄以來場次降雨最大值。經分析,峽山水庫流域無論降雨量還是下泄流量均沒有超過歷史最大值,本次所采用成果計算過程中也已將此量級洪水考慮其中。
綜上分析,工程穿越濰河處設計斷面流域面積6 300 km2,設計頻率P=2%時,洪峰流量5 700 m3/s,設計洪水位9.01 m;設計頻率P=1%時,洪峰流量16 429(6 985)m3/s,設計洪水位9.90 m。
設計洪水均采用經過批復實施的濰河治理工程設計成果,并考慮近期實測暴雨影響因素,設計洪水成果是合理可行的。
管道穿越濰河現狀斷面河槽部分一般沖刷計算結果見表1,河灘部分一般沖刷計算結果見表2 和表3。

表1 濰河河槽沖刷計算成果表

表2 濰河左邊灘沖刷計算成果表

表3 濰河右邊灘沖刷計算成果表
河道沖刷計算在水文分析計算基礎上,采用工程設計單位提供的土力學參數,根據公路工程水文勘測設計規范公式計算求得,計算結果是合理的。
管道出土點距濰河現狀左岸外緣控制線垂直距離212.60 m,入土點距現狀右岸外緣控制線垂直距離124.63 m,距河道外緣控制線較遠,基本不會影響下一步濰河岸線的利用管理。管道頂在濰河現狀斷面沖刷線以下最小埋深20.10 m,埋設深度符合管頂位于河道沖刷線以下6 m 的規范規定,不會因為河床沖刷而暴露管道,阻礙行洪。管道采用定向鉆方式穿越濰河河道,在現狀條件下和規劃條件下對水流的流態和流勢無影響,不會改變河道的自然演變。管道在濰河大堤處管頂最小埋深23.0 m,出土點距現狀左堤外堤腳垂直距離217.60 m,入土點距現狀右堤外堤腳垂直距離129.63 m,在管道出、入土點附近管道周圍采取防滲漏處理措施,在定向鉆穿越段兩端與水平自然敷設主管道連接處做截流環,基本不會對堤防及岸坡的穩定造成影響。
按照《濰河岸線利用管理規劃報告》,濰河下游河道中泓樁號60+600~64+100段,因“河道束窄段,S320 省道、大萊龍鐵路、榮烏高速、榮烏高速廊道區等跨河設施集中”劃為岸線保護區。本工程位于濰河下游河道中泓樁號61+800處,采用定向鉆方式穿越濰河河道兩岸,不占用河道行洪斷面,未造成河道束窄,輸油管道建設不會對岸線保護區劃定因素造成不利影響,不會影響岸線保護區的防洪功能及管理規劃目標,不違背岸線利用的總體原則。
按照《濰河岸線利用管理規劃報告》中“岸線保護區”管理規劃目標的“確需開發的,經過重點論證并報省級及其以上水行政主管部門或流域機構審批”要求,經綜合論證,認為該處濰河河段可進行定向鉆施工方式穿越河道。