渝西某輸氣管道工程水土流失控制對(duì)策

［關(guān)鍵詞］ 水土流失；控制對(duì)策；輸氣管道工程；渝西地區(qū);重慶

［摘 要］ 管道輸送以其平穩(wěn)連續(xù)、質(zhì)量易保證、安全性高、輸送量大和費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)成為現(xiàn)在主要的油氣輸送手段，但管道工程施工擾動(dòng)范圍大、開(kāi)挖土石方量多及水土保持措施缺失等，增加了水土流失風(fēng)險(xiǎn)。以渝西某輸氣管道工程為例，基于項(xiàng)目區(qū)地理地質(zhì)條件、水土流失現(xiàn)狀等，分析了項(xiàng)目擾動(dòng)范圍、土石挖方量及產(chǎn)生的水土流失量，結(jié)果表明：項(xiàng)目總擾動(dòng)面積64.07 hm2，其中管道作業(yè)帶擾動(dòng)面積49.54 hm2，占總擾動(dòng)面積的77.32%；項(xiàng)目總土石挖方量69.33萬(wàn)m3，其中管道作業(yè)帶土石挖方量52.71萬(wàn)m3，占總土石挖方量的76.03%；項(xiàng)目新增水土流失量3 173 t，其中管道作業(yè)帶新增水土流失量為2 828 t，占新增總量的89.13%；管道作業(yè)帶為項(xiàng)目水土流失重點(diǎn)防治區(qū)。從管道工程擾動(dòng)范圍控制、土石方量控制、施工管理控制及水土保持措施體系配置等方面，提出了水土流失控制對(duì)策。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ S157 "［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ B "DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.10.010

［引用格式］ 羅義峰，譚洪偉.渝西某輸氣管道工程水土流失控制對(duì)策［J］.中國(guó)水土保持，2024（10）：33-36.

在油氣輸送過(guò)程中，管道輸送以其平穩(wěn)連續(xù)、質(zhì)量易保證、安全性高、輸送量大和費(fèi)用低等［1］優(yōu)點(diǎn)成為現(xiàn)在主要的油氣輸送手段，但受地形條件、氣象因素、生態(tài)因素等限制［2-3］，管道工程施工擾動(dòng)范圍大、開(kāi)挖土石方量多及水土保持措施缺失等，增加了水土流失風(fēng)險(xiǎn)［4-6］。筆者以渝西某輸氣管道工程為例，對(duì)項(xiàng)目水土流失情況進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的控制對(duì)策，以期為重慶地區(qū)輸氣管道工程水土保持研究及方案編制提供思路。

1 項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

1.1 項(xiàng)目概況

某輸氣管道工程位于重慶市渝西地區(qū)，貫穿銅梁區(qū)、壁山區(qū)、高新區(qū)，工程等級(jí)Ⅱ級(jí)，管道全長(zhǎng)38.30 km，設(shè)計(jì)輸氣量10億Nm3/a。項(xiàng)目永久占地面積1.72 hm2，臨時(shí)占地面積62.35 hm2，按《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)》（GB/T 21010—2017），占地類(lèi)型主要為耕地和林地。項(xiàng)目土石挖填方總量138.66萬(wàn)m3，其中挖方69.33萬(wàn)m3、填方69.33萬(wàn)m3。施工采用管溝開(kāi)挖、定向鉆穿越、頂管穿越等方式，途中分別穿越中型河流1次、等級(jí)公路11次、軌道交通（隧道頂上部）2次。

1.2 項(xiàng)目區(qū)情況

項(xiàng)目區(qū)位于西南紫色土區(qū)，屬長(zhǎng)江流域，為丘陵低山地貌，土壤以黃壤、黃棕壤、紫色土為主。屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫18.0～18.4 ℃，雨量充沛，年均降水量1 064.7～1 185.0 mm，降水集中在5—9月。植被類(lèi)型為亞熱帶常綠闊葉林，林草植被覆蓋率44%。以水力侵蝕為主，容許土壤流失量為500 t/（km2·a）。

2 項(xiàng)目水土流失情況

2.1 擾動(dòng)范圍

管道項(xiàng)目通常采用大型機(jī)械開(kāi)挖，沿管道軸向敷設(shè)作業(yè)帶，以滿足機(jī)械作業(yè)場(chǎng)地需求，因此開(kāi)挖擾動(dòng)呈線路長(zhǎng)、空間跨度大［7］等特點(diǎn)。管溝開(kāi)挖、機(jī)械碾壓、材料及開(kāi)挖土石方臨時(shí)堆存，使管道作業(yè)帶的臨時(shí)占地面積較大。本工程管道作業(yè)帶擾動(dòng)面積為49.54 hm2，占項(xiàng)目總擾動(dòng)面積的77.32%，其中臨時(shí)擾動(dòng)面積為49.43 hm2，占作業(yè)帶擾動(dòng)面積的99.78%（見(jiàn)表1）。定向鉆穿越時(shí)，需在河流兩岸布設(shè)施工場(chǎng)地，以滿足定向鉆機(jī)械施工、導(dǎo)向孔布設(shè)、管道回拖、材料堆放及土石方流轉(zhuǎn)需要；頂管穿越河流、公路、鐵路時(shí)，需在穿越對(duì)象兩側(cè)布設(shè)臨時(shí)施工場(chǎng)地［8］，以滿足操作坑開(kāi)挖、機(jī)械進(jìn)入、材料及開(kāi)挖土石方臨時(shí)堆存需要；部分地區(qū)受地形限制，機(jī)械無(wú)法沿作業(yè)帶進(jìn)入，需新修臨時(shí)施工道路，以滿足機(jī)械進(jìn)場(chǎng)需要。由此可見(jiàn)，管道工程穿越工程區(qū)、堆管場(chǎng)區(qū)和施工道路區(qū)全為臨時(shí)占地。本工程此3區(qū)的臨時(shí)擾動(dòng)面積分別為5.00、1.75、6.17 hm2，分別占項(xiàng)目總擾動(dòng)面積的7.80%、2.73%、9.63%。管道工程站場(chǎng)閥室區(qū)為永久占地，本工程此區(qū)永久擾動(dòng)面積為1.61 hm2，占項(xiàng)目總擾動(dòng)面積的2.51%。綜上，管道工程施工時(shí)臨時(shí)擾動(dòng)范圍大、占比高（97.32%），永久擾動(dòng)范圍小、占比低（2.68%），其中管道作業(yè)帶是施工擾動(dòng)的重點(diǎn)區(qū)域。

2.2 土石挖方量

管道工程開(kāi)挖的土石方需要沿管道臨時(shí)堆存。施工過(guò)程中，對(duì)管道沿線表土按不同地類(lèi)和不同土層厚度進(jìn)行剝離，剝離的表土和一般土石挖方分開(kāi)堆存在施工機(jī)械作業(yè)的管道另一側(cè)。因管道作業(yè)帶占地面積大、管線開(kāi)挖里程長(zhǎng)，故一般土石挖方量和表土剝離量大。本管道工程總土石挖方量為69.33萬(wàn)m3，其中一般土石挖方量為55.93萬(wàn)m3，表土剝離量為13.40萬(wàn)m3（見(jiàn)表2）。從工程區(qū)來(lái)看，管道作業(yè)帶土石挖方量最高，為52.71萬(wàn)m3，占76.03%；站場(chǎng)閥室區(qū)最低，為1.82萬(wàn)m3，占比2.62%。

2.3 水土流失量

根據(jù)《全國(guó)水土保持規(guī)劃國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)復(fù)核劃分成果》《重慶市水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)復(fù)核劃分成果》，項(xiàng)目所在地屬于重慶市水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)；依據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50434—2018），項(xiàng)目執(zhí)行建設(shè)類(lèi)西南紫色土區(qū)水土流失一級(jí)防治標(biāo)準(zhǔn)?；陧?xiàng)目區(qū)地形、坡度、植被覆蓋度等指標(biāo)，參照《土壤侵蝕分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（SL 190—2007），原地貌土壤侵蝕模數(shù)為1 012 t/（km2·a），屬于輕度侵蝕。

基于項(xiàng)目不同工程區(qū)作業(yè)情況，分析各工程區(qū)地表擾動(dòng)特征，預(yù)測(cè)其水土流失量（見(jiàn)表3）。經(jīng)預(yù)測(cè)，項(xiàng)目將產(chǎn)生的水土流失量為5 039 t，其中新增水土流失量為3 173 t，占總量的62.97%。從不同工程區(qū)來(lái)看，管道作業(yè)帶新增水土流失量最大，為2 828 t，占新增總量的89.13%；堆管場(chǎng)區(qū)新增的最少，為17 t，僅占新增總量的0.54%。因此，管道作業(yè)帶是管道工程主要的水土流失來(lái)源區(qū)。

3 水土流失控制對(duì)策

3.1 擾動(dòng)范圍控制

項(xiàng)目擾動(dòng)范圍越大，產(chǎn)生的水土流失量越大，因此合理控制擾動(dòng)范圍有利于提高水土保持效率。作為管線工程，控制管道作業(yè)帶的寬度對(duì)擾動(dòng)范圍的控制至關(guān)重要［9］。在項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，可通過(guò)識(shí)別不同土地利用類(lèi)型及施工機(jī)械確定不同的作業(yè)帶寬度。對(duì)管徑406.4 mm的管道工程，其作業(yè)帶寬度為：①在水田段因泥土軟弱度較高，需開(kāi)挖邊坡，故作業(yè)帶寬度控制在10～12 m；旱地和草地作業(yè)帶寬度控制在10 m內(nèi)；藕塘考慮清淤面積，作業(yè)帶寬度最大可達(dá)32 m。②經(jīng)過(guò)敏感區(qū)和坡度＜25°林地時(shí)，應(yīng)盡量減少對(duì)植被的破壞，作業(yè)帶寬度控制在8 m內(nèi)；經(jīng)過(guò)坡度＞25°林地時(shí)，因施工條件制約，需采用“之”字形管道敷設(shè)方式，在作業(yè)帶兩側(cè)開(kāi)挖邊坡，故作業(yè)帶寬度控制在22 m內(nèi)。③開(kāi)挖穿越公路時(shí)，需破除硬化路面，在保證正常施工的前提下，從減小作業(yè)擾動(dòng)范圍和控制成本的角度盡量將作業(yè)帶寬度控制在6～7 m；開(kāi)挖穿越小型河流、溝渠時(shí)，需考慮設(shè)置擋水袋、圍堰等施工保護(hù)措施的占地面積，盡量將作業(yè)帶寬度控制在16 m內(nèi)。施工時(shí)作業(yè)帶寬度需根據(jù)不同管徑的管道工程進(jìn)行調(diào)整，以此來(lái)合理核算擾動(dòng)面積，這樣既可控制水土流失防治責(zé)任范圍，又可節(jié)約施工成本。

通過(guò)合理調(diào)配，提高臨時(shí)占地的使用率，加強(qiáng)對(duì)臨時(shí)占地的控制，能有效控制新增擾動(dòng)范圍，如充分利用管道作業(yè)帶和已有鄉(xiāng)村道路布設(shè)施工臨時(shí)道路，穿越工程的施工場(chǎng)地和堆管場(chǎng)依托管道作業(yè)帶進(jìn)行布置，將站場(chǎng)閥室的施工場(chǎng)地布置在永久占地范圍內(nèi)，臨時(shí)堆土堆存在永久占地范圍和作業(yè)帶內(nèi)等。

3.2 土石方量控制

土石方的開(kāi)挖回填量受多種因素的影響，可細(xì)分為表土和一般土石方來(lái)控制。

1）根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50433—2018），臨時(shí)占地范圍內(nèi)擾動(dòng)深度小于20 cm的表土可不剝離，管道項(xiàng)目特別是管道作業(yè)帶臨時(shí)占地面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于永久占地面積，控制好臨時(shí)占地?cái)_動(dòng)范圍和深度能有效減少表土擾動(dòng)范圍，從而減少表土剝離量。管道項(xiàng)目平均作業(yè)帶寬10 m，開(kāi)挖斷面寬2～5 m，其中有5～8 m寬的作業(yè)帶用于機(jī)械通行和臨時(shí)堆土。機(jī)械通行時(shí)不可避免地會(huì)破壞表土層，因此必須進(jìn)行表土剝離；臨時(shí)堆土區(qū)域只有堆土的壓覆作用，擾動(dòng)深度不會(huì)大于20 cm，因此在堆土前對(duì)地表采取臨時(shí)鋪墊、對(duì)堆土坡腳處采用臨時(shí)土袋攔擋等保護(hù)措施，在保留原有地表的同時(shí)可減少新增表土剝離量。

2）管道工程的一般土石方主要來(lái)自于管溝的開(kāi)挖，根據(jù)管道的敷設(shè)方式調(diào)整開(kāi)挖斷面，能更精確地控制一般土石方的開(kāi)挖范圍，減少開(kāi)挖量。對(duì)于橫坡開(kāi)挖，采取坡比1∶1.5～1∶2.0斷面開(kāi)挖，以保證開(kāi)挖斷面的穩(wěn)定性，但開(kāi)挖量大；對(duì)于平坡和順坡開(kāi)挖，在地質(zhì)條件允許下，采取坡比1∶0.5～1∶1.0斷面開(kāi)挖；對(duì)于穿越中大型河流和縣級(jí)以上公路管段，采取定向鉆和頂管穿越，在減少對(duì)原設(shè)施破壞的同時(shí)，能縮小開(kāi)挖斷面，減少一般土石方開(kāi)挖量；對(duì)施工道路盡量利用作業(yè)帶機(jī)械通道，以減少新增道路土石方開(kāi)挖量，若確需新增道路的，則應(yīng)加強(qiáng)對(duì)臨時(shí)堆土的防護(hù)。

3.3 水土保持措施體系配置

隨著施工的進(jìn)行，必然會(huì)產(chǎn)生水土流失，完善水土保持措施體系，形成以工程、植物措施為主，搭配臨時(shí)措施的綜合防治體系［10］，能有效控制因施工擾動(dòng)導(dǎo)致的水土流失。渝西某輸氣管道工程依據(jù)各工程區(qū)特點(diǎn)，因地制宜地構(gòu)建了水土流失防治措施體系，見(jiàn)表4。

1）管道作業(yè)帶。將剝離的表土堆放在管道作業(yè)帶一側(cè)，并在堆土區(qū)外側(cè)做臨時(shí)編織土袋攔擋，采用彩條布苫蓋臨時(shí)堆土。施工后期，將被施工破壞的原田坎和灌溉溝渠恢復(fù)原狀，根據(jù)《中華人民共和國(guó)石油天然氣管道保護(hù)法》規(guī)定，管道中心線兩側(cè)5 m范圍內(nèi)不得種植深根性樹(shù)種，作業(yè)帶回覆表土和土地整治后復(fù)耕或采取撒播草籽恢復(fù)植被。對(duì)于橫坡段，在堆土下邊坡做臨時(shí)編織土袋攔擋，在有較大匯水面積的上側(cè)邊坡坡頂設(shè)置截水溝，坡腳處設(shè)置排水溝，排水溝末端設(shè)置沉沙池后順接至周邊自然溝道；對(duì)于順坡段，沿堆土區(qū)等高線間隔一定距離做臨時(shí)攔擋，在有較大匯水面積的堆土區(qū)外側(cè)設(shè)置永久或臨時(shí)截排水溝，末端設(shè)置沉沙池后順接至周邊自然溝道，溝槽底部設(shè)置排水管。工期短的可直接設(shè)置臨時(shí)截排水溝、沉沙池，敷設(shè)完工后恢復(fù)原地貌，形成自然散排。

2）站場(chǎng)閥室區(qū)。將剝離的表土集中堆放在場(chǎng)內(nèi)，臨時(shí)堆土四周和填方邊坡坡腳處采用臨時(shí)編織土袋攔擋，裸露坡面和臨時(shí)堆土采用彩條布臨時(shí)苫蓋。按“永臨結(jié)合”原則在場(chǎng)內(nèi)設(shè)置臨時(shí)排水溝，并順接至周邊自然溝道，出口處設(shè)置臨時(shí)沉沙池。施工后期，沿場(chǎng)內(nèi)道路設(shè)置截排水溝，并接至周邊自然溝道；人行道鋪裝透水磚，站場(chǎng)、閥室、放空區(qū)等場(chǎng)地采用碎石壓蓋；可綠化區(qū)域?qū)嵤┚坝^綠化，或撒播草籽恢復(fù)植被。

3）穿越工程區(qū)。將剝離的表土集中堆放在場(chǎng)內(nèi)，堆土四周采用臨時(shí)編織土袋擋攔，裸露坡面和臨時(shí)堆土采用彩條布臨時(shí)苫蓋，并布設(shè)臨時(shí)截排水溝、沉沙池。施工后期，回覆表土和土地整治后復(fù)耕，或喬灌草結(jié)合恢復(fù)植被。

4）堆管場(chǎng)區(qū)。對(duì)場(chǎng)地采用彩條布臨時(shí)鋪墊。施工后期，土地整治后復(fù)耕。

5）施工道路區(qū)。施工前進(jìn)行表土剝離，表土裝袋后堆放在道路填方邊坡坡腳處，做臨時(shí)擋攔；裸露邊坡采用彩條布臨時(shí)苫蓋，邊坡成形后撒播草籽；道路兩側(cè)設(shè)置臨時(shí)排水溝，并接至周邊自然溝道，出口設(shè)臨時(shí)沉沙池。施工后期，將改擴(kuò)建道路交地方使用，新建道路回覆表土，土地整治后復(fù)耕，或喬灌草結(jié)合恢復(fù)植被。

3.4 施工管理控制

目前管道工程采用全機(jī)械化開(kāi)挖，施工時(shí)間較人工開(kāi)挖時(shí)大幅度減少?；跈C(jī)械化施工的現(xiàn)狀，合理選擇施工工藝和施工時(shí)序能有效減少重復(fù)工作量，提高工作效率，因此制定施工方案時(shí)就要考慮不同施工步驟對(duì)水土流失的影響。

1）施工工藝控制。輸氣管道工程進(jìn)場(chǎng)前需先進(jìn)行作業(yè)帶掃線工作，其中需適當(dāng)挖填和修整邊坡，以方便后續(xù)施工機(jī)械入場(chǎng)。在掃線過(guò)程中，應(yīng)先對(duì)作業(yè)帶進(jìn)行放線，劃分臨時(shí)堆土區(qū)、管溝開(kāi)挖區(qū)和機(jī)械作業(yè)區(qū)。臨時(shí)堆土區(qū)清除地表植被時(shí)對(duì)地表的擾動(dòng)深度要控制在20 cm以下，這樣既能有效保護(hù)表土層，又能減少表土剝離量。管溝開(kāi)挖、管道下溝可根據(jù)施工進(jìn)度分段實(shí)施，管道連接采取溝上焊接工藝，隨著管溝開(kāi)挖的推進(jìn)，及時(shí)將已焊接的管道下溝，以提高施工效率，減少施工擾動(dòng)時(shí)間。

2）施工管理控制。輸氣管道工程涉及建設(shè)單位、施工單位及監(jiān)管單位等多方，因此施工管理時(shí)需多方聯(lián)動(dòng)，才能全過(guò)程把控。施工單位應(yīng)合理安排工序，縮短工期，注重生態(tài)綠色施工，嚴(yán)格落實(shí)水土保持措施；建設(shè)單位作為項(xiàng)目的責(zé)任主體，應(yīng)對(duì)項(xiàng)目的水土保持工作給予足夠的重視，加強(qiáng)對(duì)施工單位的管控，在招投標(biāo)文件和施工合同中明確施工單位的水土保持責(zé)任，強(qiáng)化獎(jiǎng)懲制度，規(guī)范施工行為；監(jiān)管單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目的事前審批、事中及事后監(jiān)管，建立健全質(zhì)量信用評(píng)價(jià)體系，以督促建設(shè)單位嚴(yán)格落實(shí)水土保持工作［11］。

4 結(jié)束語(yǔ)

輸氣管道工程以臨時(shí)占地為主導(dǎo)，管道作業(yè)帶為項(xiàng)目土石挖方主要來(lái)源區(qū)，是水土流失重點(diǎn)防治區(qū)。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)臨時(shí)占地的調(diào)控，提高臨時(shí)占地的使用率，合理確定作業(yè)帶寬度，以減少施工擾動(dòng)范圍；分區(qū)剝離表土，合理選取開(kāi)挖斷面和開(kāi)挖方式，以減少土石方開(kāi)挖量；合理配置水土保持措施體系，加強(qiáng)對(duì)水土流失的防控；優(yōu)化施工工藝和嚴(yán)格施工管理，多方協(xié)同，全過(guò)程把控，在確保工程質(zhì)量的同時(shí)，嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)水土保持措施。

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收稿日期： 2024-03-25

第一作者： 羅義峰（1994—），男，四川青川人，工程師，碩士，主要從事生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持工作。

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（責(zé)任編輯 張緒蘭）