长岭—株洲成品油管道工程水工保护方案浅析

沈红光

1 概述

长岭—株洲成品油管道工程起点为湖南省北部的长岭炼油厂,终点为株洲815油库,管线全长274 km。

管道途经地区地貌形态较为复杂,占用和扰动土地类型多样,面积广,动用土石方量大,做好水土保持和生态环境保护意义重大。根据相关法律、法规的规定,以及水土保持“三同时”要求,本着“因地制宜,因害设防”的原则,本项目水土保持防治工程根据管道工程施工沿线不同的地形地貌和防护对象,认真吸纳了主体水工保护工程和水土保持方案建议的防护工程措施类型和方式,采取了有针对性的防护措施。

2 沿线自然概况

2)气象、水文。管线途经湖南省中北部地区属亚热带季风性湿润气候区,气候温和,四季分明,热量充足,雨水集中,春温多变,夏秋多旱,暑热期长,冬寒期短,无霜期长。管道沿线主要经过湘江、新墙河、汨罗江、靳江河等河流。

3)土壤、植被。管道途经地区以红壤土为主,还有水稻土、紫色土、山地黄壤、山地黄棕壤、山地草甸土等。管线途经地区位于中亚热带常绿阔叶林带,自然条件优越,有利于植物的生长与发育。

3 水土保持(水工保护)工程

3.1 水工保护形式

1)管道沿线穿越河流、沟渠、鱼塘时,一般采用开挖方式、定向钻穿越、拱管跨越及顶管方式通过河流或水域。当采用大开挖方式、拱管跨越时,要求对原有河坡(扰动区)做沟坡护砌,以防水流冲刷危及管道安全。

管道河流护坡有两种方式:一种是浆砌片石护坡,管道开挖穿越大、中型水域时,要求对两岸河坡护砌,护砌范围为管道两侧各7 m宽,同时不小于管沟开挖面+3 m的宽度,砌石厚度为40 cm;另一种是装土草袋护坡,护坡宽度为管沟开挖面,适用于冲刷较小的河流,由于其施工方便快捷,尽量使用草袋护坡。

2)对于部分河流、沟渠、鱼塘,为了增加管道的稳定性,需增设配重块,以增加管道稳定性,施工时应注意排水及管沟保护。沟渠内埋深较浅或其他一些需要保护管道的地方需加混凝土盖板保护。

3)管道通过陡坡、陡坎和斜坡地段时,应先清除危土(岩)并视具体情况设置护坡、浆砌石截水墙、挡土墙等水工保护措施,以防回填土被冲刷。管道通过陡坡地段时应尽可能放低斜坡,避免垂直敷设,较短的壁可开沟槽使管道置于其中,并外砌堡坎,通过斜坡时视地形条件修筑护坡和排水沟。

3.2 施工阶段的水土保持(水工保护)工程

3.2.1 纵向穿越山地

何良诸相信了，在北大坎矿区，掀起过寻宝狂潮。盗墓者的手，才会那么粗野贪婪；常年在荒郊野外死人堆里干活，声音才会这么沙哑沧桑。另一位呢？

1)地面坡度大于10°小于25°时:土坎断面尺寸:深0.5 m、底宽0.5 m、边坡 1∶1,筑土坎尽量选择黏土。同时,在土坎内侧结合处修临时排水沟,底宽0.30 m,顶宽0.75 m,边坡1∶1。

2)地面坡度大于25°且坡面较长时:设计采用:浆砌石截水墙+浆砌石拱形骨架护坡+植草(骨架内)+坡脚排水渠。截水墙每10 m～15 m设一道,顶宽40 cm,墙高根据管沟开挖深度和山体岩土特性,选择2 m～2.5 m,内侧直立,外侧边坡1∶0.25,顶部不外露。墙体宽度根据管沟开挖断面,一般应横向深入自然山体两侧各1.0 m。拱形骨架宽、厚各40 cm,主骨架间距 4.0 m。骨架下侧设截水坎,混凝土预制块长45 cm,厚 10 cm,高 25 cm,镶嵌入骨架内15 cm,外露10 cm。坡脚排水渠采用浆砌石结构,厚度30 cm,底宽50 cm,深50 cm,边坡1∶1。拱形骨架内土坡人工植草。

3)地面坡度小于25°时:设计采用:浆砌石截水墙+浆砌石矩形网格骨架护坡+植草(骨架内)+坡脚排水渠。截水墙每10 m～15 m设一道,顶宽40 cm,墙高根据管沟开挖深度和山体岩土特性,选择2 m～2.5 m,内侧直立,外侧边坡1∶0.25,顶部不外露。墙体宽度根据管沟开挖断面,一般应横向深入自然山体两侧各1.0 m。拱形骨架宽、厚各 40 cm,主骨架间距4.0 m。骨架下侧设截水坎,混凝土预制块长45 cm,厚10 cm,高25 cm,镶嵌入骨架内15 cm,外露10 cm。坡脚排水渠采用浆砌石结构,厚度30 cm,底宽50 cm,深50 cm,边坡1∶1。拱形骨架内土坡人工植草(为了尽快起到防护效果,建议采用人工植草皮)。

4)地面坡度小于25°且坡面较短时:设计采用:六角形混凝土空心砌块+植草(骨架内)+坡脚排水渠。混凝土预制块边长30 cm,壁厚 6 cm。

3.2.2 沿山坡一侧(半坡)穿越山丘

1)形成的作业区回填后作为检修道路、乡间道路。设计采用:浆砌石护坡+截水墙+矩形网格护坡+植草+排水渠;在临山体侧设浆砌石护坡,墙厚40 cm;顺管道方向设截水墙+矩形网格护坡,网格内植草。截水墙顶宽40 cm,墙高根据管沟开挖深度和山体岩土特性,选择2 m～2.5 m,内侧直立,外侧边坡1∶0.25,顶部不外露。墙体宽度根据管沟开挖断面,一般应横向深入自然山体两侧各1.0 m。网格下侧设截水坎,混凝土预制块长45 cm,厚10 cm,高 25 cm,镶嵌入骨架内 15 cm,外露10 cm。护坡脚设排水渠,排水渠采用浆砌石结构,厚度 30 cm,底宽50 cm,深50 cm,边坡 1∶1。

2)挖方回填至开挖面,恢复山体形状。设计采用:回填夯实+矩形网格护坡+排水渠+植草;回填土必须分层夯实,回填体表面设矩形网格护坡,网格内人工植草。矩形网格规格200 cm×2 cm,高、厚各40 cm。网格下侧设截水坎,混凝土预制块长45 cm,厚10 cm,高 25 cm,镶嵌入骨架内 15 cm,外露 10 cm。坡脚排水渠采用浆砌石结构,厚度30 cm,底宽50 cm,深50 cm,边坡1∶1。矩形网格内土坡人工植草(为了尽快起到防护效果,建议采用人工植草皮)。

3.2.3 横向穿越小沟道

设计采用:浆砌石护底+干砌石护坦+浆砌石护坡(岸)。横向穿小沟道必须防止水流下切对管道造成危害。设计管道以上3 m沟道长度(管道中心线上下各1.5 m)采用浆砌石砌护,宽度与开挖处沟道等宽,上下游设齿墙加固。上下游齿墙各接3 m～4 m干砌石护坦。两岸沟坡(岸)采用浆砌石护坡,高度根据平时洪水水位情况确定,一般2 m～3 m。浆砌石和干砌石厚度各40 cm。对平时无水的干沟或穿越沟掌部位,两侧护坡可以采用网格护坡,内植草。

3.2.4 纵向穿爬小山沟

设计采用:浆砌石截水墙+浆砌石包护+两侧排水渠。纵向穿爬小山沟时,重点也是防止水流冲刷对管道的危害,因此必须解决防冲和稳定的问题。设计沿管道方向10 m～15 m设一道截水墙,管道以上3 m宽度采用浆砌石包裹护坡,包护齿墙深1.0 m。护坡两侧设排水渠。

浆砌石及排水渠规格与类型同前。

3.2.5 穿鱼塘

1)穿鱼塘一侧。设计采用:浆砌石挡土墙+网格护坡+植草。线路多处穿越鱼塘一侧,设计在鱼塘地面以下1 m,正常水位1 m以上高度采用浆砌石挡土墙,挡土墙以上采用网格护坡,网格内植草。浆砌石规格及网格规格同前。2)横穿鱼塘底。设计采用:浆砌石截水墙+网格护坡。穿越鱼塘底部时,在两头出水面处分段设置浆砌石截水墙,截水墙间设置网格护坡,网格内植草。

3.2.6 穿水塘

穿越水塘方式类似于鱼塘,防护措施类同。但是必须注意,浆砌石护坡或挡墙的高度必须高出正常洪水位线以上1.0 m。

3.2.7 穿土堤、道路

设计采用:浆砌石护坡。穿越土堤、道路大开挖埋管后,先恢复原土堤、道路,然后在土堤两边内侧和道路两边外侧设置浆砌石护坡。浆砌石护坡规格同前。

3.2.8 穿水田田坎

设计采用:挡土墙。管道穿越高度大于0.75 m的水田田坎,先恢复田坎,然后在田坎外设置挡土墙,墙顶高出田面0.5 m。为防止水田漏水,挡土墙不设排水孔。挡土墙顶宽和边坡规格同前。

4 结语

1)本项水工保护设计方案在遵循以往设计思路的基础上,根据湘东北特有的地形地貌特点,做了一些有益的创新与大胆的探索。2)水工保护的设计需要不断完善,因为现场地形地貌破坏与各地环保水务部门的要求不尽相同,因此设计与现场变化应紧密结合,做出有特色的专项设计,归纳整理,逐点出图成为下一步水工保护设计的必然趋势。3)设计与施工质量的监督与检测是重要的。根据其点多面广的特点,安排相应的设计、跟踪审计、监理等,对施工质量与实际发生工程量的最终确认,既是一个必不可少的措施,更是对设计内容落实到实处的一个有力保证。4)在中石化长远规划中,湘鄂地区还要兴建多条输油管线,通过对此类地区水保设计方案的总结与优化,可以为下一步其他管线的建设提供有益的参考与借鉴,避免由于水工保护的不当造成不必要的损失。

[1]余文畴,卢金友.长江河道崩岸与护岸[M].北京:中国水利水电出版社,2008.

[2]顾伯通.高陡边坡管道水工保护的设计新方法[M].北京:中国石油大学出版社,1995.