油气输送管道水工保护设计方法和注意事项

伊震 马全福 徐晓强

摘 要：结合《油气输送管道线路工程水工保护设计规范》（SY 6793-2010），指出了水工保护设计应取得的资料、依据的规范，并将设计过程划分为三个阶段。阐述了各设计阶段的主要任务，探讨了挡土墙用于水工保护时应注意的问题，给出了管道沿冲沟、河床底敷设时的防冲刷措施及沿高陡土质边坡顺坡敷设时的处理方法。

关 键 词：油气输送管道;水工保护设计;设计阶段;挡土墙;注意事项

中图分类号：TE 832 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）06-1398-02

Discussion on Design Method and Notes of Hydraulic

Protection of Oil and Gas Transportation Pipelines

YI Zhen 1，MA Quan-fu 2，XV Xiao-qiang 1

（1. HQCEC Liaoning Company， Liaoning Fushun 113006，China;

2. PetroChina Fushun Petrochemical Company， Liaoning Fushun 113004，China）

Abstract： Combined with Code for design of oil and gas transportation pipeline hydraulic protection （SY 6793-2010）， the necessary information and codes for design of hydraulic protection were pointed out， and the whole design process was divided into three stages. The primary mission in each stage was illustrated， several design notes for using retaining wall in hydraulic protection was discussed， and measures for water scouring protection when laying pipe along rivers or gullies and laying pipe on high and steep soil slope were put forward.

Key words： Oil and gas transportation pipeline; Design of hydraulic protection; Design stages; Retaining wall; Notes

油气输送管道一般具有敷设距离远，沿途地形地貌复杂，地质条件多种多样的特点。管沟开挖不可避免地扰动、破坏原有地貌（尤其是沿边坡、冲沟敷设或穿越河道时）。在雨水或坡面汇水、河水反复冲刷作用下，容易造成管顶覆土流失，使埋地管道有暴露出来甚至被冲毁的危险，严重影响管道的安全运营。为减少管道经过地段水土流失，保证管道安全、满足环保要求所采取的工程措施称为管道的水工保护，主要包括坡面防护措施、冲刷防护措施、支挡防护措施。

1 设计方法

设计前应取得的必要资料包括：管道沿线路由图（通常直接绘制在地形测绘图上）、纵断面图、岩土工程勘察报告、水文资料等。需要强调的是，设计人员应到现场实地踏勘。

油气输送管道水工保护设计依据的主要规范有：《油气输送管道线路工程水工保护设计规范》SY 6793-2010、《油气输送管道穿越工程设计规范》GB 50423-2013、《油气集输设计规范》GB 50350-2005、《输气管道工程设计规范》GB 50251-2003、《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011、《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2012、《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010、《砌体结构设计规范》GB 50003-2011、《建筑边坡工程技术规范》GB/T 50330-2013。

水工保护设计可划分三个阶段。

第一阶段（也称为一次水保）：在线路施工图上做水工保护设计。其设计重点为管沟内、河流岸坡和陡坎处：

（1）管道穿越河流、冲沟的稳管、护岸、过水面、防冲墙设计;

（2）管道通过陡坎、斜坡地段的护坡、支挡结构（如挡土墙、堡坎等）设计;

（3）管沟内截水墙的设计。

第二阶段（也称为二次水保）：管道施工過程中对线路进行局部优化时，对已设计的一次水保进行设计调整（也即动态设计），同时还需要结合现场情况，补充部分水工保护设施。其设计重点为：

（1）对局部改线区段水工保护进行设计调整;

（2）微地貌治理，包括增设侧挡墙、地表排水措施以及对管道中线两侧一定范围内的黄土陷穴、水涮窝、发育的切沟、冲沟头等的治理措施。

第三阶段（管理运行阶段）：根据我国已建成管道的运营经验，管道建成后的一段时间内，管沟内的回填土及新建的水工保护构筑物都有一个重新稳定的周期，而且由于地表水汇流条件的改变等因素，在一段时间内（一般为1～2 a），根据管道安全的需要对水工保护措施进行局部维修和部分增加。其设计重点为：

（1）对一些已做的水工保护，部分可能会由于冲刷严重，造成一定的毁坏，为此需要进行维修和加强处理;

（2）由于一些地段缺乏相应的水文资料，在原设计过程只能凭借经验或参照附近的类似工程确定设计参数，因此需要加强观察一段时间，如果出现影响管道安全的情形，必须重做水工保护。

在工程可行性研究阶段以及初步设计阶段，应对水工保护工程量做出全局性的预估。

2 注意事项

（1）考虑到现场施工条件，挡土墙露出地面高度不宜大于4 m，设计文件中应指明挡土墙墙背填土最大容许坡度。

（2）黄土地区挡土墙墙趾处地面宜设置排水沟。当管线附近有陡坡时（地形测绘图上表现为等高线密集区域），坡顶宜设置截水沟。

（3）冲沟和河道均应考虑沟（床）底防冲刷、下切措施，山区冲沟应重点对待。沿冲沟敷设时，应采取护底措施，最好能调研一下该地区近年来有无山洪爆发，必要时可沿冲沟长度方向每隔一定距离在管沟内浇筑一段素混凝土。

（4）原坡面植被较发育时，尽量采用生态护坡，如鱼鳞坑、骨架护坡等，宜请有资质的单位依据《水土保持工程设计规范》GB 51018-2014进行水土保持设计。

（5）管顶埋深不宜小于冲刷深度下1 m，可采用以下方法确定管顶覆土厚度：一般冲刷深度加冻土深度，在土质地段宜适当加大管道埋深。

（6）高陡边坡治理方案可采用在管沟内回填素混凝土或毛石混凝土等方法，同时应采用岩土分析软件计算边坡稳定性，截水墙底宜嵌入管沟底面以下原土层中，不宜“悬浮”在管沟内部，管沟过深时，截水墙顶可不延伸到地表。

（7）多级挡土墙连续布置时，上级挡土墙基底反力可能会增加下级挡土墙的侧向土压力，可近似将该基底反力作为均布荷载施加在下级挡土墙墙后填土顶面，必要时应采用岩土分析软件计算并适当加大下级挡土墙的截面尺寸。

3 结 语

水工保护设计应纠正一种误区：即水工保护工程是一劳永逸的工程。实际上，水工保护的根本目的是为了确保管道的运营安全，在外力长年累月作用下，自身允许一定程度的损坏，无论是在建设期还是运营期，都需要不断补充、完善。另外，由于水工保护设计带有较大的经验性，需要设计人员具备多学科的知识并能够灵活运用，因此，应在实践中不断总结经验，学习新知识，跟踪了解该领域技术进步，才能做出合理、经济的设计。

参考文献：

[1] SY 6793-2010油气输送管道线路工程水工保护设计规范[S].

[2] GB 50423-2013油气输送管道穿越工程设计规范[S].

[3] GB 50350-2005油气集输设计规范[S].

[4] GB 50251-2003输气管道工程设计规范[S].

[5] GB/T 50330-2013建筑边坡工程技术规范[S].

[6] 王鸿.长输管道水工保护工程施工技術手册[M].北京，中国计量出版社，2006.