浅谈长输管道建设中的水工保护措施

臧少疆（山东联合能源管道输送有限公司，山东 烟台264000）

当前，我国长输油气管道建设日益增多，管道工程在施工过程中不可避免的对沿线生态环境造成破坏，降低了原本的水土保持功能，各类水害和地质灾害问题对管道的威胁也愈加严重。水害具有一定的偶然性，汛期洪水频繁发作，带来的水害事故相应增多。不仅洪水自身对管道具有腐蚀性，在山区段引发的滑坡、泥石流等地质灾害，更是对管道运行有严重安全隐患。因此，在管道工程施工期间就务必要重视水工保护，根据不同地质条件，分析其侵蚀机理，采取切实有效的水工保护方案，保证管道安全运行。

1 不同地形条件下水工保护分析

水工保护方案的设计，要根据管道沿线地形、地貌特点，结合管道敷设类型，分析侵蚀机理，确定合理的方案。下面针对不同地形条件，分析各类灾害产生的原因：

1.1 山区、丘陵地带

管道经过山区、丘陵地带时，往往要经过各种坡、坎，由于管道施工过程中土石方开挖，破坏了地表植被土壤，减弱了地表的抗侵蚀能力，在汛期来临时，容易发生水害。

管道在山区、丘陵地带敷设时，有顺坡敷设和横坡敷设两种方式。顺坡敷设是管道基本与等高线垂直交叉通过坡面，破坏机理主要是坡面汇水冲刷导致管沟内的回填土流失，使管道裸露。横坡敷设是管道基本平行于等高线通过坡面，破坏机理主要有：扫线作业时易诱发上部边坡的地质灾害、坡面汇水导致管沟内松散回填土流失、作业面下部边坡也可能因工程扰动等原因出现滑坡、垮塌现象。

1.2 河流、沟渠地带

管道在河流、沟渠地带施工，主要有管道穿越河流、沟渠，管道顺河边沟边敷设，管道顺河底沟底敷设三种方式。

管道穿越河流沟渠，多见于小型河流、沟渠，管道以开挖埋地方式通过。管道穿越河流、沟渠时，会受到流水冲刷侵蚀的影响。水流冲刷会造成河床冲刷下切以及河岸侵蚀后退，使得原有管道裸露悬空。管道顺河边沟边敷设，水流冲刷会使河沟岸垮塌后退，造成管道裸露悬空。管道顺河底沟底敷设，多存在于枯水期的季节性河流，管道直接敷设管道于河（沟）床内，在汛期时管道上方回填土会因水流冲刷流失，导致原本埋设在河底的管道裸露悬空，引发漂管事故，甚至会扭曲、撕裂管道，严重危害管道安全。

2 施工中常用的水工保护方案

长输管道的水工保护以预防为主，防治结合。在实际管道施工过程中，根据不同的地质、地理条件，统筹考虑、综合分析，采取合理的水工保护方案，保证管道安全生产运行。

2.1 优化设计方案

确定最佳设计方案是避免水害的根本方法。一是路由选址在满足设计规范和当地政府主管部门要求前提下，线路选址要合理并节约投资。对冲刷强烈的河流、沟渠以及陡坎、陡坡，提前调整路由进行规避；在不大幅增加管道长度时，尽量减少穿越工程量。二是管道埋深在满足规范前提下尽量加深，既可以避免日后管道上方人为动土破坏管道，也可以避免水流冲刷导致管道裸露。管道穿越河流、沟渠时，要将埋深设置在在设计冲刷线以下。

2.2 山区、丘陵地带防护

山区、丘陵地带由于管道开挖，破坏了原始的地形边坡，需要对坡体进行防护处理。由于地形情况复杂，在对管道进行水工保护设计施工时，应当根据实际地质条件，分析侵蚀机理，采取合理的水保方案。方案分为管沟内回填土保持和地表水疏导两大类。管沟内回填土保持，可以采取护坡、挡土墙、截水墙等措施，在陡坎、陡坡处加设堡坎、护坡或挡土墙；地表水疏导措施有地表截水墙、截排水沟等。

具体工程措施有：

2.2.1 护坡

适用于边坡比不陡于1:1情况，包括草袋素土护坡、干砌石护坡和浆砌石护坡。草袋素土护坡适用于易受降雨侵蚀的土质边坡，干砌石护坡适用于不易受水流侵蚀的土质边坡、也适用于山地、丘陵的陡坡防护。护坡不得改变原坡面形式。

2.2.2 挡土墙

在坡度大于45°的土坡，易遭受水流冲刷，且地基土质较好的地段采用浆砌石挡土墙。草袋素土挡土墙适用于坡度大于45°的坡脚防护或高陡地坎的恢复，地质条件多为黄土及一般土质地区，受水流冲刷的几率较小。

2.2.3 截水墙

截水墙适用于坡度大于5°的沿坡敷设管道，在管沟内设置。一般地质条件和土方地段采用草袋素土截水墙，砂砾石和土质地段采用混凝土截水墙，石方段采用浆砌石截水墙。截水墙墙背应垂直，墙前后回填土要分层夯实，墙身不得受夯实影响。

2.2.4 堡坎

h1≤0.8m 时，直接夯实恢复地貌即可，0.8m≤h1≤2.6m 时，需要做堡坎：草袋素土堡坎适用于一般地质条件下地坎恢复、地貌恢复用；干砌石堡坎适用于石方段的地坎恢复、地貌恢复；浆砌石堡坎适用于田坎以及石方段的地貌恢复。

2.2.5 截排水沟

一般在坡顶、坡脚，渣场，冲沟等管道周围容易形成汇水地方修筑截排水沟，当排水沟大于5°，坡长大于10m时，要考虑设置效能措施。沟渠开挖后应整平夯拍，如土质干燥洒水润湿、遇有洞穴堵塞夯实。

2.3 河流、沟渠地带防护

管道穿越河流、沟渠时，会受到流水的冲刷侵蚀，通常表现为河床冲刷下切的破坏力和河岸侵蚀的扩张力。防护措施可分为河床冲刷下切防护（简称护底）和岸坡防护（简称护岸）。根据不同情况采取不同方案，主要有浆砌石防冲墙、浆砌石过水面、浆砌石护岸等，对冲刷强烈河流要适当采取稳管措施，如加配重块、平衡压袋等。

具体工程措施有：

2.3.1 浆砌石防冲墙

浆砌石防冲墙适用于有冲刷，无水文资料的河道沟渠，各种土质条件下均适用。防冲墙必须与水流方向垂直并与两岸垂直，且两端须嵌入原岸各1m，如有护岸则与护岸搭接。在冲刷较严重的地段，在防冲墙下游增设抛石、石笼防止跌水。

2.3.2 浆砌石过水面

浆砌石过水面主要用于河沟护底，过水面宽为管沟上开口宽两边各延伸1m，护底铺设前，须对底部进行整平、压实处理。砌筑后顶面原则上与自然河（沟）床面齐平。

2.3.3 浆砌石护岸

适用于边坡坡比不陡于1:1。基底应置于中密的砂土、碎石土和基岩上，严禁放在未经处理的回填土上和新冲淤层上。岸坡后如为虚土回填时，必须分层夯实，注意岸身不受夯击影响。护岸不得改变原岸坡形式，两端嵌入原岸各1m。

2.3.4 稳管方案

管道在穿越河流、沟渠时，要用稳管方案，防止管道在水的冲击力与浮力作用下漂移或断裂。有平衡压袋、混凝土配重块、混凝土连续浇筑等具体措施。

平衡压袋适用于大开挖穿越的砂、卵石、软土地质等水域及高地下水位地区的稳管。混凝土配重块适用于大开挖穿越的砂、卵、砾石等水域的稳管，慎用于软土地质的水域。混凝土连续浇筑适用于河床为稳定基岩，并在设计洪水下不被冲刷且管段应嵌入基岩一定深度的水域稳管防护。平衡压袋与混凝土配重块施工时，先将管道上部淤泥清除干净，然后将压袋（块）紧密排列在管道两侧，边清边压，以免管道上浮。

3 结语

长输管道施工中，经常穿越山区、丘陵、河流、沟渠等水害严重的地方，应对水工保护施工给予重视。现场实施水工保护方案时要根据不同地质、地理条件，分析侵蚀机理，统筹考虑、综合分析，采取合理的水工保护方案，保护管道安全。