渝西某输气管道工程水土流失控制对策

［关键词］ 水土流失；控制对策；输气管道工程；渝西地区;重庆

［摘 要］ 管道输送以其平稳连续、质量易保证、安全性高、输送量大和费用低等优点成为现在主要的油气输送手段，但管道工程施工扰动范围大、开挖土石方量多及水土保持措施缺失等，增加了水土流失风险。以渝西某输气管道工程为例，基于项目区地理地质条件、水土流失现状等，分析了项目扰动范围、土石挖方量及产生的水土流失量，结果表明：项目总扰动面积64.07 hm2，其中管道作业带扰动面积49.54 hm2，占总扰动面积的77.32%；项目总土石挖方量69.33万m3，其中管道作业带土石挖方量52.71万m3，占总土石挖方量的76.03%；项目新增水土流失量3 173 t，其中管道作业带新增水土流失量为2 828 t，占新增总量的89.13%；管道作业带为项目水土流失重点防治区。从管道工程扰动范围控制、土石方量控制、施工管理控制及水土保持措施体系配置等方面，提出了水土流失控制对策。

［中图分类号］ S157 "［文献标识码］ B "DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.10.010

［引用格式］ 罗义峰，谭洪伟.渝西某输气管道工程水土流失控制对策［J］.中国水土保持，2024（10）：33-36.

在油气输送过程中，管道输送以其平稳连续、质量易保证、安全性高、输送量大和费用低等［1］优点成为现在主要的油气输送手段，但受地形条件、气象因素、生态因素等限制［2-3］，管道工程施工扰动范围大、开挖土石方量多及水土保持措施缺失等，增加了水土流失风险［4-6］。笔者以渝西某输气管道工程为例，对项目水土流失情况进行分析，并提出相应的控制对策，以期为重庆地区输气管道工程水土保持研究及方案编制提供思路。

1 项目及项目区概况

1.1 项目概况

某输气管道工程位于重庆市渝西地区，贯穿铜梁区、壁山区、高新区，工程等级Ⅱ级，管道全长38.30 km，设计输气量10亿Nm3/a。项目永久占地面积1.72 hm2，临时占地面积62.35 hm2，按《土地利用现状分类》（GB/T 21010—2017），占地类型主要为耕地和林地。项目土石挖填方总量138.66万m3，其中挖方69.33万m3、填方69.33万m3。施工采用管沟开挖、定向钻穿越、顶管穿越等方式，途中分别穿越中型河流1次、等级公路11次、轨道交通（隧道顶上部）2次。

1.2 项目区情况

项目区位于西南紫色土区，属长江流域，为丘陵低山地貌，土壤以黄壤、黄棕壤、紫色土为主。属亚热带湿润季风气候区，年均气温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。植被类型为亚热带常绿阔叶林，林草植被覆盖率44%。以水力侵蚀为主，容许土壤流失量为500 t/（km2·a）。

2 项目水土流失情况

2.1 扰动范围

管道项目通常采用大型机械开挖，沿管道轴向敷设作业带，以满足机械作业场地需求，因此开挖扰动呈线路长、空间跨度大［7］等特点。管沟开挖、机械碾压、材料及开挖土石方临时堆存，使管道作业带的临时占地面积较大。本工程管道作业带扰动面积为49.54 hm2，占项目总扰动面积的77.32%，其中临时扰动面积为49.43 hm2，占作业带扰动面积的99.78%（见表1）。定向钻穿越时，需在河流两岸布设施工场地，以满足定向钻机械施工、导向孔布设、管道回拖、材料堆放及土石方流转需要；顶管穿越河流、公路、铁路时，需在穿越对象两侧布设临时施工场地［8］，以满足操作坑开挖、机械进入、材料及开挖土石方临时堆存需要；部分地区受地形限制，机械无法沿作业带进入，需新修临时施工道路，以满足机械进场需要。由此可见，管道工程穿越工程区、堆管场区和施工道路区全为临时占地。本工程此3区的临时扰动面积分别为5.00、1.75、6.17 hm2，分别占项目总扰动面积的7.80%、2.73%、9.63%。管道工程站场阀室区为永久占地，本工程此区永久扰动面积为1.61 hm2，占项目总扰动面积的2.51%。综上，管道工程施工时临时扰动范围大、占比高（97.32%），永久扰动范围小、占比低（2.68%），其中管道作业带是施工扰动的重点区域。

2.2 土石挖方量

管道工程开挖的土石方需要沿管道临时堆存。施工过程中，对管道沿线表土按不同地类和不同土层厚度进行剥离，剥离的表土和一般土石挖方分开堆存在施工机械作业的管道另一侧。因管道作业带占地面积大、管线开挖里程长，故一般土石挖方量和表土剥离量大。本管道工程总土石挖方量为69.33万m3，其中一般土石挖方量为55.93万m3，表土剥离量为13.40万m3（见表2）。从工程区来看，管道作业带土石挖方量最高，为52.71万m3，占76.03%；站场阀室区最低，为1.82万m3，占比2.62%。

2.3 水土流失量

根据《全国水土保持规划国家级水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果》《重庆市水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果》，项目所在地属于重庆市水土流失重点预防区；依据《生产建设项目水土流失防治标准》（GB/T 50434—2018），项目执行建设类西南紫色土区水土流失一级防治标准。基于项目区地形、坡度、植被覆盖度等指标，参照《土壤侵蚀分类分级标准》（SL 190—2007），原地貌土壤侵蚀模数为1 012 t/（km2·a），属于轻度侵蚀。

基于项目不同工程区作业情况，分析各工程区地表扰动特征，预测其水土流失量（见表3）。经预测，项目将产生的水土流失量为5 039 t，其中新增水土流失量为3 173 t，占总量的62.97%。从不同工程区来看，管道作业带新增水土流失量最大，为2 828 t，占新增总量的89.13%；堆管场区新增的最少，为17 t，仅占新增总量的0.54%。因此，管道作业带是管道工程主要的水土流失来源区。

3 水土流失控制对策

3.1 扰动范围控制

项目扰动范围越大，产生的水土流失量越大，因此合理控制扰动范围有利于提高水土保持效率。作为管线工程，控制管道作业带的宽度对扰动范围的控制至关重要［9］。在项目方案设计过程中，可通过识别不同土地利用类型及施工机械确定不同的作业带宽度。对管径406.4 mm的管道工程，其作业带宽度为：①在水田段因泥土软弱度较高，需开挖边坡，故作业带宽度控制在10～12 m；旱地和草地作业带宽度控制在10 m内；藕塘考虑清淤面积，作业带宽度最大可达32 m。②经过敏感区和坡度＜25°林地时，应尽量减少对植被的破坏，作业带宽度控制在8 m内；经过坡度＞25°林地时，因施工条件制约，需采用“之”字形管道敷设方式，在作业带两侧开挖边坡，故作业带宽度控制在22 m内。③开挖穿越公路时，需破除硬化路面，在保证正常施工的前提下，从减小作业扰动范围和控制成本的角度尽量将作业带宽度控制在6～7 m；开挖穿越小型河流、沟渠时，需考虑设置挡水袋、围堰等施工保护措施的占地面积，尽量将作业带宽度控制在16 m内。施工时作业带宽度需根据不同管径的管道工程进行调整，以此来合理核算扰动面积，这样既可控制水土流失防治责任范围，又可节约施工成本。

通过合理调配，提高临时占地的使用率，加强对临时占地的控制，能有效控制新增扰动范围，如充分利用管道作业带和已有乡村道路布设施工临时道路，穿越工程的施工场地和堆管场依托管道作业带进行布置，将站场阀室的施工场地布置在永久占地范围内，临时堆土堆存在永久占地范围和作业带内等。

3.2 土石方量控制

土石方的开挖回填量受多种因素的影响，可细分为表土和一般土石方来控制。

1）根据《生产建设项目水土保持技术标准》（GB 50433—2018），临时占地范围内扰动深度小于20 cm的表土可不剥离，管道项目特别是管道作业带临时占地面积远远大于永久占地面积，控制好临时占地扰动范围和深度能有效减少表土扰动范围，从而减少表土剥离量。管道项目平均作业带宽10 m，开挖断面宽2～5 m，其中有5～8 m宽的作业带用于机械通行和临时堆土。机械通行时不可避免地会破坏表土层，因此必须进行表土剥离；临时堆土区域只有堆土的压覆作用，扰动深度不会大于20 cm，因此在堆土前对地表采取临时铺垫、对堆土坡脚处采用临时土袋拦挡等保护措施，在保留原有地表的同时可减少新增表土剥离量。

2）管道工程的一般土石方主要来自于管沟的开挖，根据管道的敷设方式调整开挖断面，能更精确地控制一般土石方的开挖范围，减少开挖量。对于横坡开挖，采取坡比1∶1.5～1∶2.0断面开挖，以保证开挖断面的稳定性，但开挖量大；对于平坡和顺坡开挖，在地质条件允许下，采取坡比1∶0.5～1∶1.0断面开挖；对于穿越中大型河流和县级以上公路管段，采取定向钻和顶管穿越，在减少对原设施破坏的同时，能缩小开挖断面，减少一般土石方开挖量；对施工道路尽量利用作业带机械通道，以减少新增道路土石方开挖量，若确需新增道路的，则应加强对临时堆土的防护。

3.3 水土保持措施体系配置

随着施工的进行，必然会产生水土流失，完善水土保持措施体系，形成以工程、植物措施为主，搭配临时措施的综合防治体系［10］，能有效控制因施工扰动导致的水土流失。渝西某输气管道工程依据各工程区特点，因地制宜地构建了水土流失防治措施体系，见表4。

1）管道作业带。将剥离的表土堆放在管道作业带一侧，并在堆土区外侧做临时编织土袋拦挡，采用彩条布苫盖临时堆土。施工后期，将被施工破坏的原田坎和灌溉沟渠恢复原状，根据《中华人民共和国石油天然气管道保护法》规定，管道中心线两侧5 m范围内不得种植深根性树种，作业带回覆表土和土地整治后复耕或采取撒播草籽恢复植被。对于横坡段，在堆土下边坡做临时编织土袋拦挡，在有较大汇水面积的上侧边坡坡顶设置截水沟，坡脚处设置排水沟，排水沟末端设置沉沙池后顺接至周边自然沟道；对于顺坡段，沿堆土区等高线间隔一定距离做临时拦挡，在有较大汇水面积的堆土区外侧设置永久或临时截排水沟，末端设置沉沙池后顺接至周边自然沟道，沟槽底部设置排水管。工期短的可直接设置临时截排水沟、沉沙池，敷设完工后恢复原地貌，形成自然散排。

2）站场阀室区。将剥离的表土集中堆放在场内，临时堆土四周和填方边坡坡脚处采用临时编织土袋拦挡，裸露坡面和临时堆土采用彩条布临时苫盖。按“永临结合”原则在场内设置临时排水沟，并顺接至周边自然沟道，出口处设置临时沉沙池。施工后期，沿场内道路设置截排水沟，并接至周边自然沟道；人行道铺装透水砖，站场、阀室、放空区等场地采用碎石压盖；可绿化区域实施景观绿化，或撒播草籽恢复植被。

3）穿越工程区。将剥离的表土集中堆放在场内，堆土四周采用临时编织土袋挡拦，裸露坡面和临时堆土采用彩条布临时苫盖，并布设临时截排水沟、沉沙池。施工后期，回覆表土和土地整治后复耕，或乔灌草结合恢复植被。

4）堆管场区。对场地采用彩条布临时铺垫。施工后期，土地整治后复耕。

5）施工道路区。施工前进行表土剥离，表土装袋后堆放在道路填方边坡坡脚处，做临时挡拦；裸露边坡采用彩条布临时苫盖，边坡成形后撒播草籽；道路两侧设置临时排水沟，并接至周边自然沟道，出口设临时沉沙池。施工后期，将改扩建道路交地方使用，新建道路回覆表土，土地整治后复耕，或乔灌草结合恢复植被。

3.4 施工管理控制

目前管道工程采用全机械化开挖，施工时间较人工开挖时大幅度减少。基于机械化施工的现状，合理选择施工工艺和施工时序能有效减少重复工作量，提高工作效率，因此制定施工方案时就要考虑不同施工步骤对水土流失的影响。

1）施工工艺控制。输气管道工程进场前需先进行作业带扫线工作，其中需适当挖填和修整边坡，以方便后续施工机械入场。在扫线过程中，应先对作业带进行放线，划分临时堆土区、管沟开挖区和机械作业区。临时堆土区清除地表植被时对地表的扰动深度要控制在20 cm以下，这样既能有效保护表土层，又能减少表土剥离量。管沟开挖、管道下沟可根据施工进度分段实施，管道连接采取沟上焊接工艺，随着管沟开挖的推进，及时将已焊接的管道下沟，以提高施工效率，减少施工扰动时间。

2）施工管理控制。输气管道工程涉及建设单位、施工单位及监管单位等多方，因此施工管理时需多方联动，才能全过程把控。施工单位应合理安排工序，缩短工期，注重生态绿色施工，严格落实水土保持措施；建设单位作为项目的责任主体，应对项目的水土保持工作给予足够的重视，加强对施工单位的管控，在招投标文件和施工合同中明确施工单位的水土保持责任，强化奖惩制度，规范施工行为；监管单位应加强对项目的事前审批、事中及事后监管，建立健全质量信用评价体系，以督促建设单位严格落实水土保持工作［11］。

4 结束语

输气管道工程以临时占地为主导，管道作业带为项目土石挖方主要来源区，是水土流失重点防治区。因此，应加强对临时占地的调控，提高临时占地的使用率，合理确定作业带宽度，以减少施工扰动范围；分区剥离表土，合理选取开挖断面和开挖方式，以减少土石方开挖量；合理配置水土保持措施体系，加强对水土流失的防控；优化施工工艺和严格施工管理，多方协同，全过程把控，在确保工程质量的同时，严格落实各项水土保持措施。

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［10］" 田红，黄艳霞，任兵芳.径流调控理论在管道工程水土保持设计中的应用［J］.人民长江，2014，45（1）：41-43，109.

［11］ 姜德文.科学精准高效推进水土保持放管服改革［J］.中国水利，2021（22）：41-43.

收稿日期： 2024-03-25

第一作者： 罗义峰（1994—），男，四川青川人，工程师，硕士，主要从事生产建设项目水土保持工作。

E-mail： lyf00544@qq.com

（责任编辑 张绪兰）