深圳市天然氣高壓輸配系統(tǒng)工程水土治理措施及成效

張志忠　殷春霞　黃成燕　孫發(fā)政

摘要：在深圳市天然氣高壓輸配系統(tǒng)工程施工段，選擇二標(biāo)段4038～4045/k段，設(shè)置長(zhǎng)為2 000 m，寬20 m的試驗(yàn)示范段，尋找治理深圳市天然氣高壓輸配系統(tǒng)工程水土流失適宜的技術(shù)和方法。通過(guò)因地制宜地設(shè)置不同類型的生物磚排水溝，噴播適宜的草本和灌木，使黃土裸露面實(shí)現(xiàn)了有序排水和快速?gòu)?fù)綠，為項(xiàng)目段的水土流失治理提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：天然氣輸配系統(tǒng)工程；水土治理

中圖分類號(hào)：S 732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：10095500（2013）01006503

2007年11月深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司與中石油簽署了“西氣東輸二線氣源銷售與輸配框架協(xié)議”，高壓輸配系統(tǒng)工程是西氣東輸二線的配套項(xiàng)目，起于深圳市求雨嶺門站，西通大鏟島門站，東至深圳市東部電廠。工程于2009年9月10日正式動(dòng)工，輸氣管線設(shè)計(jì)壓力6.0 MPa，管徑DN800，鋼管材質(zhì)為X65，全長(zhǎng)149 km，沿線設(shè)求雨嶺天然氣門站、平湖門站、留仙洞調(diào)壓站、8座電廠用戶專用調(diào)壓站等，在2012年4月接收西氣，正式投產(chǎn)。管道工程的開(kāi)挖，造成寬約20 m、長(zhǎng)149 km范圍的環(huán)境需要生態(tài)恢復(fù)。

1 工程占地對(duì)沿線造成的生態(tài)破壞

高壓管道橫跨深圳市，西至大鏟島，東至東部電廠，西段工程位于深圳市特區(qū)內(nèi)，中西段多位于丘陵山地，沿線地形地貌復(fù)雜，主要包括農(nóng)田、林地、丘陵、河流和魚(yú)塘等；管線周邊還涉及工廠、住宅、成品油管道、LNG管道等設(shè)施。

高壓管道穿越公路、鐵路、工廠、住宅、林地、農(nóng)田、河流、魚(yú)塘等，由此涉及大量的協(xié)調(diào)和理賠工作，導(dǎo)致整體工程施工期拖長(zhǎng)，給水土保持同步施工同步復(fù)綠造成困難。

施工作業(yè)面掃線、管溝開(kāi)挖均破壞原有地形地貌；管線開(kāi)挖后在未回填土之前，因暴雨極易使水土流失；管線回填后地表裸露，無(wú)有序排水設(shè)施和植被覆蓋，同樣產(chǎn)生水土流失，且影響生態(tài)景觀（表1）。

施工臨時(shí)道路的修建產(chǎn)生水土流失。由于多為山區(qū)林地，交通不便，必須修建臨時(shí)道路以滿足施工裝備和材料進(jìn)場(chǎng)需要。此外，為管道運(yùn)行期的巡查、維護(hù)和搶修而修建的道路也有水土流失產(chǎn)生。

2 水土保持技術(shù)措施

為做好深圳市天然氣高壓輸配系統(tǒng)工程施工全線的水土保持工作，選址該項(xiàng)目二標(biāo)段4038～4045/k段為水土保持試驗(yàn)示范段，以論證所采取的水土保持技術(shù)和方法的可行性，進(jìn)而指導(dǎo)全線的水土保持施工。試驗(yàn)段地處丘陵山地，是高壓輸配系統(tǒng)工程水土保持難度最大的地段類型。根據(jù)孫發(fā)政＼[1-8＼]提出的水土生態(tài)理論，經(jīng)過(guò)調(diào)研及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較之后，工程擬采用水系疏導(dǎo)加生態(tài)復(fù)綠兩項(xiàng)措施對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行水土保持施工。水系疏導(dǎo)采用生物磚排水溝技術(shù)＼[9＼]（專利號(hào)：ZL03224698.6）；生態(tài)復(fù)綠采用類蘆綠化裸露邊坡的方法＼[10-14＼]（專利號(hào)：ZL03139818.9）。管道主體工程施工完成后，造成的作業(yè)面呈帶狀黃土裸露，原有植被被砍伐挖除，原有坡面水系受到破壞，對(duì)此，沿著管道兩側(cè)黃土裸露面設(shè)置兩條M型生物磚排水溝，在坡底設(shè)置U型生物磚排水溝，生物磚排水溝施工完成后，采用機(jī)器噴播草本和灌木種子，實(shí)現(xiàn)生態(tài)復(fù)綠。

2.1 黃土裸露面的水系疏導(dǎo)

水系疏導(dǎo)主要靠排水溝完成，根據(jù)匯水面積、最大降水量等因素，確定排水溝的大小和數(shù)量，根據(jù)地形地貌等因素確定M型生物磚排水溝和U型生物磚排水溝的布設(shè)。

2.1.1 M型生物磚排水溝布設(shè) 對(duì)于坡長(zhǎng)坡陡且施工作業(yè)面較寬的黃土裸露面布設(shè)兩條平行于管道的M型生物磚主排水溝，并布設(shè)與管道斜交的M型生物磚支排水溝，通過(guò)支排水溝與主排水溝連接，將匯水面內(nèi)的所有地表水引流出裸露面以外，與周邊原有水系相連接（圖1）。對(duì)于坡度較緩且施工作業(yè)面較窄的黃土裸露面，布設(shè)一條M型生物磚主排水溝。M型生物磚排水溝可順坡面和水流自然彎曲，這樣可減輕水流對(duì)排水溝的沖擊力。

2.1.2 U型生物磚排水溝布設(shè) 在管線位于低洼山谷，管道回填土受雨水集中沖刷的地段和邊坡土質(zhì)松散的填土區(qū)，采用生物磚滿布坡面，形成U型生物磚排水溝，在生物磚內(nèi)種植根系發(fā)達(dá)的類蘆等植物（圖2）。滿鋪的U型生物磚排水溝可有效疏導(dǎo)水系，深根植被可有效固土，生物磚與植被有機(jī)結(jié)合，保護(hù)管道、防止水土流失并恢復(fù)生態(tài)景觀。

管道工程水土保持方案通常為當(dāng)坡度小于15°時(shí)，采用修筑漿砌石排水溝疏導(dǎo)水系并種草護(hù)坡；當(dāng)坡度15°～25°時(shí)，采用塊石干砌；坡度大于25°時(shí)，采用水泥砂漿砌石。高壓輸配系統(tǒng)工程沿線地形、地貌復(fù)雜，施工作業(yè)帶較寬，對(duì)山體植被破壞性大，水土流失嚴(yán)重。主體工程中水土保持方案采用的漿砌石排水溝及塊石干砌對(duì)施工作業(yè)面的水系疏導(dǎo)有積極的作用，但缺點(diǎn)是（1）造價(jià)高，且高壓輸配系統(tǒng)工程多位于山區(qū)林地，石塊和砂漿等原材料運(yùn)輸難度大；（2）由于施工作業(yè)帶平均寬度為20 m，匯水面積較大，砌筑排水溝的面積也較大，大量的漿砌石排水溝不利于綠化的連續(xù)性，大量的漿砌石排水溝也破壞了山體的生態(tài)景觀；（3）漿砌石排水溝不能吸納和滯留多余的雨水，降雨時(shí)雨水很快流失，不能進(jìn)入土壤儲(chǔ)存，不利于受傷坡面的植被恢復(fù)；（4）管溝回填土較松散，土層會(huì)產(chǎn)生自然沉降，在管溝上方的漿砌石排水溝會(huì)因?yàn)榈撞炕A(chǔ)不均勻沉降而斷裂，斷裂處將會(huì)受到水流集中沖刷，造成局部水土流失嚴(yán)重，并危害管道的安全運(yùn)營(yíng)。為此，試驗(yàn)示范段采用生物磚排水溝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的漿砌石排水溝。生物磚為水泥預(yù)制的空心磚，用其拼砌成排水溝，排水溝可隨底部土層基礎(chǔ)自然沉降而不影響整體排水功能，在磚的種植孔內(nèi)注滿含有草籽的營(yíng)養(yǎng)土或栽植草苗，其草籽長(zhǎng)滿綠草后可覆蓋排水溝砌體而看不到砌筑材料，使排水溝與周邊植被連成一體，既起到疏導(dǎo)水系作用，雨水還能滲入土壤，有利于植被的恢復(fù)＼[9＼]。

2.2 黃土裸露面的生態(tài)復(fù)綠

2.2.1 山區(qū)林地挖方邊坡 邊坡表面為原土層，土層較硬，相對(duì)穩(wěn)定。在邊坡表面人工開(kāi)挖種植細(xì)溝，噴種草籽，澆水、施肥，使坡面快速?gòu)?fù)綠。在邊坡坡腳種植爬墻虎等爬藤植物，朝邊坡上方爬行生長(zhǎng)，在坡頂種植五爪龍等藤本植物朝坡下爬行。通過(guò)以上措施，使挖方邊坡坡面全方位達(dá)到復(fù)綠效果。

2.2.2 山區(qū)管道作業(yè)帶 坡面與管道平行走向，是管道回填后形成的黃土裸露面，是高壓輸配系統(tǒng)工程水土保持的主要坡面。采用類蘆綠化裸露邊坡的方法，噴播類蘆（Neyraudia reynaudiana）等適生草籽和灌木，草本種子有類蘆、狗牙根（Cynodon dactylon）、百喜草（Paspalum notatum）、糖蜜草（Melinis miutiflora），灌木種子有山毛豆（Tephrosia candida）、豬屎豆（Crotalaria pallida）等。管道上方約4 m寬為回填土，土質(zhì)松軟，草的根系不足以穩(wěn)固松軟的填土，容易受雨水侵蝕，并存在管道裸露的危險(xiǎn)。根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)夤芾項(xiàng)l例》規(guī)定，管道上方兩側(cè)2 m范圍內(nèi)不允許種植深根植物如喬木。因此，在管道上方加種根系相對(duì)發(fā)達(dá)的灌木和類蘆，以固住松軟的回填土，保護(hù)管道安全。

2.2.3 山區(qū)林地填方邊坡 管道坡面之側(cè)面的填方邊坡，由松土堆棄而成，其邊坡水土流失危害較大，邊坡松軟，如遇大雨，泥沙會(huì)傾瀉而下，做好此類邊坡的水土保持是重中之重。采用深圳市大自然生態(tài)園林技術(shù)有限公司發(fā)明的用專利方法施工的草種——類蘆，是邊坡固土的理想草種，其生命力、自然繁殖力和自然更新力強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)＼[1＼]。由于管道位處山高路遠(yuǎn)的丘陵山地，普通噴草設(shè)備無(wú)法進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，采用類蘆綠化裸露邊坡的方法，較好地解決了這一施工難題＼[10，14＼]。

4 水土保持成效

水土保持試驗(yàn)示范段位于深圳市機(jī)荷高速北側(cè)，天然氣管道與機(jī)荷高速平行覆設(shè)，全長(zhǎng)2 000 m，翻越四座高山，地質(zhì)組成有粉質(zhì)粘土、花崗巖和砂礫等。該試驗(yàn)示范段山高路險(xiǎn)，是高壓輸配系統(tǒng)工程水土保持難度最大的地段。試驗(yàn)示范段管道主體工程于2009年9月動(dòng)工，至2010年1月完工，管道主體工程完工后，作業(yè)帶內(nèi)黃土裸露，為確保當(dāng)年雨季來(lái)臨前完成水土保持施工，避免造成大量的水土流失，保證管道安全，在試驗(yàn)方案確定后，即采用生物磚排水溝疏導(dǎo)水系和以類蘆綠化裸露邊坡的方法進(jìn)行生態(tài)復(fù)綠兩項(xiàng)措施，加班加點(diǎn)組織施工，至2010年4月雨季來(lái)臨前，試驗(yàn)示范段草本、灌木生長(zhǎng)茂盛，植被覆蓋率達(dá)到100%，黃土裸露面植被全覆蓋，有效地防止了雨水對(duì)裸露面的沖刷；生物磚排水溝與周邊植被連為一體，恢復(fù)了自然生態(tài)，并有效地保證了坡面有序排水，避免了水土流失，保護(hù)了管道的安全。經(jīng)過(guò)當(dāng)年5～10月臺(tái)風(fēng)暴雨的考驗(yàn)，證明試驗(yàn)示范段取得了水土保持和生態(tài)復(fù)綠的預(yù)期效果，為該項(xiàng)目全線的水土流失治理提供了科學(xué)依據(jù)和寶貴經(jīng)驗(yàn)。

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