管道穿越特殊地形地震斷裂帶地貌恢復(fù)優(yōu)化

來(lái)海雷 大慶油田工程有限公司

管道穿越特殊地形地震斷裂帶地貌恢復(fù)優(yōu)化

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中貴管道與鴛鴦鎮(zhèn)—鳳凰山斷裂交叉處地形高差較大，且主要以黃土梯田為主，田坎高度基本在5～10 m。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，管線穿越地震斷裂帶埋設(shè)不大于1.2 m，且不宜設(shè)置熱煨彎頭。在設(shè)計(jì)時(shí)為了保證埋深和不設(shè)熱煨彎頭，對(duì)管溝采取半填方案，因此最終管溝處形成了較深的犁溝。由于犁溝容易形成匯水，造成水土流失，管道存在一定的安全隱患。經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)踏勘，最終確定采取修筑坡式梯田方案對(duì)本段管道進(jìn)行地貌恢復(fù)。管道穿越田坎處以小于25°的坡度與本階級(jí)下一階田坎平滑連接，在田坎邊設(shè)置蓄水埂，埂高0.3～0.5 m，埂頂寬0.3～0.5 m，外坡比1∶1。優(yōu)化后的管道穿越地震斷裂帶地貌恢復(fù)方案滿足相關(guān)規(guī)范的要求，保證了管道的安全，減少了水土流失，同時(shí)避免了永久征地，減少了外協(xié)難度。經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行情況來(lái)看，管道安全得到了有效保護(hù)，水土流失得到有效控制。

管道穿越；地震斷裂帶；水土流失；設(shè)計(jì)方案；優(yōu)化

1 穿越處地貌概況

中貴管道管徑1 016 mm，設(shè)計(jì)壓力10 MPa，管道與鴛鴦鎮(zhèn)—鳳凰山斷裂交叉處地形高差較大。管道穿越地震斷裂帶兩側(cè)主要為梯田，北岸坡度約50°，南岸坡度約40°，田坎的高度大部分在5～10 m。根據(jù)規(guī)范要求，在管道穿越地震斷裂帶時(shí)不應(yīng)使用熱煨彎管，為了達(dá)到此要求，部分地段管溝挖深8～10 m。

2 原設(shè)計(jì)方案

為了穿越處管道的安全，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，施工圖設(shè)計(jì)時(shí)在交點(diǎn)前后各300 m范圍內(nèi)管溝開(kāi)挖底寬3 m，邊坡比1∶1.5，管溝回填時(shí)除最上層0.2 m回填原狀土外，其余均回填中砂。管頂埋深1.2 m，管溝部分開(kāi)挖深度為8～10 m，最終管溝處形成了一個(gè)較深的犁溝。由于犁溝容易匯水，造成水土流失，進(jìn)而影響管道安全，因此對(duì)形成的犁溝采取以下水土保持措施：①作業(yè)帶布設(shè)截、排水溝；②作業(yè)帶開(kāi)挖水平犁溝種植檸條或沙棘；③開(kāi)挖作業(yè)帶的高陡邊坡打孔種植營(yíng)養(yǎng)缽檸條，其間距為50 cm×50 cm。管道穿越地震斷裂帶處縱斷面如圖1所示。

原設(shè)計(jì)方案從技術(shù)上是可行的，但是在地貌恢復(fù)中存在以下不足：

（1）由于最終形成犁溝，增加了永久征地面積（5 600 m2)，減少了耕地面積，外協(xié)難度極大。

（2）犁溝在強(qiáng)降雨時(shí)穩(wěn)定性差，容易造成水土流失，影響管道安全。

（3）犁溝的存在對(duì)當(dāng)?shù)卮迕竦纳詈娃r(nóng)作帶來(lái)很大的不便和安全隱患。

3 方案優(yōu)化

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形情況及管道穿越地震斷裂帶的相關(guān)要求，最終確定采取修筑坡式梯田方案對(duì)本段管道進(jìn)行地貌恢復(fù)。

本區(qū)為黃土地區(qū)，有修筑成水平梯田的條件，在管道上方覆土均為1.2 m，同時(shí)要保證農(nóng)地的使用功能不會(huì)降低（坡度不陡于25°時(shí)能滿足耕種要求）。本次設(shè)計(jì)借鑒坡式梯田的經(jīng)驗(yàn)，在管道兩側(cè)均為水平梯田的前提下，每一段管道均做成錐形的坡式梯田。管道穿越田坎處以小于25°的坡度與本階級(jí)下一階田坎平滑連接，最終管溝處形成驢脊梁。在田坎邊設(shè)置蓄水埂，埂高0.3～0.5 m，埂頂寬0.3～0.5 m，外坡比1∶1[1]，使不能及時(shí)入滲的水流短距離流入水平梯田內(nèi)蓄積下來(lái)，不會(huì)產(chǎn)生流失，從而確保了管道的安全，同時(shí)不減少耕地面積。具體地貌恢復(fù)方案如圖2所示。

4 結(jié)語(yǔ)

優(yōu)化后的管道穿越地震斷裂帶地貌恢復(fù)方案滿足相關(guān)規(guī)范要求，保證了管道的安全，減少了水土流失，同時(shí)避免了永久征地，減少了外協(xié)難度。在管道安全，環(huán)境保護(hù)及對(duì)當(dāng)?shù)厝罕姷挠绊懛矫娑既〉昧孙@著的效果。因此建議在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)綜合考慮特殊地段管道安全與水土保持。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，必要時(shí)采取區(qū)域治理方式來(lái)達(dá)到保護(hù)管道和水土保持的雙重目的。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)綜合考慮安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可實(shí)施性以及對(duì)外界的影響，最終還需多方式、多角度對(duì)比，以確定最合理的設(shè)計(jì)方案。

圖1 管道穿越地震斷裂帶處縱斷面圖

圖2 地震斷裂帶穿越處地貌恢復(fù)示意圖

[1]張勝利．黃土高原地區(qū)長(zhǎng)輸管道水工保護(hù)[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2009：1-145.

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.047

2015-08-17