陜京三線(xiàn)輸氣管道工程(榆林—良鄉(xiāng)段)水土流失防治實(shí)踐

趙俊俠，任楊俊，劉雅麗，張曉靜

(1.黃河上中游管理局，陜西 西安 710021；2.臨潼黃河職工療養(yǎng)院，陜西 臨潼 710600；3.黃河水土保持西峰治理監(jiān)督局，甘肅 西峰 745000)

?

陜京三線(xiàn)輸氣管道工程(榆林—良鄉(xiāng)段)水土流失防治實(shí)踐

趙俊俠1，任楊俊2，劉雅麗1，張曉靜3

(1.黃河上中游管理局，陜西 西安 710021；2.臨潼黃河職工療養(yǎng)院，陜西 臨潼 710600；3.黃河水土保持西峰治理監(jiān)督局，甘肅 西峰 745000)

輸氣管道工程；水土保持；防治措施

輸氣管道工程屬線(xiàn)性建設(shè)項(xiàng)目，具有線(xiàn)路長(zhǎng)、動(dòng)用土石方數(shù)量大、施工方式多樣、產(chǎn)生大面積裸露邊坡等特點(diǎn)，其施工造成的水土流失具有量大、面廣的特點(diǎn)。陜京三線(xiàn)輸氣管道工程沿線(xiàn)涉及的地貌類(lèi)型多、施工條件復(fù)雜、水土流失形式多樣、水土流失防治難度大。在工程建設(shè)中，按照水土保持相關(guān)法律法規(guī)，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)實(shí)際，布設(shè)的水土保持措施發(fā)揮了較好的水土保持功能，特別是對(duì)高陡崾峴、高陡邊坡、黃土沖溝等不同地貌區(qū)域?qū)嵤┑乃帘３执胧┬Ч黠@。介紹了陜京三線(xiàn)輸氣管道工程(榆林—良鄉(xiāng)段)實(shí)施的水土保持措施，可為同類(lèi)工程建設(shè)的水土流失防治提供借鑒。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，長(zhǎng)距離管道建設(shè)工程越來(lái)越多，輸氣管道工程建設(shè)會(huì)加劇水土流失、破壞區(qū)域生態(tài)環(huán)境。陜京三線(xiàn)輸氣管道工程是繼陜京一線(xiàn)、陜京二線(xiàn)之后，又一條自陜北到北京的天然氣能源通道，是落實(shí)國(guó)家能源多元化戰(zhàn)略、構(gòu)筑國(guó)家西氣東輸通道的又一戰(zhàn)略項(xiàng)目。陜京三線(xiàn)分三段進(jìn)行建設(shè)，即榆林—永清段、永清—良鄉(xiāng)段、良鄉(xiāng)—西沙屯段，其中前兩段即榆林—良鄉(xiāng)段于2009年1月開(kāi)工，2010年12月建成投入運(yùn)營(yíng)，水土保持措施基本與主體工程建設(shè)同步實(shí)施，并于2014年8月通過(guò)了水利部組織的驗(yàn)收。在工程建設(shè)中，按照水土保持相關(guān)法律法規(guī)，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際，布設(shè)的水土保持措施發(fā)揮了較好的水土保持功能，特別是對(duì)高陡崾峴、高陡邊坡、黃土沖溝等不同地貌區(qū)域?qū)嵤┑乃帘３执胧┬Ч黠@。

1　工程概況及項(xiàng)目區(qū)概況

1.1工程概況

陜京三線(xiàn)輸氣管道工程起點(diǎn)為陜西省長(zhǎng)慶氣區(qū)榆林首站，經(jīng)陜西省榆林市、佳縣，山西省臨縣、興縣、方山縣、嵐縣、靜樂(lè)縣、忻州市、陽(yáng)曲縣、盂縣, 河北省井陘縣、平山縣、鹿泉市、正定縣、藁城市、無(wú)極縣、深澤縣、定州縣、安國(guó)縣、安平縣、博野縣、蠡縣、高陽(yáng)縣、任丘市、文安縣、霸州市、永清縣、固安縣、涿州市，北京市房山區(qū)，終點(diǎn)為北京市房山區(qū)良鄉(xiāng)分輸站。輸氣管道全長(zhǎng)905.6 km，共布設(shè)9座輸氣站場(chǎng)、42座線(xiàn)路截?cái)嚅y室。沿途建隧道6處，其中1處水下隧道(穿越黃河隧道)、5處山體隧道(大度山隧道、黑茶山隧道、又道溝隧道、東溝山隧道、南嶺隧道)，棄渣場(chǎng)11處，穿越各等級(jí)公路、鐵路、河流、黃土沖溝多次，擴(kuò)建、新建施工道路221.5 km。

1.2項(xiàng)目區(qū)概況

工程沿線(xiàn)氣候類(lèi)型有干旱半干旱大陸性氣候、暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性氣候兩種。榆林首站—太行山又道溝隧道西口屬干旱半干旱大陸性氣候區(qū)，冬長(zhǎng)夏短，寒暑變化劇烈，氣溫日較差大，干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，災(zāi)害性天氣頻繁；多年平均氣溫6.7～9.1℃，多年平均降水量366～585 mm，最大凍土深1.08～1.44 m。太行山又道溝隧道東口至北京末站屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性氣候區(qū)，春季風(fēng)大沙多，甚至出現(xiàn)沙塵暴，夏季炎熱多雨，秋季晴朗少云，冬季嚴(yán)寒干燥；區(qū)域年均氣溫11.4～13.3 ℃，年均降水量511～644 mm，最大凍土深0.49～0.85 m。沿線(xiàn)大致以蘆芽山、云中山地表分水嶺為界分為兩大水系，以西屬黃河水系，以東屬海河水系。土壤類(lèi)型多樣，主要有黃綿土、高原草甸土、黃棕壤、潮土、濕潮土、褐化潮土等。原始植被已被破壞殆盡，現(xiàn)存植被多為次生灌叢和灌草叢，其間零星分布有人工喬木，林草覆蓋率19.1%～35.2%。

項(xiàng)目區(qū)水土流失類(lèi)型以水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕為主，局部有重力侵蝕，容許土壤流失量華北平原區(qū)為 200 t/(km2·a)，其他區(qū)域均為1 000 t/(km2·a)。

2　水土保持措施設(shè)計(jì)與實(shí)施

陜京三線(xiàn)輸氣管道工程(榆林—良鄉(xiāng)段)在設(shè)計(jì)及建設(shè)中，根據(jù)容易引發(fā)水土流失的環(huán)節(jié)，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)水土流失特點(diǎn)，重點(diǎn)考慮項(xiàng)目區(qū)涉及的四大地貌類(lèi)型自然條件的差異，以及水土流失形式的多樣性來(lái)布設(shè)水土保持措施。在進(jìn)行水土流失防治分區(qū)的基礎(chǔ)上，重視項(xiàng)目占地的恢復(fù)利用，做到既能保持水土，又不影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和周邊生態(tài)環(huán)境。

按照地貌類(lèi)型將陜京三線(xiàn)輸氣管道工程(榆林—良鄉(xiāng)段)項(xiàng)目區(qū)劃分為毛烏素沙地區(qū)、晉陜黃土丘陵溝壑區(qū)、呂梁—太行山地與山間盆地區(qū)、華北平原區(qū)4個(gè)一級(jí)水土流失防治分區(qū)；再根據(jù)工程組成、施工擾動(dòng)特點(diǎn)、新增水土流失情況等，將每個(gè)一級(jí)分區(qū)劃分為管道施工作業(yè)帶區(qū)、輸氣站場(chǎng)區(qū)、線(xiàn)路截?cái)嚅y室區(qū)、穿越工程區(qū)、施工道路區(qū)和棄渣場(chǎng)區(qū)6個(gè)二級(jí)防治分區(qū)。

2.1 管道施工作業(yè)帶區(qū)

管溝開(kāi)挖前首先對(duì)占地類(lèi)型為耕地、草地、林地、果園的進(jìn)行表土剝離，后開(kāi)挖下層生土，并將表層熟化土與底層生土分別集中堆置在管道作業(yè)帶一側(cè)，在臨時(shí)堆土坡腳采用袋裝土進(jìn)行攔擋，表面采用防塵網(wǎng)苫蓋。黃土梁峁溝壑區(qū)管道下溝安裝好后，先用生土回填管溝，平整為臺(tái)地，后用剝離的表層熟土覆蓋，復(fù)墾或恢復(fù)植被；黃土河谷階地、黃土塬面區(qū)和平原區(qū)管道下溝安裝好后，先用生土回填，后用全部表層熟土覆蓋，剩余棄土就地整平，復(fù)墾或恢復(fù)植被；毛烏素沙地區(qū)的管道施工結(jié)束后，在已實(shí)施的草方格沙障內(nèi)混播灌草恢復(fù)植被。

根據(jù)管道經(jīng)過(guò)區(qū)域的地貌、邊坡特點(diǎn)，實(shí)施了相應(yīng)的工程防護(hù)措施，具體如下：

(1)毛烏素沙地防護(hù)。管道通過(guò)沙丘且受風(fēng)蝕作用影響地段，根據(jù)主風(fēng)向、沙丘形態(tài)、管道防護(hù)要求，在管溝表面及管道兩側(cè)布設(shè)沙障，以減弱沙丘的移動(dòng)速度和破壞力。沙障呈行、帶狀布設(shè)，并與風(fēng)向垂直。草方格尺寸1 m×1 m，以檸條、沙打旺等小灌木植株或麥草為材料，將小灌木植株插入沙地250～350 mm，草料露出沙地150～250 mm。

(2)黃土邊坡防護(hù)。在黃土地區(qū)采用漿砌石或干砌石護(hù)坡，坡腳設(shè)置漿砌石或干砌石堡坎，以消除坡腳地基失穩(wěn)現(xiàn)象，防止水土流失。坡度在25°～45°的土質(zhì)或砂土質(zhì)邊坡采用裝土草袋碼砌防護(hù)。裝土草袋鋪平，碼放整齊，縫隙錯(cuò)開(kāi)，防止豎向通縫；草袋上方覆一層土，防止太陽(yáng)暴曬，延長(zhǎng)草袋的使用壽命。單個(gè)草袋體積為0.7 m×0.5 m×0.2 m，填料為草袋體積的70%。擋土坎寬0.5 m、高2 m，長(zhǎng)度根據(jù)防護(hù)邊坡具體情況確定。

(3)高陡邊坡防護(hù)。高陡邊坡在黃土梁峁區(qū)廣泛分布，水易順著陡坡段管溝泄流，侵蝕管溝周?chē)钔?，易產(chǎn)生水土流失，導(dǎo)致管溝懸空。為有效減少由于管溝在陡坡段的敷設(shè)而造成的水土流失，對(duì)于坡度大于30°的高陡邊坡，首先進(jìn)行削坡分階處理，在削坡后的高陡邊坡兩側(cè)、坡頂、坡腳和邊坡中部平臺(tái)設(shè)置截排水溝，將水流引至高陡邊坡以外的沖溝內(nèi)，坡面采用漿砌石護(hù)坡、植物護(hù)坡，避免匯水沖刷坡面；在坡面底部設(shè)置漿砌石擋墻，擋土墻及護(hù)坡兩端嵌入老土層(原狀土層)0.5 m。一般陡坡在坡頂設(shè)置環(huán)形截水溝引流并消能，坡腳設(shè)置漿砌石擋土墻，管道上下彎頭處設(shè)置灰土基礎(chǔ)并布設(shè)平行截水溝等措施。

(4)高陡崾峴防護(hù)。黃土崾峴通常地勢(shì)較低，兩側(cè)是陡峭沖溝，溝頭發(fā)育劇烈，且崾峴兩側(cè)常伴有黃土陷穴和落水洞等。管道在通過(guò)黃土崾峴時(shí)首先清除表層浮土和植被，采用3∶7和2∶8灰土分階進(jìn)行夯實(shí)護(hù)坡，防治黃土濕陷；在崾峴周邊及平臺(tái)設(shè)置截排水溝，排水溝末端設(shè)置消能護(hù)坦措施，將匯水排至崾峴50～100 m以外的溝底穩(wěn)定位置消能排放，以免產(chǎn)生下切侵蝕；坡面采取漿砌石拱形護(hù)坡，拱形坡內(nèi)回填表土，并種植護(hù)坡植物。

(5)黃土沖溝防護(hù)。針對(duì)溝頭穩(wěn)定的沖溝，采取沿溝頂部邊緣設(shè)置阻水墻或截水溝等措施，以抑止沖溝繼續(xù)發(fā)育。對(duì)于沖溝邊坡較穩(wěn)定，但溝底植被條件較差、沖溝有可能下切的情況，除了設(shè)置阻水墻或截水溝，還在管線(xiàn)下游一定位置設(shè)置地下防沖墻(漿砌石結(jié)構(gòu))、淤土壩(灰土夯實(shí))等攔淤措施，以抬高沖溝底部侵蝕基準(zhǔn)面，防止沖溝底部深切發(fā)育。

2.2輸氣站場(chǎng)區(qū)和線(xiàn)路截?cái)嚅y室區(qū)

施工前首先剝離表土，并運(yùn)至站場(chǎng)一側(cè)的空地進(jìn)行臨時(shí)堆放，待建(構(gòu))筑物施工完畢后，作為綠化用地的覆蓋土層。在臨時(shí)堆土坡腳采用袋裝土進(jìn)行攔擋，表面用防塵網(wǎng)苫蓋。為控制施工活動(dòng)范圍，施工時(shí)對(duì)輸氣站場(chǎng)和截?cái)嚅y室施工區(qū)域采取了彩鋼板圍擋措施。為保證站場(chǎng)安全，避免雨水漫流造成水土流失，輸氣站場(chǎng)和閥室區(qū)修筑有漿砌石排水溝。輸氣站場(chǎng)、線(xiàn)路截?cái)嚅y室區(qū)建(構(gòu))筑物建設(shè)完畢后，及時(shí)清除地面附著物和垃圾，平整場(chǎng)地，采取碎石壓蓋、綠化美化措施。

2.3穿越工程區(qū)

施工前首先剝離表土，選定空地臨時(shí)堆放，在坡腳用袋裝土攔擋，表面用防塵網(wǎng)苫蓋。在大開(kāi)挖穿越公路等地段，及時(shí)對(duì)開(kāi)挖面采取漿砌石護(hù)坡措施，避免產(chǎn)生新的水土流失。大開(kāi)挖穿越有水河流時(shí)采取圍堰導(dǎo)流，對(duì)穿越河流所破壞的河流岸坡及時(shí)采取漿砌石擋土墻護(hù)面防護(hù)，且與兩岸未破壞大堤銜接好，以確保堤岸穩(wěn)定和減少新增水土流失。護(hù)坡寬度要大于管溝開(kāi)挖破壞的寬度，擋土墻基礎(chǔ)要置于穩(wěn)定層上，且與兩側(cè)原有岸坡平滑連接，自然過(guò)渡。在隧道穿越洞口設(shè)置漿砌石截排水溝。施工完畢后及時(shí)清理地面附著物，平整施工場(chǎng)地進(jìn)行跡地恢復(fù)；對(duì)于定向鉆和頂管穿越工程，在施工完畢后及時(shí)回填工作坑，表面覆蓋熟土，恢復(fù)植被或復(fù)耕。

2.4棄渣場(chǎng)區(qū)

陜京三線(xiàn)輸氣管道工程(榆林—良鄉(xiāng)段)在每個(gè)隧道進(jìn)出口支毛溝中均設(shè)置有專(zhuān)門(mén)的棄渣場(chǎng)，在溝道洪水沖刷作用下渣體極易產(chǎn)生坍塌、滑坡現(xiàn)象。按照“先攔后棄”的原則，棄渣前首先設(shè)置擋渣墻，將原狀表土剝離堆置在選定位置，以備堆渣完畢后回填利用。棄渣分層堆放壓實(shí)，階梯式堆放。棄渣結(jié)束后，對(duì)棄渣面進(jìn)行整治、覆土(厚度30～50 cm)，按1∶1.5的坡比整治堆渣體；在棄渣坡面、平臺(tái)種植灌草恢復(fù)植被，在渣體周邊、平臺(tái)修筑漿砌石截排水溝，避免匯水直接沖刷渣體，防止棄渣隨徑流流失或發(fā)生坍塌而產(chǎn)生水土流失。

2.5施工道路區(qū)

陜京三線(xiàn)輸氣管道工程經(jīng)過(guò)的平原地區(qū)交通十分便利，而黃土丘陵溝壑區(qū)、呂梁—太行山區(qū)段公路較窄，交通相對(duì)不便，部分路段需要整修或新建施工道路。施工期為避免地表受雨水沖刷產(chǎn)生水土流失，在道路兩側(cè)修建臨時(shí)排水溝。施工結(jié)束后，施工便道大部分留作民用或作為管線(xiàn)檢修巡線(xiàn)利用，部分進(jìn)行土地整治后復(fù)耕或撒播草籽恢復(fù)植被。毛烏素沙地區(qū)的施工便道采用草方格沙障進(jìn)行治理，在草方格沙障內(nèi)栽植灌木恢復(fù)植被。

陜京三線(xiàn)輸氣管道工程(榆林—良鄉(xiāng)段)根據(jù)管道沿線(xiàn)各地的立地條件，結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際，注重生態(tài)效益，兼顧美化環(huán)境，按要求實(shí)施了土地整治、沙障、截排水溝、擋渣墻、漿砌石網(wǎng)格護(hù)坡、草袋護(hù)坡、干砌石擋墻、漿砌石堡坎、素土堡坎、漿砌石護(hù)坡護(hù)岸、魚(yú)鱗坑等水土保持工程；采取喬、灌、草相結(jié)合的方式對(duì)站場(chǎng)進(jìn)行了綠化美化，及時(shí)恢復(fù)了施工作業(yè)帶、施工道路、棄渣場(chǎng)及其他擾動(dòng)區(qū)域的地貌、植被，特別是加強(qiáng)了對(duì)高陡崾峴、高陡邊坡、黃土沖溝等的防護(hù)治理，有效減少了由管溝在陡坡段敷設(shè)而造成的水土流失，抑止沖溝及沖溝深切發(fā)育。工程建設(shè)采取的水土保持措施，使水土流失防治責(zé)任范圍內(nèi)的各類(lèi)開(kāi)挖擾動(dòng)面得到了有效治理，最大程度地減少了工程施工新增水土流失的產(chǎn)生，有效地恢復(fù)和改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境，取得了良好的水土流失防治效果。

3　結(jié)　語(yǔ)

水是生命之源，國(guó)土是生態(tài)文明建設(shè)的空間載體，水土保持的任務(wù)和目標(biāo)就是保護(hù)水、土資源，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境。輸氣管道工程在建設(shè)過(guò)程中，管溝開(kāi)挖、高挖低填、穿越開(kāi)挖、棄土棄渣等施工活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生新增水土流失，使區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化，影響工程的安全實(shí)施和運(yùn)營(yíng)。為盡量將新增水土流失降到最少，需要嚴(yán)格落實(shí)水土保持“三同時(shí)”制度，嚴(yán)格按照水土保持方案的設(shè)計(jì)內(nèi)容，對(duì)位配置合理可行、系統(tǒng)完善的工程措施、植物措施和臨時(shí)措施，以保護(hù)和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，保證管道工程建設(shè)和運(yùn)行安全，達(dá)到項(xiàng)目建設(shè)與周邊生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的目的，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)和生態(tài)建設(shè)的雙贏。

(責(zé)任編輯孫占鋒)

S157.2

C

1000-0941(2016)09-0038-03

趙俊俠(1967—)，女，陜西澄城縣人，高級(jí)工程師，學(xué)士，主要從事水土保持規(guī)劃設(shè)計(jì)、水土保持方案編制、水土保持設(shè)施驗(yàn)收技術(shù)評(píng)估等工作。

2016-08-01