川氣東送管道工程水土流失預(yù)防和治理

趙銘軍

(中國石化集團(tuán)管道儲運(yùn)公司,江蘇徐州221008)

1 川氣東送管道工程概況

川氣東送工程是為落實(shí)國家西部開發(fā)戰(zhàn)略、加快天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展而興建的一個大型跨地區(qū)天然氣輸送建設(shè)項(xiàng)目,是我國繼三峽工程、西氣東輸、南水北調(diào)和青藏鐵路之后的又一個重大項(xiàng)目,被國家列為“十一五”重大工程,是繼西氣東輸工程之后,我國又一條通往中東部地區(qū)的天然氣管道,為中東部地區(qū)管線聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了條件。川氣東送管道工程西起四川普光,東至上海,中間經(jīng)過重慶、湖北、江西、安徽、江蘇、浙江等6省(市)。管線包括一干五支,即普光至上海干線、達(dá)化專線、川維支線、江西支線、南京支線、金陵支線,總長2 175 km。管道全線設(shè)30座工藝站場、95座閥室,永久性征地190.53 hm2,沿途涉及房屋拆遷戶1 275戶,施工臨時用地0.53萬hm2。川氣東送管道工程于2007年8月正式開工,2009年12月3日投產(chǎn)運(yùn)行。

2 川氣東送管道工程水土流失防治責(zé)任范圍及防治分區(qū)

2.1 防治責(zé)任范圍

川氣東送管道工程全線經(jīng)過8個省(市)、29個地級市、63個縣區(qū)、240個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、1 065個村,因工程建設(shè)損壞水保設(shè)施面積3 428.29 hm2、擾動地表面積5 056.36 hm2,造成的水土流失總量達(dá)56.54萬t。

根據(jù)水利部批復(fù)的《川氣東送管道工程水土保持方案》,川氣東送管道工程的水土流失防治責(zé)任范圍為5 518.56 hm2,其中項(xiàng)目建設(shè)區(qū)4 325.61 hm2、直接影響區(qū)1 192.95 hm2。項(xiàng)目建設(shè)區(qū)主要包括管道(包括施工作業(yè)帶、施工場地)、站場(包括線路截斷閥室、陰極保護(hù)站、線路標(biāo)志樁等)、施工便道、伴行路、棄渣場。

2.2 防治分區(qū)

盡管川氣東送管道長達(dá)數(shù)千公里,跨越區(qū)域很多,但其水土流失防治分區(qū)可根據(jù)地形地貌和工程施工特點(diǎn)進(jìn)行劃分。依據(jù)地貌類型,將工程建設(shè)防治責(zé)任范圍劃分為土石山區(qū)、丘陵區(qū)和平原區(qū)3個一級分區(qū),在此基礎(chǔ)上依據(jù)工程類型劃分為管線作業(yè)帶防治區(qū)、站場閥室防治區(qū)、施工便道防治區(qū)、伴行路防治區(qū)、棄渣場防治區(qū)等5個二級分區(qū)。

3 造成水土流失的主要因素分析

(1)地理環(huán)境。川氣東送管道工程主要分為平原段和山區(qū)段,宜昌以東為平原段,以西為山區(qū)段。根據(jù)國家水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的劃分,管道所經(jīng)部分地區(qū)屬國家級預(yù)防保護(hù)區(qū),其中從普光到宜昌經(jīng)過川渝、鄂西山區(qū),屬國家重點(diǎn)治理區(qū)和國家重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)。由于管道所經(jīng)區(qū)域地理環(huán)境比較特殊,致使工程建設(shè)容易造成水土流失。

(2)主體工程建設(shè)。川氣東送管道建設(shè)主體工程主要是指線路管溝施工和沿線站場建設(shè)。長度2 175 km的管溝開挖將產(chǎn)生1 194萬 m3的土(石)方,擾動地表面積達(dá)4 618 hm2,施工產(chǎn)生的水土流失相當(dāng)可觀。另外,工期長、雨季施工也是造成嚴(yán)重水土流失的因素之一。為此,加強(qiáng)對主體工程的控制是做好水土流失防治的主要任務(wù)。

(3)施工棄土棄渣。川氣東送管道工程建設(shè)有穿越山體隧道72處,總長92.7 km,有5次采用盾構(gòu)施工的方式穿越長江。這些施工產(chǎn)生了大量的棄土棄渣,加上管溝回填多余土(石)方,棄渣總量達(dá)145萬m3,全線設(shè)有棄渣場185處。

(4)穿越工程多。川氣東送管道工程建設(shè)中有大量的穿越工程,其中穿越長江7次、穿越大中小型河流501次、穿越公路1 206次(其中高速公路50次)、穿越鐵路32次、穿越塘渠30次,這些穿越有的采用定向鉆施工方式,有的采用頂管施工方式,有的采用大開挖施工方式。定向鉆、頂管和大開挖會對原有水土保持設(shè)施產(chǎn)生不同程度的損壞,特別是沿長江流域大江大河多,工程建設(shè)對水土保持設(shè)施的不利影響不可忽視。

(5)其他。因管道建設(shè)進(jìn)行施工便道、伴行路、檢修道路等施工,對地面的干擾也帶來一定的水土流失。

4 水土流失預(yù)防治理措施及效果

(1)樹立水土保持法制意識,堅持防治結(jié)合、預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先的原則,堅持水土保持“三同時”制度。通過水土保持法的宣傳,提高了項(xiàng)目建設(shè)管理人員和施工單位的水土保持法制意識,增強(qiáng)了責(zé)任意識,以法規(guī)、原則和制度統(tǒng)一了建設(shè)單位、施工單位等各方的思想和行動。

(2)根據(jù)川氣東送管道工程點(diǎn)多線長和造成水土流失的特點(diǎn),編制了《川氣東送管道工程水土保持方案》和《水工保護(hù)作業(yè)指導(dǎo)書》。在工程建設(shè)過程中實(shí)行了“七統(tǒng)一”,即統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一施工、統(tǒng)一監(jiān)測、統(tǒng)一資料、統(tǒng)一驗(yàn)收,為抓好全線水土保持工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

(3)借鑒類似工程項(xiàng)目的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。組織工程建設(shè)及管理人員到國內(nèi)類似工程現(xiàn)場取經(jīng),學(xué)習(xí)好的水土保持做法,引用成功經(jīng)驗(yàn)。

(4)積極主動地與沿線各級水行政主管部門聯(lián)系,深入了解管道沿線的水土保持現(xiàn)狀。自覺接受監(jiān)督機(jī)構(gòu)的監(jiān)督檢查,不斷提高水土保持措施的實(shí)施效果。在川氣東送管道工程建設(shè)期間,水利部長江水利委員會、太湖流域管理局、沿線各省(市)水利廳以及當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T多次深入工程現(xiàn)場督查指導(dǎo),一方面對工程建設(shè)水土流失防治工作給予技術(shù)支持,另一方面加強(qiáng)了水土保持法律法規(guī)的宣傳,明確工程建設(shè)中存在的問題,督促各項(xiàng)水土保持防治措施的落實(shí)。在工程建設(shè)期間共接受地方執(zhí)法檢查268次、水利部檢查15次。對各級檢查提出的問題及時整改,通過檢查和對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行整改,保證了水土保持工作始終處在較好的狀態(tài)。

(5)注重水土保持設(shè)計。水土保持設(shè)計是保證水土流失治理效果的基礎(chǔ)。川氣東送管道工程建設(shè)牢牢抓住設(shè)計龍頭,從防和治兩個角度,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化、優(yōu)質(zhì)、可靠、經(jīng)濟(jì)的水土保持設(shè)計效果。一是請具有豐富經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)資質(zhì)的設(shè)計院進(jìn)行水土保持專項(xiàng)設(shè)計。二是在水土保持方案基礎(chǔ)上根據(jù)具體環(huán)境和位置實(shí)行點(diǎn)對點(diǎn)設(shè)計,全線共對38 472個水土保持點(diǎn)位進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計。三是在水土保持設(shè)計中堅持工程措施與植物措施相結(jié)合,優(yōu)先考慮植物措施,堅持環(huán)境和生態(tài)保護(hù)的設(shè)計理念。四是明確設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),因地制宜,按地域分類考慮水土流失的防治要求,水土保持均達(dá)到了防御20年一遇24 h最大降雨量的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。五是管道經(jīng)過障礙時選擇有利于水土保持的施工方式和工藝。在條件允許的情況下,管線既能跨越又可穿越,優(yōu)先采用穿越方式;管線可山上敷設(shè)和山下敷設(shè)的,優(yōu)先采用山下敷設(shè);可采用山體隧道也可爬坡過山的,優(yōu)先采用山體隧道;可采用定向鉆穿越也可盾構(gòu)、鉆爆穿越的,優(yōu)先采用定向鉆穿越;既可穿越也可沉管的,優(yōu)先采用沉管方式。適宜的施工方式可以減少管線翻山越嶺對植被的破壞,最大程度上減少了工程施工對環(huán)境的影響,為實(shí)現(xiàn)將川氣東送管道建設(shè)成為生態(tài)工程的目標(biāo)起到了重要作用。六是強(qiáng)化后續(xù)設(shè)計,針對整體設(shè)計和點(diǎn)對點(diǎn)設(shè)計存在的不足及施工現(xiàn)場發(fā)生的變化,進(jìn)一步調(diào)整、補(bǔ)充、完善水土保持設(shè)計,達(dá)到了最佳效果。

(6)加強(qiáng)主體工程中的水土保持措施布設(shè)。川氣東送管道建設(shè)中對主體工程采取了以下積極的防治措施:一是對管道路由實(shí)行優(yōu)化。充分尊重并吸納地方規(guī)劃、土地、林業(yè)等部門和當(dāng)?shù)厝罕姷囊庖?為減少水土流失和對生態(tài)環(huán)境的影響,在工程建設(shè)初期先后8次組織勘察、設(shè)計等單位,歷時60余天,跋山涉水對管道路由進(jìn)一步踏勘優(yōu)化調(diào)整,從而避開了重慶梁平東山國家森林公園、宜昌長陽丹水風(fēng)景區(qū)、武漢梁子湖濕地自然保護(hù)區(qū)等,最大限度地保護(hù)了自然環(huán)境;對沿線各煤礦采空區(qū)、滑坡、崩塌、泥石流等災(zāi)害易發(fā)區(qū)及人口密集區(qū)域采取了避讓和防護(hù)措施。通過優(yōu)化設(shè)計,減少干線長度63 km。為減少對山體植被的破壞,將原設(shè)計的24條長度共24 km的隧道調(diào)增為72條92.7 km。采取隧道形式穿越大風(fēng)堡自然保護(hù)區(qū),實(shí)現(xiàn)了工程建設(shè)與環(huán)境的和諧。在維修、加固的基礎(chǔ)上,充分利用地方原有鄉(xiāng)間便道作為施工便道、伴行路和檢修道路,盡量減小施工對地表的干擾范圍和強(qiáng)度,共減少新修伴行道路70余km。通過以上多項(xiàng)舉措的實(shí)施,累計減少植被破壞1 000余萬m2,減少砍伐各類苗木數(shù)百萬株。二是積極采取臨時措施。管道工程建設(shè)周期長,有時在雨季施工,特別是山區(qū)的雨季施工極易產(chǎn)生較大的水土流失。在施工過程中,為了防治水土流失,實(shí)施了大量的水土保持臨時防治措施,主要包括表土剝離、苫蓋、袋裝土攔擋、圍堰、臨時排水等。通過臨時防護(hù)措施的實(shí)施,將水土保持、環(huán)境保護(hù)和文明施工結(jié)合起來,對防止施工期間的水土流失起到了較好效果。三是注重施工工序的合理安排。通過合理安排施工,防止重復(fù)開挖和渣土多次倒運(yùn),減少了開挖量和廢棄量,減少了水土流失和環(huán)境影響。四是及時實(shí)施永久性水土保持工程措施。在主體工程施工的同時,盡可能早地實(shí)施擋土墻、護(hù)坡、護(hù)岸、截排水等專項(xiàng)水土保持工程,避免因水土保持工程滯后造成水土流失。五是加強(qiáng)江河等穿越工程施工管理。組織專家論證、制定合理的施工方案,按照規(guī)定程序向流域主管部門申報,對穿越施工產(chǎn)生的污水和漿液進(jìn)行無害化處理,確保了原有水土保持設(shè)施功能的恢復(fù)和加強(qiáng)。

(7)控制管道施工作業(yè)帶,減少擾動面積。管溝開挖施工形成長度大寬度小的帶狀作業(yè)區(qū)域,該區(qū)域也是管道建設(shè)中產(chǎn)生水土流失的集中地?？刂谱鳂I(yè)帶面積是減少水土流失影響的主要途徑。在川氣東送管道工程建設(shè)中為減小管道施工作業(yè)帶對地面的干擾范圍和強(qiáng)度,有針對性地制定了有效的激勵措施,鼓勵參建單位少占地。規(guī)定在管道施工中“以占地補(bǔ)償費(fèi)獎勵少用臨時用地”,少用多少獎勵多少,作業(yè)帶超出標(biāo)準(zhǔn)多占的進(jìn)行相應(yīng)處罰。通過實(shí)施這一措施,將施工作業(yè)帶由設(shè)計的18～28 m減少到12～24 m,減少了施工擾動面積325 hm2,不僅減少了對環(huán)境的破壞,還節(jié)約了大量占地費(fèi)用支出。

(8)棄渣處置。川氣東送管道工程在建設(shè)施工中剩余大量的渣土,棄渣量達(dá)145萬m3。棄渣主要來源于隧道施工、盾構(gòu)施工和管溝施工。這些棄渣極易造成水土流失,對周邊環(huán)境產(chǎn)生破壞,棄渣的處置至關(guān)重要。為此,采取了相應(yīng)的措施。一是盡量減少棄渣。在爆破和開挖中做好施工組織方案設(shè)計,有效地控制可能產(chǎn)生的水土流失,杜絕直接向江河堆積土石渣造成嚴(yán)重的水土流失危害。二是先采取攔渣措施,后進(jìn)行棄渣。選擇適宜的棄渣場,修筑棄渣擋墻等。三是充分利用棄渣,將棄渣用于修筑道路和其他建設(shè)用料,變廢為寶。在安慶長江盾構(gòu)、黃石長江盾構(gòu)和山區(qū)段部分隧道穿越等施工過程中,產(chǎn)生的棄渣都得到了有效利用,總利用量達(dá)3.6萬m3。

(9)耕地保護(hù)和跡地恢復(fù)。在川氣東送管道工程建設(shè)中注重生態(tài)、自然、和諧和耕地保護(hù)。管溝開挖前,將熟土層剝離,集中堆放并采取防護(hù)措施,施工結(jié)束后作為復(fù)耕地、林草地的覆土。在施工結(jié)束后及時對臨時用地進(jìn)行跡地恢復(fù),在工程建設(shè)中優(yōu)先利用植物措施,共植樹種草680 hm2,最大限度地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

5 結(jié) 語

在建設(shè)川氣東送管道工程過程中,建設(shè)單位本著創(chuàng)建和諧、善待環(huán)境、打造綠色管道工程的宗旨,采取了預(yù)防和治理相結(jié)合的積極措施,水土保持防治效果較為理想。施工期間全線共設(shè)置固定監(jiān)測點(diǎn)49個,臨時監(jiān)測點(diǎn)166個,監(jiān)測結(jié)果顯示侵蝕模數(shù)為7 913 t/(km2?a),大大低于預(yù)測值11 500 t/(km2?a)。

長輸管道敷設(shè)距離長,建設(shè)周期長,跨區(qū)域多,沿線地形地貌復(fù)雜,造成的水土流失總量大。工程建設(shè)應(yīng)該在盡量減少擾動面積的基礎(chǔ)上加大治理力度,特別應(yīng)該做好耕地保護(hù)和地貌恢復(fù),保護(hù)自然環(huán)境,通過努力,最大限度地防治水土流失、保護(hù)沿線生態(tài)安全,實(shí)現(xiàn)管道工程與沿線生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境的和諧。