侯澤青
(黃河上中游管理局,陜西 西安 710021)
石油化工是指以石油和天然氣為原料,既生產(chǎn)石油產(chǎn)品,又生產(chǎn)石油化學(xué)產(chǎn)品的加工工業(yè)。具體而言,石油加工工業(yè)從加工與用途角度可以劃分成兩大產(chǎn)業(yè),一是石油通過煉制可以生產(chǎn)各種燃料油(如汽油、煤油、柴油等)和潤滑油,以及液化石油氣、焦炭、石蠟、瀝青等石油產(chǎn)品,即煉油過程或稱石油煉制工業(yè)體系;二是把石油分離成原料餾分,對(duì)原料油和氣進(jìn)行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料,再以這些基本化工原料生產(chǎn)多種有機(jī)化工原料(約200種)及合成材料 (塑料、合成纖維、合成橡膠),即石油化工體系[1]。
我國煉油生產(chǎn)設(shè)施曾經(jīng)主要集中在東北、西北等產(chǎn)油地區(qū),隨著我國進(jìn)口原油比例增加,沿海地區(qū)因加工、運(yùn)輸成本較低,新建和改擴(kuò)建的煉油加工能力快速增長,現(xiàn)已形成以東部為主、中西部為輔的產(chǎn)業(yè)格局[2]。近年來,我國煉油行業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度和煉化一體化繼續(xù)提升,形成長三角、珠三角和環(huán)渤海灣“兩洲一灣”為主的三大煉化集群,以及靠近東北、中西部核心區(qū)的煉化產(chǎn)業(yè)帶,合并形成了“三圈兩帶”的格局[3]。截至2016年底,我國已建成24座千萬噸級(jí)煉油基地,其中16座為煉化一體化基地,經(jīng)統(tǒng)計(jì),24座千萬噸級(jí)煉油基地中近80%位于東部沿海一帶。
石油化工項(xiàng)目是高技術(shù)、高投資、高產(chǎn)出的現(xiàn)代化工業(yè),生產(chǎn)規(guī)模大型化是當(dāng)今煉油行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。沿海地區(qū)大型煉化基地建設(shè)內(nèi)容較為復(fù)雜,包括廠區(qū)(含生產(chǎn)裝置區(qū)、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施、輔助設(shè)施、通道及預(yù)留裝置區(qū)等)、原油及成品油庫區(qū)、原油及成品油碼頭、輸油管廊、交通道路(含進(jìn)廠道路、鐵路專用線等)、固廢處置區(qū)(含危廢暫存設(shè)施、臨時(shí)貯灰渣場(chǎng)),以及供水、供電等配套工程區(qū)。
據(jù)典型調(diào)查統(tǒng)計(jì),沿海地區(qū)大型煉化基地占地面積多在500 hm2以上,且主要集中在廠區(qū)、碼頭油庫區(qū)等永久占地區(qū),永久占地可達(dá)到總面積的90%以上。沿海地區(qū)部分煉化基地永久占地為開山回填陸域形成,土石方挖填數(shù)量較大,以中化泉州1 200萬t/a煉油項(xiàng)目為例,挖方量800.50萬m3,填方量2 029.26萬m3,由于占地面積大,所以建設(shè)過程中土石挖填方量基本能達(dá)到平衡,實(shí)際棄渣量較少,棄渣可集中堆放,或委托第三方綜合利用或儲(chǔ)存。
石油化工項(xiàng)目水土流失主要發(fā)生在施工準(zhǔn)備期和施工期兩個(gè)時(shí)段,施工準(zhǔn)備期主要為“三通一平”,施工期主要表現(xiàn)為廠區(qū)、油庫區(qū)建筑物基礎(chǔ)開挖與回填、廠外輸油管道管溝基礎(chǔ)開挖與回填、臨時(shí)堆土及建筑材料堆放等。水土流失防治重點(diǎn)區(qū)域?yàn)閺S區(qū)、碼頭油庫區(qū)及輸油管道工程區(qū)。
(1)廠區(qū)。在廠區(qū)建(構(gòu))筑物土建工程施工前,場(chǎng)地平整將擾動(dòng)地表,毀損植被,使地表裸露,原地表的水土保持功能完全喪失;場(chǎng)地平整,需達(dá)到一定的地形標(biāo)高,地勢(shì)高的區(qū)域?qū)偻诜絽^(qū),挖方一般被回填至地勢(shì)低的區(qū)域,在廠區(qū)周邊或廠區(qū)內(nèi)形成人工的開挖和填筑邊坡;剝離表土、挖高墊低將產(chǎn)生臨時(shí)堆土,裸露邊坡和臨時(shí)堆土極易產(chǎn)生水土流失。
(2)碼頭油庫區(qū)。碼頭區(qū)在海域水面施工建設(shè)過程中沒有挖填或占?jí)宏懹虻葦_動(dòng)地表活動(dòng),不產(chǎn)生水土流失;利用水域疏浚土吹填護(hù)岸與碼頭岸線之間的區(qū)域形成的陸域,施工過程中會(huì)產(chǎn)生水土流失,陸域形成后的裸露地表存在水土流失威脅。油庫區(qū)位于碼頭工程區(qū)后方,占地面積相對(duì)較大,部分煉油項(xiàng)目油庫區(qū)為開山回填陸域形成,以中化泉州1 200萬t/a煉油項(xiàng)目青蘭山油庫區(qū)為例,青蘭山開山量可達(dá)到625.50萬m3,開挖的土石方用于臨海側(cè)筑堤、陸域回填、油庫區(qū)平整等。因此,油庫區(qū)水土流失主要發(fā)生在施工期土石方開挖回填、場(chǎng)地平整等環(huán)節(jié),重點(diǎn)是對(duì)挖填邊坡及臨時(shí)堆土進(jìn)行防護(hù)。
(3)輸油管道區(qū)。沿海地區(qū)石油化工項(xiàng)目輸油管道工程線路一般較長,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高,沿途地貌類型多樣,水土流失類型比較復(fù)雜。由廠區(qū)引出時(shí),多采用地上管廊,途經(jīng)丘陵地段或遇鐵路、公路等特殊地段時(shí)采用埋地敷設(shè)的方式,穿越河流地段時(shí)采用架空敷設(shè)方式跨越,途經(jīng)灘涂和水域時(shí)采用混凝土管堤敷設(shè)的方式,管道敷設(shè)方式不同,采取的水土流失防治措施就存在差異。
通過上述對(duì)沿海地區(qū)石油化工項(xiàng)目的特點(diǎn)及重點(diǎn)防治分區(qū)水土流失特征進(jìn)行分析,以及對(duì)廠區(qū)、碼頭油庫區(qū)、輸油管道區(qū)的水土保持措施配置進(jìn)行分析與討論,從而建立沿海地區(qū)石油化工項(xiàng)目水土保持措施配置模式。
3.1.1 施工前
(1)施工準(zhǔn)備期“三通一平”過程中易發(fā)生水土流失,應(yīng)預(yù)先在廠區(qū)及廠區(qū)周邊沿施工道路布置臨時(shí)土質(zhì)排水溝,排水溝采用梯形斷面,在排水溝拐角及末端設(shè)置沉沙池,沉沙池采用沙包砌筑。水流被攔截泥沙后,經(jīng)廠外排水系統(tǒng)排出。
(2)場(chǎng)地平整過程中,在場(chǎng)地填方區(qū)域的周邊布設(shè)漿砌石擋土墻,靠海側(cè)填方邊坡?lián)跬翂刹捎脪佂踝謮K石防護(hù),填方邊坡布設(shè)骨架護(hù)坡,墻腳處、坡底布設(shè)漿砌石排水溝;在場(chǎng)地周邊挖方邊坡布設(shè)框格護(hù)坡,框格內(nèi)撒播草籽,開挖面上游約3~5 m處布設(shè)截水溝,在坡腳處布設(shè)排水溝,截水溝和排水溝采用漿砌石梯形斷面,截排水溝排水出口應(yīng)就近順接天然溝道,并布設(shè)消能設(shè)施,以防對(duì)下游造成沖刷。
3.1.2 施工過程中
(1)沿海地區(qū)廠區(qū)地表土層較薄,靠海一側(cè)大部分為粉細(xì)砂,在廠區(qū)場(chǎng)地挖填平整前進(jìn)行表土剝離,剝離厚度20~30 cm,剝離的表土和開挖的土方集中堆放于廠區(qū)施工場(chǎng)地周邊或預(yù)留用地區(qū)域,并用編織袋裝土進(jìn)行攔擋,堆土表面采用密目網(wǎng)苫蓋。
(2)廠外修建排洪溝(渠)攔截上游地表徑流,排洪溝順接天然溝道;廠內(nèi)工程施工期間,應(yīng)結(jié)合主體工程施工進(jìn)度和施工條件盡可能提前實(shí)施廠區(qū)排水工程,以減少場(chǎng)地徑流和積水,廠區(qū)通常采用暗管排水方式,道路網(wǎng)格狀布設(shè),形成排水系統(tǒng),最終匯集至雨水收集池,監(jiān)測(cè)合格后通過管道排到廠外排洪溝。
3.1.3 施工結(jié)束后
(1)廠區(qū)綠化前進(jìn)行土地整治,回覆表土,包括廠區(qū)綠化區(qū)域土地整治和邊坡土地整治。
(2)根據(jù)石油化工項(xiàng)目植物措施配置原則與要求,結(jié)合廠區(qū)功能分區(qū)的不同,有所側(cè)重地選擇樹草種進(jìn)行綠化。重點(diǎn)對(duì)管理區(qū)、公用及輔助生產(chǎn)設(shè)施區(qū)建筑物周邊區(qū)域進(jìn)行綠化;生產(chǎn)區(qū)內(nèi)一般以道路兩側(cè)行道樹為主,輔以生產(chǎn)裝置下的空閑地綠化;預(yù)留地采取滿鋪草皮綠化措施。植物措施配置如下:①管理區(qū)、公用及輔助生產(chǎn)設(shè)施區(qū)周邊實(shí)行園林景觀式綠化,以鋪設(shè)混合草皮為主,配以花卉、常青喬灌木。草坪上點(diǎn)綴喬木,群植或叢植灌木、花卉。②生產(chǎn)區(qū)道路兩側(cè)各植一排行道樹,株距3~4 m,每兩株行道樹之間按間距1 m的規(guī)格栽植2~3株灌木,樹下鋪設(shè)草皮;生產(chǎn)裝置下根據(jù)實(shí)際情況用礫石壓蓋或鋪設(shè)草皮。③罐區(qū)周邊、預(yù)留空地綠化以鋪設(shè)混合草皮為主。④廠區(qū)內(nèi)邊坡采用滿鋪草皮或在框架內(nèi)撒播草籽進(jìn)行綠化。
3.2.1 施工前
(1)油庫區(qū)地表土層較薄,濱海區(qū)域場(chǎng)地被粉細(xì)砂覆蓋,場(chǎng)地挖填平整前,根據(jù)地表覆土情況實(shí)施表土剝離,在預(yù)先做好攔擋及排水措施后,剝離表土集中堆放在庫區(qū)規(guī)劃的綠化用地區(qū)域,在堆放場(chǎng)地的下游采用編織袋裝土臨時(shí)攔擋,在堆放場(chǎng)地的上游布設(shè)梯形斷面臨時(shí)排水溝;在堆土面采用土工布或無紡布等進(jìn)行防護(hù)。
(2)油庫區(qū)場(chǎng)地平整結(jié)束后,沿施工道路一側(cè)或兩側(cè)布設(shè)排水溝,一般施工道路臨時(shí)排水溝采用梯形斷面,不襯砌,在臨時(shí)排水溝匯流處設(shè)置臨時(shí)沉沙池?cái)r截泥沙。
3.2.2 施工過程中
(1)油庫區(qū)臨海側(cè)布設(shè)擋土墻,填方邊坡采用拱形骨架護(hù)坡,在墻腳處、護(hù)坡底布設(shè)排水溝,采用漿砌石砌筑,按矩形斷面設(shè)置。挖方邊坡按高6 m左右分級(jí)設(shè)置平臺(tái),平臺(tái)寬2~3 m,并按2%坡降向平臺(tái)內(nèi)側(cè)放坡,分級(jí)平臺(tái)內(nèi)滿鋪草皮,在平臺(tái)內(nèi)側(cè)坡腳處布設(shè)漿砌石矩形斷面排水溝,在開挖面上游3~5 m處布設(shè)截水溝,截水溝采用漿砌石梯形斷面,邊坡坡腳處布設(shè)排水溝,排水溝采用漿砌石矩形斷面。
(2)油庫區(qū)排水工程采用明溝和暗管相結(jié)合的形式,在油庫區(qū)上游3~5 m處布設(shè)截、排水溝,在擋墻內(nèi)墻角布設(shè)排水明溝,管道沿油庫區(qū)主干道鋪設(shè),雨水由排水明溝、暗管匯集到雨水監(jiān)測(cè)池,與區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有排水溝道順接,監(jiān)測(cè)合格后排入海域。
3.2.3 施工結(jié)束后
(1)庫區(qū)綠化前進(jìn)行土地整治,回覆表土,包括庫區(qū)綠化區(qū)域土地整治和邊坡整治。
(2)庫區(qū)綠化包括庫區(qū)內(nèi)綠化和庫區(qū)邊坡綠化兩個(gè)部分,根據(jù)庫區(qū)植物措施布設(shè)的要求,選擇合適的植物進(jìn)行綠化,植物措施配置如下:①罐區(qū)周邊空閑地、罐區(qū)與道路之間以滿鋪草皮為主;道路兩側(cè)各植一排行道樹,行道樹間栽植灌木。②輔助生產(chǎn)及管理區(qū)適當(dāng)提高綠化標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行重點(diǎn)綠化,鋪滿草皮后,在草坪上點(diǎn)綴常綠喬灌木,或種植觀賞性的花卉。③庫區(qū)挖填平整后在周邊或庫區(qū)內(nèi)邊坡采取骨架、框格內(nèi)植草或鋪滿草皮進(jìn)行綠化。
3.3.1 施工前
(1)管道途經(jīng)耕地、林地、草地時(shí),施工前進(jìn)行表土剝離,表層土按20~30 cm考慮。
(2)在預(yù)先做好攔擋及排水措施后,廠外輸油管道區(qū)管溝或支墩開挖前,將剝離表土及深層生土分類堆放在管溝或支墩的兩側(cè),臨時(shí)堆土堆放一側(cè)地形較低時(shí),在堆放場(chǎng)地外側(cè)的下邊坡處采取編織袋裝土臨時(shí)攔擋,在堆土面采用土工布或無紡布等進(jìn)行防護(hù)。
3.3.2 施工過程中
(1)輸油管道工程線路途經(jīng)丘陵區(qū)時(shí),按埋地敷設(shè)的方式布設(shè)管線,在管線施工面上游3~5 m處布設(shè)截水溝,將上游坡面來水?dāng)r截并導(dǎo)流至周邊自然溝道,截水溝采用漿砌石梯形斷面。
(2)對(duì)管道建設(shè)形成的裸露邊坡采取防護(hù)措施,工程護(hù)坡形式多采用漿砌石護(hù)坡。檢修道路填方路基邊坡防護(hù):當(dāng)路基填土高度≤3 m時(shí),采用草皮護(hù)坡;填土高度在3 ~8 m時(shí),采用三維植被網(wǎng)(內(nèi)植草)護(hù)坡。挖方路基邊坡防護(hù):當(dāng)邊坡高度<3 m時(shí)采用滿鋪草皮防護(hù),當(dāng)邊坡高度>3 m時(shí),采用拱形骨架(內(nèi)植草)等防護(hù)措施,以確保邊坡的穩(wěn)定。
(3)輸油管道途經(jīng)丘陵區(qū)時(shí),應(yīng)在管線施工作業(yè)帶上游布設(shè)截水溝的同時(shí),在作業(yè)帶下游一側(cè)布設(shè)臨時(shí)沙包攔擋,當(dāng)施工作業(yè)帶距離下游坡腳較近時(shí),臨時(shí)沙包攔擋布設(shè)在坡腳處。
3.3.3 施工結(jié)束后
輸油管道區(qū)施工作業(yè)帶占用有林地、草地時(shí),除管架支墩和檢修道路永久占地部分外,在管線施工結(jié)束后,對(duì)其余區(qū)域采用撒播草籽和栽植灌木相結(jié)合的植物措施。待埋地敷設(shè)段管道埋設(shè)完畢后,回覆表土,恢復(fù)植被;在管道建設(shè)形成的坡面及檢修道路路基邊坡坡面撒播草籽。
(1)沿海地區(qū)石油化工項(xiàng)目投資高,建設(shè)規(guī)模大,建設(shè)內(nèi)容較為繁雜,通過對(duì)該類型項(xiàng)目建設(shè)造成水土流失情況進(jìn)行分析,確定了廠區(qū)、碼頭油庫區(qū)、輸油管道區(qū)三個(gè)水土流失重點(diǎn)防治分區(qū);按照施工前、施工過程中、施工結(jié)束后三個(gè)時(shí)段,通過布設(shè)相應(yīng)的工程措施、植物措施、臨時(shí)措施,構(gòu)建其水土保持措施配置模式。
(2)對(duì)典型項(xiàng)目的后續(xù)調(diào)查分析表明,本研究構(gòu)建的水土保持措施配置模式可以為沿海地區(qū)石油化工項(xiàng)目水土保持措施設(shè)計(jì)提供參考。
(本研究得到水利部水土保持監(jiān)測(cè)中心“生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持措施配置模式驗(yàn)證”項(xiàng)目支持,在此深表感謝!)