長輸氣管道河流穿跨越方案對水環(huán)境影響研究

李新峰 許薔薇

摘 要：重大河流穿跨越作為管輸項(xiàng)目控制性工程，對長輸管道建設(shè)起著舉足輕重的作用，穿跨越方案的確定在環(huán)境保護(hù)不斷提高的當(dāng)今更是至關(guān)重要。文章以某輸氣管道滹沱河穿越方案的優(yōu)選過程為例，著重從工程和環(huán)境影響兩方面來探討方案可行性，符合當(dāng)代工程建設(shè)的實(shí)際情況。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境影響;滹沱河;河流穿越方式;長輸氣管道

隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的重視，安全高效運(yùn)輸清潔能源成為一項(xiàng)重要任務(wù)，管道以其安全可靠、無污染、低能耗等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。目前，我國油氣長輸管道網(wǎng)絡(luò)已初步建成，2006年至2015年十年間，我國累計(jì)新增油氣長輸管道里程數(shù)為6.47萬km。伴隨城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快、各地環(huán)境敏感區(qū)的不斷設(shè)立，管道路由選址的受限因素越來越多，重要河流穿跨越作為管道工程的控制性工程，合理的穿跨越方式成為當(dāng)今環(huán)境保護(hù)工作考慮的重要因素，往往需進(jìn)行多方案比選，從中選優(yōu)。通常來說，定向鉆、頂管等非開挖方式要優(yōu)于開挖方式，但在特定條件下，又非完全絕對，本文結(jié)合當(dāng)前環(huán)保要求、從環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面來研究某輸氣管道穿越石家莊市正定縣的滹沱河的環(huán)境影響，尋求最優(yōu)方案。

1 工程概況

某輸氣管道工程包括一條主干線和兩條支干線，全長736km，管徑1219mm，設(shè)計(jì)壓力12MPa，設(shè)計(jì)輸氣量300×108m3/a，管道主干線從石家莊至滄州，大致走向?yàn)闁|西向，在正定縣西北10km處穿越滹沱河，該處為滹沱河地下水源保護(hù)區(qū)的二級保護(hù)區(qū)，穿越處距水源井約7km，穿越段滹沱河水體為Ⅱ類水質(zhì)目標(biāo)，此處環(huán)境敏感。

2 穿越段河流水文及水文地質(zhì)條件

滹沱河發(fā)源于山西省繁峙縣一帶，后匯成子牙河入海，全長587km，支流集中在上游，下游無支流匯入。管道穿越處位于滹沱河的下游，主河道寬約535m，該段河道平常無水，河道順直。該處滹沱河為地下水源保護(hù)區(qū)，位于滹沱河沖洪積扇地帶，區(qū)域地層以砂類土、卵石為主，流通性好。本地區(qū)地下水具有雙層結(jié)構(gòu)，上部為沖洪積砂、卵石孔隙潛水，厚40～50m，富水性及導(dǎo)水性均較好，滲透系數(shù)為60m/d，導(dǎo)水系數(shù)一般在15000m2/d左右;下部為沖積礫石含泥礫、卵礫石孔隙承壓水。

研究區(qū)潛水含水層結(jié)構(gòu)見圖1。

3 穿跨越方式的研究

目前穿越河流主要有挖溝法、定向鉆、頂管、盾構(gòu)、桁架等多種施工方式[1]，選擇原則是根據(jù)地形、水文地質(zhì)、環(huán)境影響、施工條件、投資和維護(hù)等因素確定[2]。本文重點(diǎn)通過工程可行性和環(huán)境影響兩方面來論述更合理的滹沱河穿越方式。

3.1 工程技術(shù)可行性論述

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該處滹沱河主河槽寬約500m，河岸兩側(cè)為農(nóng)田，因此，本文研究對象為主河槽的穿越方式。

3.1.1 施工方式描述

挖溝法：選擇在9月中旬～12月的枯水期，分段開挖，穿越長度530m，級3～4m，管道布管、焊接在倒數(shù)第二臺階上無水施工，焊接完成后整體安裝;定向鉆：項(xiàng)目河床10m以下為卵石層，分布均勻，鉆孔45m范圍內(nèi)未揭穿，最大卵石粒18cm，卵石含量70%，定向鉆成孔困難，且極易發(fā)生塌孔、卡鉆現(xiàn)象，風(fēng)險(xiǎn)較大，工程不推薦該方式;盾構(gòu)隧道：穿越地層以卵石、中砂為主，采用“豎井+平巷+豎井”形式，長度700m，兩側(cè)豎井采用沉井，沉井較深，施工困難，長距離卵石地層施工，頂進(jìn)困難，工程不推薦該方式;頂管隧道：發(fā)送井距主槽西岸岸坡60m，深度22.8m，接收井距主槽東岸岸坡59m，深度21.6m。兩側(cè)豎井較深，施工有一定困難，長距離卵石地層施工，最大粒徑18cm，頂進(jìn)較困難;桁架：采用多跨桁架，主槽跨度60m，共計(jì)12跨，總跨度720m，跨越基礎(chǔ)對河道行洪有一定影響，工期長，后期日常維護(hù)工作量大，易受各類人為或偶然因素的破壞，工程不推薦該方式。

3.1.2 工程推薦方式

通過各種常用穿跨越方式對比，在滹沱河主河槽處穿越挖溝法和頂管隧道法均可行，其他穿越方式如定向鉆、盾構(gòu)、多跨桁架其可實(shí)施性均較差，因此，工程推薦挖溝法和頂管隧道法。

3.2 環(huán)境影響論述

建設(shè)項(xiàng)目穿跨越方式的環(huán)境可行性，是建立在工程可行的基礎(chǔ)上的。本文對工程可行的挖溝法和頂管隧道進(jìn)行環(huán)境影響方面的對比，結(jié)果見表1。注：河北省無計(jì)算揚(yáng)塵方法，本文計(jì)算依據(jù)來自《青海省部分行業(yè)環(huán)境保護(hù)稅應(yīng)稅污染物排放量抽樣測算方法》（試行）（2018年7月）中“施工揚(yáng)塵排放量測算方法”，考慮產(chǎn)生量及消減量。

綜合對比環(huán)境影響來看，挖溝法略微優(yōu)于頂管隧道法。建設(shè)項(xiàng)目對環(huán)境影響是否嚴(yán)重，最好的論證是借鑒已有工程的實(shí)際影響程度。本文滹沱河的穿越處，基本與已經(jīng)挖溝法建成的陜京二線、三線并行，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，基本未對水源保護(hù)區(qū)造成影響。因此，采用挖溝法穿越滹沱河環(huán)境影響是可以接受的。

3.3 最終穿越方案的確定

在現(xiàn)階段對環(huán)保要求不斷提高的情況下，河流穿跨越方式的確定，不僅僅要選取工程可行的方案，更優(yōu)選環(huán)境影響可接受的穿越方案，本文論述的滹沱河穿越方案，在綜合分析目前主要河流穿跨越方式的基礎(chǔ)上，結(jié)合河流實(shí)際情況，認(rèn)為挖溝法和頂管隧道工程可行;在分析論證工程可行方案對大氣、地表水、地下水、固體廢物、景觀、風(fēng)險(xiǎn)等的環(huán)境影響后，認(rèn)為挖溝法略優(yōu)于頂管隧道。綜合工程和環(huán)境兩方面，挖溝法穿越滹沱河主河槽為優(yōu)選方案。

4 總結(jié)

重大河流穿跨越一直都是管輸項(xiàng)目的控制性節(jié)點(diǎn)工程，其穿越方式也是各部門重點(diǎn)考慮的對象。通過本文論述，具體河流采用何種方式穿越，并非有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，需結(jié)合河流本身情況，在工程可行的情況下，將環(huán)境影響作為一個重要的參考因素來優(yōu)選方案，既滿足工程設(shè)計(jì)的需要，又符合當(dāng)代對環(huán)境保護(hù)的要求。

參考文獻(xiàn)：

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[3]吳二威，趙甲亭，喬秀文，等.滹沱河水系沉積物重金屬污染特征及其污染評價(jià)[J].石河子大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，32（5）：621-626.

作者簡介：

李新峰（1984- ），男，山東濟(jì)南人，工程師，碩士，研究方向：水環(huán)境、環(huán)境影響評價(jià)，北京飛燕石化環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司。