渝西某輸氣管道工程水土流失控制對策

［關鍵詞］ 水土流失；控制對策；輸氣管道工程；渝西地區(qū);重慶

［摘 要］ 管道輸送以其平穩(wěn)連續(xù)、質(zhì)量易保證、安全性高、輸送量大和費用低等優(yōu)點成為現(xiàn)在主要的油氣輸送手段，但管道工程施工擾動范圍大、開挖土石方量多及水土保持措施缺失等，增加了水土流失風險。以渝西某輸氣管道工程為例，基于項目區(qū)地理地質(zhì)條件、水土流失現(xiàn)狀等，分析了項目擾動范圍、土石挖方量及產(chǎn)生的水土流失量，結果表明：項目總擾動面積64.07 hm2，其中管道作業(yè)帶擾動面積49.54 hm2，占總擾動面積的77.32%；項目總土石挖方量69.33萬m3，其中管道作業(yè)帶土石挖方量52.71萬m3，占總土石挖方量的76.03%；項目新增水土流失量3 173 t，其中管道作業(yè)帶新增水土流失量為2 828 t，占新增總量的89.13%；管道作業(yè)帶為項目水土流失重點防治區(qū)。從管道工程擾動范圍控制、土石方量控制、施工管理控制及水土保持措施體系配置等方面，提出了水土流失控制對策。

［中圖分類號］ S157 "［文獻標識碼］ B "DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.10.010

［引用格式］ 羅義峰，譚洪偉.渝西某輸氣管道工程水土流失控制對策［J］.中國水土保持，2024（10）：33-36.

在油氣輸送過程中，管道輸送以其平穩(wěn)連續(xù)、質(zhì)量易保證、安全性高、輸送量大和費用低等［1］優(yōu)點成為現(xiàn)在主要的油氣輸送手段，但受地形條件、氣象因素、生態(tài)因素等限制［2-3］，管道工程施工擾動范圍大、開挖土石方量多及水土保持措施缺失等，增加了水土流失風險［4-6］。筆者以渝西某輸氣管道工程為例，對項目水土流失情況進行分析，并提出相應的控制對策，以期為重慶地區(qū)輸氣管道工程水土保持研究及方案編制提供思路。

1 項目及項目區(qū)概況

1.1 項目概況

某輸氣管道工程位于重慶市渝西地區(qū)，貫穿銅梁區(qū)、壁山區(qū)、高新區(qū)，工程等級Ⅱ級，管道全長38.30 km，設計輸氣量10億Nm3/a。項目永久占地面積1.72 hm2，臨時占地面積62.35 hm2，按《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T 21010—2017），占地類型主要為耕地和林地。項目土石挖填方總量138.66萬m3，其中挖方69.33萬m3、填方69.33萬m3。施工采用管溝開挖、定向鉆穿越、頂管穿越等方式，途中分別穿越中型河流1次、等級公路11次、軌道交通（隧道頂上部）2次。

1.2 項目區(qū)情況

項目區(qū)位于西南紫色土區(qū)，屬長江流域，為丘陵低山地貌，土壤以黃壤、黃棕壤、紫色土為主。屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，年均氣溫18.0～18.4 ℃，雨量充沛，年均降水量1 064.7～1 185.0 mm，降水集中在5—9月。植被類型為亞熱帶常綠闊葉林，林草植被覆蓋率44%。以水力侵蝕為主，容許土壤流失量為500 t/（km2·a）。

2 項目水土流失情況

2.1 擾動范圍

管道項目通常采用大型機械開挖，沿管道軸向敷設作業(yè)帶，以滿足機械作業(yè)場地需求，因此開挖擾動呈線路長、空間跨度大［7］等特點。管溝開挖、機械碾壓、材料及開挖土石方臨時堆存，使管道作業(yè)帶的臨時占地面積較大。本工程管道作業(yè)帶擾動面積為49.54 hm2，占項目總擾動面積的77.32%，其中臨時擾動面積為49.43 hm2，占作業(yè)帶擾動面積的99.78%（見表1）。定向鉆穿越時，需在河流兩岸布設施工場地，以滿足定向鉆機械施工、導向孔布設、管道回拖、材料堆放及土石方流轉需要；頂管穿越河流、公路、鐵路時，需在穿越對象兩側布設臨時施工場地［8］，以滿足操作坑開挖、機械進入、材料及開挖土石方臨時堆存需要；部分地區(qū)受地形限制，機械無法沿作業(yè)帶進入，需新修臨時施工道路，以滿足機械進場需要。由此可見，管道工程穿越工程區(qū)、堆管場區(qū)和施工道路區(qū)全為臨時占地。本工程此3區(qū)的臨時擾動面積分別為5.00、1.75、6.17 hm2，分別占項目總擾動面積的7.80%、2.73%、9.63%。管道工程站場閥室區(qū)為永久占地，本工程此區(qū)永久擾動面積為1.61 hm2，占項目總擾動面積的2.51%。綜上，管道工程施工時臨時擾動范圍大、占比高（97.32%），永久擾動范圍小、占比低（2.68%），其中管道作業(yè)帶是施工擾動的重點區(qū)域。

2.2 土石挖方量

管道工程開挖的土石方需要沿管道臨時堆存。施工過程中，對管道沿線表土按不同地類和不同土層厚度進行剝離，剝離的表土和一般土石挖方分開堆存在施工機械作業(yè)的管道另一側。因管道作業(yè)帶占地面積大、管線開挖里程長，故一般土石挖方量和表土剝離量大。本管道工程總土石挖方量為69.33萬m3，其中一般土石挖方量為55.93萬m3，表土剝離量為13.40萬m3（見表2）。從工程區(qū)來看，管道作業(yè)帶土石挖方量最高，為52.71萬m3，占76.03%；站場閥室區(qū)最低，為1.82萬m3，占比2.62%。

2.3 水土流失量

根據(jù)《全國水土保持規(guī)劃國家級水土流失重點預防區(qū)和重點治理區(qū)復核劃分成果》《重慶市水土流失重點預防區(qū)和重點治理區(qū)復核劃分成果》，項目所在地屬于重慶市水土流失重點預防區(qū)；依據(jù)《生產(chǎn)建設項目水土流失防治標準》（GB/T 50434—2018），項目執(zhí)行建設類西南紫色土區(qū)水土流失一級防治標準。基于項目區(qū)地形、坡度、植被覆蓋度等指標，參照《土壤侵蝕分類分級標準》（SL 190—2007），原地貌土壤侵蝕模數(shù)為1 012 t/（km2·a），屬于輕度侵蝕。

基于項目不同工程區(qū)作業(yè)情況，分析各工程區(qū)地表擾動特征，預測其水土流失量（見表3）。經(jīng)預測，項目將產(chǎn)生的水土流失量為5 039 t，其中新增水土流失量為3 173 t，占總量的62.97%。從不同工程區(qū)來看，管道作業(yè)帶新增水土流失量最大，為2 828 t，占新增總量的89.13%；堆管場區(qū)新增的最少，為17 t，僅占新增總量的0.54%。因此，管道作業(yè)帶是管道工程主要的水土流失來源區(qū)。

3 水土流失控制對策

3.1 擾動范圍控制

項目擾動范圍越大，產(chǎn)生的水土流失量越大，因此合理控制擾動范圍有利于提高水土保持效率。作為管線工程，控制管道作業(yè)帶的寬度對擾動范圍的控制至關重要［9］。在項目方案設計過程中，可通過識別不同土地利用類型及施工機械確定不同的作業(yè)帶寬度。對管徑406.4 mm的管道工程，其作業(yè)帶寬度為：①在水田段因泥土軟弱度較高，需開挖邊坡，故作業(yè)帶寬度控制在10～12 m；旱地和草地作業(yè)帶寬度控制在10 m內(nèi)；藕塘考慮清淤面積，作業(yè)帶寬度最大可達32 m。②經(jīng)過敏感區(qū)和坡度＜25°林地時，應盡量減少對植被的破壞，作業(yè)帶寬度控制在8 m內(nèi)；經(jīng)過坡度＞25°林地時，因施工條件制約，需采用“之”字形管道敷設方式，在作業(yè)帶兩側開挖邊坡，故作業(yè)帶寬度控制在22 m內(nèi)。③開挖穿越公路時，需破除硬化路面，在保證正常施工的前提下，從減小作業(yè)擾動范圍和控制成本的角度盡量將作業(yè)帶寬度控制在6～7 m；開挖穿越小型河流、溝渠時，需考慮設置擋水袋、圍堰等施工保護措施的占地面積，盡量將作業(yè)帶寬度控制在16 m內(nèi)。施工時作業(yè)帶寬度需根據(jù)不同管徑的管道工程進行調(diào)整，以此來合理核算擾動面積，這樣既可控制水土流失防治責任范圍，又可節(jié)約施工成本。

通過合理調(diào)配，提高臨時占地的使用率，加強對臨時占地的控制，能有效控制新增擾動范圍，如充分利用管道作業(yè)帶和已有鄉(xiāng)村道路布設施工臨時道路，穿越工程的施工場地和堆管場依托管道作業(yè)帶進行布置，將站場閥室的施工場地布置在永久占地范圍內(nèi)，臨時堆土堆存在永久占地范圍和作業(yè)帶內(nèi)等。

3.2 土石方量控制

土石方的開挖回填量受多種因素的影響，可細分為表土和一般土石方來控制。

1）根據(jù)《生產(chǎn)建設項目水土保持技術標準》（GB 50433—2018），臨時占地范圍內(nèi)擾動深度小于20 cm的表土可不剝離，管道項目特別是管道作業(yè)帶臨時占地面積遠遠大于永久占地面積，控制好臨時占地擾動范圍和深度能有效減少表土擾動范圍，從而減少表土剝離量。管道項目平均作業(yè)帶寬10 m，開挖斷面寬2～5 m，其中有5～8 m寬的作業(yè)帶用于機械通行和臨時堆土。機械通行時不可避免地會破壞表土層，因此必須進行表土剝離；臨時堆土區(qū)域只有堆土的壓覆作用，擾動深度不會大于20 cm，因此在堆土前對地表采取臨時鋪墊、對堆土坡腳處采用臨時土袋攔擋等保護措施，在保留原有地表的同時可減少新增表土剝離量。

2）管道工程的一般土石方主要來自于管溝的開挖，根據(jù)管道的敷設方式調(diào)整開挖斷面，能更精確地控制一般土石方的開挖范圍，減少開挖量。對于橫坡開挖，采取坡比1∶1.5～1∶2.0斷面開挖，以保證開挖斷面的穩(wěn)定性，但開挖量大；對于平坡和順坡開挖，在地質(zhì)條件允許下，采取坡比1∶0.5～1∶1.0斷面開挖；對于穿越中大型河流和縣級以上公路管段，采取定向鉆和頂管穿越，在減少對原設施破壞的同時，能縮小開挖斷面，減少一般土石方開挖量；對施工道路盡量利用作業(yè)帶機械通道，以減少新增道路土石方開挖量，若確需新增道路的，則應加強對臨時堆土的防護。

3.3 水土保持措施體系配置

隨著施工的進行，必然會產(chǎn)生水土流失，完善水土保持措施體系，形成以工程、植物措施為主，搭配臨時措施的綜合防治體系［10］，能有效控制因施工擾動導致的水土流失。渝西某輸氣管道工程依據(jù)各工程區(qū)特點，因地制宜地構建了水土流失防治措施體系，見表4。

1）管道作業(yè)帶。將剝離的表土堆放在管道作業(yè)帶一側，并在堆土區(qū)外側做臨時編織土袋攔擋，采用彩條布苫蓋臨時堆土。施工后期，將被施工破壞的原田坎和灌溉溝渠恢復原狀，根據(jù)《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》規(guī)定，管道中心線兩側5 m范圍內(nèi)不得種植深根性樹種，作業(yè)帶回覆表土和土地整治后復耕或采取撒播草籽恢復植被。對于橫坡段，在堆土下邊坡做臨時編織土袋攔擋，在有較大匯水面積的上側邊坡坡頂設置截水溝，坡腳處設置排水溝，排水溝末端設置沉沙池后順接至周邊自然溝道；對于順坡段，沿堆土區(qū)等高線間隔一定距離做臨時攔擋，在有較大匯水面積的堆土區(qū)外側設置永久或臨時截排水溝，末端設置沉沙池后順接至周邊自然溝道，溝槽底部設置排水管。工期短的可直接設置臨時截排水溝、沉沙池，敷設完工后恢復原地貌，形成自然散排。

2）站場閥室區(qū)。將剝離的表土集中堆放在場內(nèi)，臨時堆土四周和填方邊坡坡腳處采用臨時編織土袋攔擋，裸露坡面和臨時堆土采用彩條布臨時苫蓋。按“永臨結合”原則在場內(nèi)設置臨時排水溝，并順接至周邊自然溝道，出口處設置臨時沉沙池。施工后期，沿場內(nèi)道路設置截排水溝，并接至周邊自然溝道；人行道鋪裝透水磚，站場、閥室、放空區(qū)等場地采用碎石壓蓋；可綠化區(qū)域?qū)嵤┚坝^綠化，或撒播草籽恢復植被。

3）穿越工程區(qū)。將剝離的表土集中堆放在場內(nèi)，堆土四周采用臨時編織土袋擋攔，裸露坡面和臨時堆土采用彩條布臨時苫蓋，并布設臨時截排水溝、沉沙池。施工后期，回覆表土和土地整治后復耕，或喬灌草結合恢復植被。

4）堆管場區(qū)。對場地采用彩條布臨時鋪墊。施工后期，土地整治后復耕。

5）施工道路區(qū)。施工前進行表土剝離，表土裝袋后堆放在道路填方邊坡坡腳處，做臨時擋攔；裸露邊坡采用彩條布臨時苫蓋，邊坡成形后撒播草籽；道路兩側設置臨時排水溝，并接至周邊自然溝道，出口設臨時沉沙池。施工后期，將改擴建道路交地方使用，新建道路回覆表土，土地整治后復耕，或喬灌草結合恢復植被。

3.4 施工管理控制

目前管道工程采用全機械化開挖，施工時間較人工開挖時大幅度減少。基于機械化施工的現(xiàn)狀，合理選擇施工工藝和施工時序能有效減少重復工作量，提高工作效率，因此制定施工方案時就要考慮不同施工步驟對水土流失的影響。

1）施工工藝控制。輸氣管道工程進場前需先進行作業(yè)帶掃線工作，其中需適當挖填和修整邊坡，以方便后續(xù)施工機械入場。在掃線過程中，應先對作業(yè)帶進行放線，劃分臨時堆土區(qū)、管溝開挖區(qū)和機械作業(yè)區(qū)。臨時堆土區(qū)清除地表植被時對地表的擾動深度要控制在20 cm以下，這樣既能有效保護表土層，又能減少表土剝離量。管溝開挖、管道下溝可根據(jù)施工進度分段實施，管道連接采取溝上焊接工藝，隨著管溝開挖的推進，及時將已焊接的管道下溝，以提高施工效率，減少施工擾動時間。

2）施工管理控制。輸氣管道工程涉及建設單位、施工單位及監(jiān)管單位等多方，因此施工管理時需多方聯(lián)動，才能全過程把控。施工單位應合理安排工序，縮短工期，注重生態(tài)綠色施工，嚴格落實水土保持措施；建設單位作為項目的責任主體，應對項目的水土保持工作給予足夠的重視，加強對施工單位的管控，在招投標文件和施工合同中明確施工單位的水土保持責任，強化獎懲制度，規(guī)范施工行為；監(jiān)管單位應加強對項目的事前審批、事中及事后監(jiān)管，建立健全質(zhì)量信用評價體系，以督促建設單位嚴格落實水土保持工作［11］。

4 結束語

輸氣管道工程以臨時占地為主導，管道作業(yè)帶為項目土石挖方主要來源區(qū)，是水土流失重點防治區(qū)。因此，應加強對臨時占地的調(diào)控，提高臨時占地的使用率，合理確定作業(yè)帶寬度，以減少施工擾動范圍；分區(qū)剝離表土，合理選取開挖斷面和開挖方式，以減少土石方開挖量；合理配置水土保持措施體系，加強對水土流失的防控；優(yōu)化施工工藝和嚴格施工管理，多方協(xié)同，全過程把控，在確保工程質(zhì)量的同時，嚴格落實各項水土保持措施。

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收稿日期： 2024-03-25

第一作者： 羅義峰（1994—），男，四川青川人，工程師，碩士，主要從事生產(chǎn)建設項目水土保持工作。

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（責任編輯 張緒蘭）