川氣東送管道工程水土流失預防和治理

趙銘軍

(中國石化集團管道儲運公司,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國家西部開發戰略、加快天然氣產業發展而興建的一個大型跨地區天然氣輸送建設項目,是我國繼三峽工程、西氣東輸、南水北調和青藏鐵路之后的又一個重大項目,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的天然氣管道,為中東部地區管線聯網創造了條件。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日投產運行。

2 川氣東送管道工程水土流失防治責任范圍及防治分區

2.1 防治責任范圍

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

根據水利部批復的《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任范圍為5 518.56 hm2,其中項目建設區4 325.61 hm2、直接影響區1 192.95 hm2。項目建設區主要包括管道(包括施工作業帶、施工場地)、站場(包括線路截斷閥室、陰極保護站、線路標志樁等)、施工便道、伴行路、棄渣場。

2.2 防治分區

盡管川氣東送管道長達數千公里,跨越區域很多,但其水土流失防治分區可根據地形地貌和工程施工特點進行劃分。依據地貌類型,將工程建設防治責任范圍劃分為土石山區、丘陵區和平原區3個一級分區,在此基礎上依據工程類型劃分為管線作業帶防治區、站場閥室防治區、施工便道防治區、伴行路防治區、棄渣場防治區等5個二級分區。

3 造成水土流失的主要因素分析

(1)地理環境。川氣東送管道工程主要分為平原段和山區段,宜昌以東為平原段,以西為山區段。根據國家水土流失重點防治區的劃分,管道所經部分地區屬國家級預防保護區,其中從普光到宜昌經過川渝、鄂西山區,屬國家重點治理區和國家重點監督區。由于管道所經區域地理環境比較特殊,致使工程建設容易造成水土流失。

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

(3)施工棄土棄渣。川氣東送管道工程建設有穿越山體隧道72處,總長92.7 km,有5次采用盾構施工的方式穿越長江。這些施工產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145萬m3,全線設有棄渣場185處。

(4)穿越工程多。川氣東送管道工程建設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施產生不同程度的損壞,特別是沿長江流域大江大河多,工程建設對水土保持設施的不利影響不可忽視。

(5)其他。因管道建設進行施工便道、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 水土流失預防治理措施及效果

(1)樹立水土保持法制意識,堅持防治結合、預防為主、保護優先的原則,堅持水土保持“三同時”制度。通過水土保持法的宣傳,提高了項目建設管理人員和施工單位的水土保持法制意識,增強了責任意識,以法規、原則和制度統一了建設單位、施工單位等各方的思想和行動。

(2)根據川氣東送管道工程點多線長和造成水土流失的特點,編制了《川氣東送管道工程水土保持方案》和《水工保護作業指導書》。在工程建設過程中實行了“七統一”,即統一標準、統一設計、統一管理、統一施工、統一監測、統一資料、統一驗收,為抓好全線水土保持工作奠定了良好的基礎。

(3)借鑒類似工程項目的先進經驗。組織工程建設及管理人員到國內類似工程現場取經,學習好的水土保持做法,引用成功經驗。

(4)積極主動地與沿線各級水行政主管部門聯系,深入了解管道沿線的水土保持現狀。自覺接受監督機構的監督檢查,不斷提高水土保持措施的實施效果。在川氣東送管道工程建設期間,水利部長江水利委員會、太湖流域管理局、沿線各省(市)水利廳以及當地水行政主管部門多次深入工程現場督查指導,一方面對工程建設水土流失防治工作給予技術支持,另一方面加強了水土保持法律法規的宣傳,明確工程建設中存在的問題,督促各項水土保持防治措施的落實。在工程建設期間共接受地方執法檢查268次、水利部檢查15次。對各級檢查提出的問題及時整改,通過檢查和對發現的問題進行整改,保證了水土保持工作始終處在較好的狀態。

(5)注重水土保持設計。水土保持設計是保證水土流失治理效果的基礎。川氣東送管道工程建設牢牢抓住設計龍頭,從防和治兩個角度,實現優化、優質、可靠、經濟的水土保持設計效果。一是請具有豐富經驗和專業資質的設計院進行水土保持專項設計。二是在水土保持方案基礎上根據具體環境和位置實行點對點設計,全線共對38 472個水土保持點位進行了詳細設計。三是在水土保持設計中堅持工程措施與植物措施相結合,優先考慮植物措施,堅持環境和生態保護的設計理念。四是明確設計標準,因地制宜,按地域分類考慮水土流失的防治要求,水土保持均達到了防御20年一遇24 h最大降雨量的設計標準。五是管道經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,優先采用穿越方式;管線可山上敷設和山下敷設的,優先采用山下敷設;可采用山體隧道也可爬坡過山的,優先采用山體隧道;可采用定向鉆穿越也可盾構、鉆爆穿越的,優先采用定向鉆穿越;既可穿越也可沉管的,優先采用沉管方式。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境的影響,為實現將川氣東送管道建設成為生態工程的目標起到了重要作用。六是強化后續設計,針對整體設計和點對點設計存在的不足及施工現場發生的變化,進一步調整、補充、完善水土保持設計,達到了最佳效果。

(6)加強主體工程中的水土保持措施布設。川氣東送管道建設中對主體工程采取了以下積極的防治措施:一是對管道路由實行優化。充分尊重并吸納地方規劃、土地、林業等部門和當地群眾的意見,為減少水土流失和對生態環境的影響,在工程建設初期先后8次組織勘察、設計等單位,歷時60余天,跋山涉水對管道路由進一步踏勘優化調整,從而避開了重慶梁平東山國家森林公園、宜昌長陽丹水風景區、武漢梁子湖濕地自然保護區等,最大限度地保護了自然環境;對沿線各煤礦采空區、滑坡、崩塌、泥石流等災害易發區及人口密集區域采取了避讓和防護措施。通過優化設計,減少干線長度63 km。為減少對山體植被的破壞,將原設計的24條長度共24 km的隧道調增為72條92.7 km。采取隧道形式穿越大風堡自然保護區,實現了工程建設與環境的和諧。在維修、加固的基礎上,充分利用地方原有鄉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度,共減少新修伴行道路70余km。通過以上多項舉措的實施,累計減少植被破壞1 000余萬m2,減少砍伐各類苗木數百萬株。二是積極采取臨時措施。管道工程建設周期長,有時在雨季施工,特別是山區的雨季施工極易產生較大的水土流失。在施工過程中,為了防治水土流失,實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。通過臨時防護措施的實施,將水土保持、環境保護和文明施工結合起來,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,防止重復開挖和渣土多次倒運,減少了開挖量和廢棄量,減少了水土流失和環境影響。四是及時實施永久性水土保持工程措施。在主體工程施工的同時,盡可能早地實施擋土墻、護坡、護岸、截排水等專項水土保持工程,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,按照規定程序向流域主管部門申報,對穿越施工產生的污水和漿液進行無害化處理,確保了原有水土保持設施功能的恢復和加強。

(7)控制管道施工作業帶,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區域,該區域也是管道建設中產生水土流失的集中地。控制作業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中為減小管道施工作業帶對地面的干擾范圍和強度,有針對性地制定了有效的激勵措施,鼓勵參建單位少占地。規定在管道施工中“以占地補償費獎勵少用臨時用地”,少用多少獎勵多少,作業帶超出標準多占的進行相應處罰。通過實施這一措施,將施工作業帶由設計的18～28 m減少到12～24 m,減少了施工擾動面積325 hm2,不僅減少了對環境的破壞,還節約了大量占地費用支出。

(8)棄渣處置。川氣東送管道工程在建設施工中剩余大量的渣土,棄渣量達145萬m3。棄渣主要來源于隧道施工、盾構施工和管溝施工。這些棄渣極易造成水土流失,對周邊環境產生破壞,棄渣的處置至關重要。為此,采取了相應的措施。一是盡量減少棄渣。在爆破和開挖中做好施工組織方案設計,有效地控制可能產生的水土流失,杜絕直接向江河堆積土石渣造成嚴重的水土流失危害。二是先采取攔渣措施,后進行棄渣。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用料,變廢為寶。在安慶長江盾構、黃石長江盾構和山區段部分隧道穿越等施工過程中,產生的棄渣都得到了有效利用,總利用量達3.6萬m3。

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

5 結 語

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

長輸管道敷設距離長,建設周期長,跨區域多,沿線地形地貌復雜,造成的水土流失總量大。工程建設應該在盡量減少擾動面積的基礎上加大治理力度,特別應該做好耕地保護和地貌恢復,保護自然環境,通過努力,最大限度地防治水土流失、保護沿線生態安全,實現管道工程與沿線生態環境、社會環境的和諧。