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(fā)戰(zhàn)略、加快天然氣產業(yè)發(fā)展而興建的一個大型跨地區(qū)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(qū)的天然氣管道,為中東部地區(qū)管線聯網創(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(qū)

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(qū)、240個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、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(qū)4 325.61 hm2、直接影響區(qū)1 192.95 hm2。項目建設區(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、陰極保護站、線路標志樁等)、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數千公里,跨越區(qū)域很多,但其水土流失防治分區(qū)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(qū)、丘陵區(qū)和平原區(qū)3個一級分區(qū),在此基礎上依據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。根據國家水土流失重點防治區(qū)的劃分,管道所經部分地區(qū)屬國家級預防保護區(qū),其中從普光到宜昌經過川渝、鄂西山區(qū),屬國家重點治理區(qū)和國家重點監(jiān)督區(qū)。由于管道所經區(qū)域地理環(huán)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(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(guī)、原則和制度統(tǒng)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(yè)指導書》。在工程建設過程中實行了“七統(tǒng)一”,即統(tǒng)一標準、統(tǒng)一設計、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(jiān)督機構的監(jiān)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(guī)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(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(tài)。

(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(yōu)化、優(yōu)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(yè)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(huán)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(yōu)先考慮植物措施,堅持環(huán)境和生態(tài)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(yōu)先采用穿越方式;管線可山上敷設和山下敷設的,優(yōu)先采用山下敷設;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、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,為實現將川氣東送管道建設成為生態(tài)工程的目標起到了重要作用。六是強化后續(xù)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(fā)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(yōu)化。充分尊重并吸納地方規(guī)劃、土地、林業(yè)等部門和當地群眾的意見,為減少水土流失和對生態(tài)環(huán)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(yōu)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(qū)、武漢梁子湖濕地自然保護區(qū)等,最大限度地保護了自然環(huán)境;對沿線各煤礦采空區(qū)、滑坡、崩塌、泥石流等災害易發(fā)區(qū)及人口密集區(qū)域采取了避讓和防護措施。通過優(yōu)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(qū),實現了工程建設與環(huán)境的和諧。在維修、加固的基礎上,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(qū)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(huán)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(huán)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(guī)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(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)域也是管道建設中產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中為減小管道施工作業(yè)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(guī)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(yè)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(yè)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(huán)境的破壞,還節(jié)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(huán)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(qū)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(tài)、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(yōu)先利用植物措施,共植樹種草680 hm2,最大限度地保護了生態(tài)環(huán)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(chuàng)建和諧、善待環(huán)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(jiān)測點49個,臨時監(jiān)測點166個,監(jiān)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(qū)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(huán)境,通過努力,最大限度地防治水土流失、保護沿線生態(tài)安全,實現管道工程與沿線生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境的和諧。