生態水保工程在油氣管道建設中的管理技術創新

李 平，劉康勇，儀孝建，宮德剛

(1.中國石化管道儲運(分)公司，江蘇 徐州 221008;2.石油化工工程質量監督總站管道儲運分站，江蘇徐州 221008)

1 工程概況

川氣東送管道工程西起四川普光首站，東至上海末站，途經8省直轄市、29個地級市、63個縣區、240個鄉鎮、1 065個村、86 529戶，管道干線全長1 635km，設計年輸量120億m3，設計壓力10MPa，管徑1 016mm。除干線以外還包括達化、川維、江西、南京、金陵共5條支線，全長535km，管道總長度為2 170km，山區管道620km，管道共7次穿越長江，穿越山體隧道72條、合計長度92.3km。

山區管道沿線山勢險峻、溝壑縱橫，平原段水網密布、地形復雜多變。川氣東送管道工程生態水工保護工程投資8億元，設計水土保持混凝土方量3.2萬m3、漿砌石方量168萬m3，設計水土流失治理面積1 473.06萬m2，實施生態水土保持綜合治理不僅對減少工程建設期間水土流失、治理大氣污染、保護環境發揮重要作用，而且對提高沿線人民生活質量、改善生活環境、促進地方經濟發展、確保管線運行安全具有重要意義。

2 建立生態水土保持綜合防治新理念的背景

川氣東送管道工程經過72條隧道、32座站場、穿越長江7次、穿越數百條大小河流，這些工程會導致大跨度施工擾動和高強度水土流失，由此所造成的潛在威脅和復雜多變的地形地貌及特殊地質條件，都是整體水土保持綜合防治躲不開的難題。

為了解決上述難題，項目建設單位設立QHSE(質量、健康、安全、環保)管理部，具體負責全線水保工程的建設管理工作:①通過設計管理創新，委托水保工程專業設計院進行設計，本著因地制宜、綜合治理的原則，采用水保模塊設計與點對點設計相結合的設計方法;②通過水保施工管理創新，委托武警水電部隊等專業隊伍進行水保施工，根據各地實際情況，合理安排各項措施，使各單項措施有機結合，形成一個整體，確保管道工程徑流調控與河道穩定、管道工程邊坡固定、管道工程沿線植被恢復等;③通過水保施工監理管理創新，委托專業監理公司進行水保施工監理;④通過環境監理監測管理創新，委托環境監測監理對管道沿線生態環境進行水保環境監測。

在此基礎上，針對工程建設的難點、特點提出用生態、和諧與管道安全相結合的工程建設理念，統領工程建設各項工作，主動履行社會責任，通過科學決策、嚴密組織、強化管理，注重實效，全面打造國家級精品工程。努力實現工程管理更規范、質量更優化、人際關系更和諧、安全環保更達標，讓和諧、綠色、安全、健康的理念融入水土保持工程全過程。

3 生態水保工程管理技術創新的內涵與做法

川氣東送管道工程縱跨我國長江流域，穿越“巴山蜀水、鄂西武陵”，橫貫江漢平原、江南水網，跨越空間大，地貌類型復雜。巴蜀－鄂西段山峰林立、崖懸壁峭、坡陡溝深，高差懸殊，雨量充沛;平原段河網交織、湖泊眾多、堤路縱橫，水土保持工程施工、治理難度大。

從生態環境保護和可持續發展角度，為減少水土流失、彌補項目建設對管道沿線環境的影響，在項目結束后進行地貌恢復、改善沿線生態環境、保護管道安全運行。結合油氣管道工程所在區域的環境特點、項目建設的工程現狀，通過水保工程管理技術創新，提出了油氣管道建設時生態環境保護的解決措施，為油氣管道工程生態水土保持提供了有效方法。

項目建設單位按照安全、環保，水土保持工程與主體工程同時設計、同時施工、同時竣工驗收和投入使用的要求，認真組織做好水土保持的設計和地貌恢復工作，組織制定了《川氣東送管道工程水土保持方案》，要求參建單位6項指標必須達標，具體指標見表1。

表1 參建單位水土保持工程控制指標Table 1 Control indices of the soil and water conservation projects for the working teams

采取整體水土保持工程綜合防治多種措施，防止水土流失。為了確保實現工期目標、質量目標、HSE(健康、安全、環保)管理目標，確保把川氣東送管道工程建成安全、生態、優質、福祉的工程，川氣東送管道水土保持工程施工工作中，采取和強化了以下措施。

3.1 預測水土流失量

水土流失量的計算是油氣管道建設水土保持工程量計算的重要內容，川氣東送管道工程的生態水保工程水土流失量的主要計算方法如下。

(1)流失預測模式，預測公式為:

式中:Ms為預測期水土流失量(t);M0為原生水土流失量(t);M為建設期新增水土流失量(t);F為加速侵蝕面積，即可能造成的水土流失面積(km2);A為加速侵蝕系數，取2;P為原地貌土壤侵蝕模數，取值200 t/(km2·a);T為預測時間(a)，取項目建設期2 a。

(2)棄土棄渣場的水土流失量預測模式，預測公式為

式中:WS2為排放棄渣造成的直接排放量(t/a);Dei為棄渣流失系數(%);Mi為棄渣量(萬t)。

考慮管道沿線的地質地貌，管道開挖隧道的棄土棄渣壓占土地后，新增水土流失的原因主要是降雨對土石渣的沖刷。每年平均沖刷流失量約為土石渣堆放總量的10%～70%，棄渣流失系數平均值為0.15。

(3)新增水土流失總量，采用公式為

式中:L為新增水土流失總量(萬t);Ls為開發建設破壞微地貌類型區水土流失量總量(萬t);Ld為棄渣流失量總量(萬t);Lf為開發建設前所占區域的水土流失量總量(萬t)。

通過以上公式的計算，可以初步預算出管道工程建設水土流失量［1］。

3.2 創新采用“七統一”方法進行水保工程全過程控制

管道項目建設單位組織專家編制了《川氣東送管道工程水工保護作業指導書》，針對沿線地形地貌、土壤植被、水土流失現狀等，對漿砌石擋土墻施工、河流護岸施工、沖溝處理、梯田坎恢復、田間渠道、池塘的恢復及棄渣場保護等55個作業點，施工過程有明確的質量要求。要求參建單位武警水電部隊按照“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”的“七統一”方法建設好水保工程，加強對水保工程質量的監督檢查，確保順利通過國家驗收［2］。

現場踏勘，進行點對點的設計，會同當地環保部門，對工程建設的難點、重點、敏感地帶和水保工程重點地段，聘請內蒙古自治區水利科學研究院的專家對水保工程進行點對點的設計［3］。

制定了《川氣東送管道工程水土保持方案》，要求擾動土地治理率、水土流失治理率、水土流失控制比、攔渣率、植被恢復系數、林草植被覆蓋率6項指標必須達標。凡是在管線經過的地方，陡坡地段、巖石風化的邊坡地段、由于施工降低邊坡高度地段、可能產生塌方滑坡不良地質地段、高填方地段、水流沖刷嚴重地段、保護重要建筑物、保護生態環境等重要地段，都要修建擋土墻。

分類進行管理和施工:一是線路工程擾動范圍內水保，主要包括梯田坡坎恢復、梯田復耕、水文網恢復、溝岸保護、河流護岸、公路恢復等內容;二是工程施工產生的水土流失的治理，主要是邊坡治理、沖溝處理、棄渣場保護、施工便道保護、河流的調控措施等;三是及時做好植被恢復，讓農民盡快復耕;四是做種植實驗，盡快恢復植被。

3.3 貫徹落實“三個尊重”管理理念

在項目建設過程中，提出了路由優化階段，要充分尊重地方政府并吸納地方規劃、土地、林業等部門和當地群眾的意見，從提高管道線路路由方案的合理性和可行性、降低施工期安全風險和施工難度、減少對生態環境影響、保證管線后期運行安全、確保建設工期的角度出發，管道項目建設單位組織相關設計單位對山區段路由進行了優化調整。

通過路由優化和調整，避開了國家森林公園和濕地自然保護區，最大限度地保護了沿線農民的利益和自然環境，對沿線各煤礦采空區、滑坡、崩塌、泥石流等災害發生區域及人口密集區域采取了避讓或防護措施。通過改線優化和調整，不僅大大降低了施工難度，消除了管道施工及今后運行的安全隱患，而且規避了與地方規劃的沖突，減少了對植被和農田的破壞。

3.4 注重環境保護，建設生態工程

按照總體要求，要把川氣東送管道工程建設成為生態工程、福祉工程，創建國家級優質工程，環境保護工作至關重要。管道項目建設單位從源頭抓起，按照環保工作要求，抓設計源頭、抓方案優化、抓過程管理、抓生態水保工程建設。

一是抓工程設計源頭:本著能打隧道不爬山的原則，繞過青山綠水、少驚飛鳥游魚，減少管線在翻山越嶺中對植被的破壞。

二是抓工程方案的優化:在條件允許的情況下，管線既能跨越又能穿越，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［4］;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;管線既可穿越也可沉管的，優先采用沉管方式，盡最大可能減少施工過程中對環境的破壞。

三是抓好施工過程的管理:分別制定了隧道施工、長江穿越、站場施工等環境保護措施，在工程施工期間，對噪音、震動、廢水、廢氣、廢渣進行全面控制，把污染排放造成的影響降到最低。在管道穿越江河施工，盡可能選用環境影響小的定向鉆、頂管施工方式。對于定向鉆泥漿處理采取圍堰倒流的辦法，隧道施工廢水采取泥漿沉淀池進行沉淀。隧道施工產生的廢渣，為農民修路、造地、墊房基地，剩余部分砌墻圍欄［5］。山區段管溝開挖和隧道施工產生的廢渣處理，碎石粉碎后管溝回填。加強對敏感區域、水源地、自然保護區、風景區的保護。

3.5 HSE管理到位，確保生態水保工程順利實施

項目建設單位建立了一個組織嚴密、目標明確、職責分明的HSE管理體系;制定了HSE管理手冊、程序文件、作業指導書;建立了HSE作業組織機構，明確了各級各崗位的管理職責;項目經理是HSE管理的第一責任人，專職人員是HSE管理的核心，基層作業組長是HSE管理的重點。各單位認真貫徹國家有關健康、安全、環保方面的技術標準和技術規范，落實五大評價報告，制訂最佳的施工組織方案，采取多項措施把安全、健康、環保工作落到實處。在項目實施過程中，對高空作業、臨時用電、火藥雷管、交通車輛、巖土作業等高風險作業區，對條件比較艱苦，施工環境惡劣、威脅員工生命健康，都嚴格實施了HSE管理，有效地控制了重大災害事故的發生，從而保證“安全工程、優質工程、生態工程、福祉工程”四大目標的順利實施，為工程建設和建成后貫徹HSE標準打下良好的基礎。

4 生態水保工程取得的效果

4.1 經濟效益

川氣東送管道工程初始設計方案，在山區段管道走向，多采取爬山的方式敷設管道，管溝開挖和施工過程要砍伐大量的樹木，破壞自然環境，實行“三個善待”的理念，就要盡最大可能減少對自然環境的破壞，項目管理部門帶領設計單位多次進行實地勘察，邊勘察、邊研究、邊修改、邊優化，對難點工程和穿跨越工程，進行點對點的設計，先后組織召開了多次設計協調會，按照能在山下過不在山上走，能打隧道不爬山，能利用荒地不占耕地的原則，規避工程建設與環境保護的矛盾，盡最大努力繞過青山綠水、少驚飛鳥游魚。善待環境首先是設計環保，千方百計提高設計質量和技術含量，千方百計優化線路。

通過創新設計管理，對普光－宜昌山區段線路路由的優化，縮短線路長度63km，直接減少投資費用初步測算就達54 135萬元，具體內容見下表2。

不可否認，隧道工程量增加，導致工程部分投資增大，但是管道避開了地質不穩定、高陡坡或其它重要敏感地段，在降低了施工難度的同時，也最大限度地規避了地質環境可能給管道帶來的安全隱患，為管道的安全運行奠定了基礎，同時減少了由于工程施工對森林植被的破壞，最大限度地保護了生態環境［6］。

表2 路由優化減少費用一覽表Table 2 Cost cut by pipeline routing optimization

4.2 生態效益

加大環保、水保工程建設資金投入力度，共投入資金8億元，完成水土保持工程施工點位38472處，工程類型包括擋土墻(坎)、截水墻、梯田坎、截排水溝、護坡等20種類型，水工保護完成主要工程量為: 漿砌石1 687 707.73 m3， 混凝土32 185.09m3，干砌石8 452.55m3，U型槽33 539.32m，植生袋135 864.41m3，植樹種草591.9m2，植被恢復面積達到591.9 hm2，水土流失治理面積1473.06萬m2，最大限度地保護了生態環境(見表3)。

表3 生態水保工程完成指標項目一覽表Table 3 Projects finished for ecological soil and water conservation and achieved targets

4.3 環境保護指標

中國石化集團公司安全環保局委托鐵道部產品質量監督檢驗中心安全衛生檢驗站，對工程建設過程的噪聲、環保工作、大氣TSP監測、水質監測，進行了環境監理，在全線共設噪聲監測點91處，現場實測施工中使用的機械、設備和運輸車輛及其產生的噪聲情況(測試值見表4)，管溝開挖、靜態爆破、隧道施工的風機、空壓機等布置在施工營地的高噪聲設備會對當地環境有一定影響，但都處于可控狀態。

表4 管道工程施工機械噪聲測試值Table 4 Measured noises from machines during the construction

在河流穿越段(含水庫、湖泊)設水質監測斷面96個，大氣TSP監測點44個，現場采樣423個，定期進行環境監測。監測報告的結果表明，川氣東送管道工程環保措施到位，施工期對周圍環境的影響較小各項指標低于國家控制指標。國家水利部水土保持監測中心已完成了6次全線巡查監測，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，大大低于預測值11 500 t/km2。

4.4 社會效益

中央電視臺對生態管道環保工程建設的成績進行了報道，中國石化報也在頭版頭條對善待環境民生進行了報道，項目管理單位收到沿線地方政府的感謝信和錦旗80多件，用實際行動兌現了建設綠色生態環保工程的諾言。川氣東送管道工程建設實踐“三個善待”、“三個尊重”的建設理念，保護環境、關注民生、造福于民、樹立了石化企業良好形象產生了巨大的社會效益是無法用數字和語言描述的。

5 結語

通過生態水保工程管理技術創新，建設水土保持綜合防治體系。創新采用“七統一”方法進行生態水保工程全過程控制，完成了生態水土保持工程建設任務，使環境保護各項指標處于合理狀態，取得了較好的經濟效益和社會效益，實現了保護管道安全、防治水土流失的目標，最大限度地保護了油氣管道沿線的生態環境［7］。

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