淺談水工保護在長輸管道建設中的應用

摘要：在長輸管道工程建設中，不可避免地會對沿線山體、河道、地表地貌等造成嚴重的擾動，降低原水土保持功能，從而加劇水土流失并對周邊地域造成危害，嚴重危及管道安全。如何根據不同地區的水文地質特點，采取不同的水工保護措施，是長輸管道建設中的一個重要環節，同時也是管道建設中水土保持和環境保護的重要舉措。文章根據長輸管道工程建設中的各種地形地勢，分析管道遭受水害的一些基本現象及原因，提出一些常用的水工保護措施。

關鍵詞：水工保護；長輸管道；工程建設；治理措施

中圖分類號：TE973 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）35-0055-02

根據國外統計表明，管道在運營期間造成損害的主要原因不再是管材、焊接、防腐以及其他結構缺陷，而是由外力引起的，如洪水災害（簡稱“水害”）、地震、滑坡以及其他意外事故等。外力事故占總數的50%～60%，其中水害對管道安全的威脅屬第一位。水害的發生不像其他事故那樣，它具有一定的偶然性，每年汛期，洪水都會頻繁發作，而且發作強度大小很難預料，因此帶來的水害事故相應也很多，尤其是山區泄洪道少、水道狹窄，水害現象更為嚴重。因此，在復雜山區地段的管道設計務必要把水工保護作為設計內容的重要組成部分，針對不同地質條件下的管道建設采取切實有效的水工保護措施，保證管道的正常安全運行。

1 管道遭受水害的各種現象及原因

要對管道進行完善的水工保護措施，就必須掌握各種地形地貌及不同地質條件下的水害現象，對癥下藥，對于管道經過河流、沖溝、陡坎、陡坡等重點水害地段要加強防護，因地制宜，采取合理有效的水工保護措施。

1.1 陡坎、陡坡地段

管道經過山區、丘陵地區時，往往要在陡坎、陡坡地段敷設管道，管道以近乎與等高線垂直交叉的方式通過坡面。由于管道建設過程中坡面原來的地表植被和土層已被破壞，管溝中回填的是松散土體。當汛期到來時，管溝中的松散回填土會受坡面匯水沖刷流失，形成順溝沖刷，使管道裸露。

1.2 山區橫坡地段

管道在山區、丘陵地區，基本以平行于等高線的方式在山體的橫坡上進行敷設。施工單位在掃線過程中，會因為工程擾動誘發上部邊坡的地質災害，如落石、滑坡等；同時，坡面的匯水也會對管溝內松散的回填土進行沖刷，造成回填土流失，管道裸露。作業面下部的邊坡也可能因為工程擾動、承重等各種原因而出現滑坡、垮塌現象，產生次生災害。

1.3 河流

依照水量情況，河流分為常年有水河流和季節性河流。對常年有水的河流，普遍比較重視，設計所需要的水文資料也較為齊全，管道設計埋深及水工保護設施的施工質量都有所保證，因此管道后期受到的水害危害較小。而對于季節性河流，由于枯水期和汛期河水流量差距很大，不同年份也會因為降水量的不同而變化較大，加之水文資料難以獲取，管道在穿越此類河流時一般會選擇在枯水期通過，水害的嚴重性往往被忽視，日后極易出現浮管裸露現象。

河流邊的管道敷設主要有管道穿越河流敷設、順河溝岸邊敷設及順河溝底敷設等情況。管道穿越河流敷設時，不可避免地會受到水流沖刷侵蝕的影響。水流的沖刷作用造成的危害主要有兩種情況：一是河流河床沖刷下切，使原來埋設在河床下的管道裸露懸空，嚴重的可能扭曲、撕裂管道；二是隨著水流的沖刷，河岸侵蝕垮塌后退，使穿越河流的兩邊爬升連接段裸露懸空。管道順河溝岸邊敷設水流的沖刷作用主要是河流溝岸的崩塌。河流汛期來水量不同，會使水流方向在某一時期、某一地段發生變化，這種變化就會造成河流頂沖點位置變化，進而使受水流頂沖作用的岸坡垮塌后退。同時長期受水流浸泡的河岸也會整體坍塌而使管道裸露。管道順河溝底敷設一般是在河流的枯水期施工，當汛期來臨時管溝內的回填土極易受到水流沖刷，造成回填土流失，引發漂管事故，嚴重危害管道

安全。

2 實際工程中常用的水工保護措施

長輸管道的水工保護設計理念主要采取以防為主，防治結合，因地制宜，結合當地治理經驗，采取適宜的水工措施，以保證通過管道安全運行，同時在已保護管道安全的前提下盡量采取植物綜合措施。

2.1 合理選線

合理選線是避免水害最根本的方法。選線要滿足管道施工要求，同時路線要合理，節約投資，方便日后的管理與巡視。對一些沖刷強烈、發展不穩定的河流、溝谷以及陡坎、陡坡段，能避開則避開，若受條件限制，確實無法避開時，一定不要在彎道處穿越河流或順彎道凹岸敷設管道。

2.2 合理的管道埋深

合理的管道埋深既可以避免水流沖刷，造成管道裸露，又可以避免日后管道上動土破壞管道外防腐層及管道。管道穿越河流、沖溝時，應將管道埋設在設計沖刷線以下，并采取相應的水工保護措施。若管道埋深不足，只一味增加水工保護工程，則可能適得其反。

2.3 常用的水工保護措施

一般線路段的水工保護措施包括管溝回填土保持和地表水導水措施。管溝回填土保持措施主要指擋土墻、護坡、截水墻等，對于一般線路段陡坎、陡坡處應加設堡坎、護坡或擋土墻；地表導水措施指地表截水墻、截排水溝等。

管線穿越河流、溝渠時，均要對破壞的堤岸恢復原貌，并根據具體情況采取漿砌石護岸保護。對于有沖刷的河流除了保證管道深埋以外還要適當采取穩管措施，如加壓重塊、混凝土連續澆筑、穩管式截水墻或護底等。

主要設計范圍如下：（1）支擋防護：擋土墻、堡坎、實體護面墻等措施；（2）坡面防護：護坡、截水墻、噴漿護面等措施；（3）沖刷防護：河道護岸、地下防沖墻、過水面、混凝土連續澆筑、壓重塊等措施。

具體工程措施簡介：

2.3.1 擋土墻類、堡坎類、護岸、坡類一般適用于陡坎、陡坡、河流岸坡處，根據不同的工程地質類型和有無水環境采用不同的形式，根據實際地形擋土墻類、堡坎類、護岸、坡類也可以組合使用。

管道在橫坡或縱坡敷設時，坡度陡于45°的石方段坡腳防護，坡度大于1∶1的道路兩側，地基土質較好的地段，采用漿砌石擋墻。在岸坡陡于45°的溝岸、坡腳，下部遭受水流沖刷的幾率較小，洪水沖擊力較弱的地段，采用草袋素土擋土墻。

當田坎低于0.8米時，對田坎進行夯實恢復地貌即可，當田坎大于0.8米、小于2.6米時，采用漿砌石堡坎對田坎進行恢復；當管道位于河溝道一級階地上時，在易形成匯流的地方采用漿砌石堡坎恢復地坎。

2.3.2 截水墻類一般用于沿坡敷設段的管溝回填土保持，溝底縱坡大于5°的管溝內設置截水墻。主要分為草袋素土截水墻、漿砌石截水墻和混凝土截水墻，穩管式截水墻用于管道順河溝敷設或順河岸敷設地段管道沖刷和穩管防護。

土質地段采用草袋素土截水墻，碎石土、卵礫石和石方地段采用漿砌石截水墻，混凝土截水墻適用漿砌石施工困難的石方地區。碎石土、卵礫石、石方段管溝的沖刷和穩管防護采用漿砌石穩管式截水墻，對于漿砌石施工困難的石方段管溝沖刷和穩管防護采用混凝土穩管式截水墻。

2.3.3 穩管措施類主要是保護管道的穩定，護底措施類主要是保護管溝范圍內回填土的穩定，針對不同地段的水工保護，二者可結合使用，也可單獨使用，主要是針對河流、溝、渠穿越段的水工保護，最常用的幾種主要是混凝土現澆、壓重塊穩管和地下防沖墻、漿砌石過水面等。

3 結語

長輸管道在選線時，應盡量避開易受水害威脅的地段，從根本上消除隱患；必須采取水工保護措施的管段，應綜合考慮，多項水工保護措施組合使用，并與水土保持相結合，最大限度地保護管道安全。

參考文獻

[1] 李朝，陳向新.管道線路工程中的水工保護[J].油氣

儲運，1999，18（2）：37-40.

作者簡介：李曉坤（1985—），男，中油遼河工程有限公司油氣管道所助理工程師，研究方向：油氣儲運。