生態(tài)袋在管道水工保護中的應(yīng)用

大慶油田工程有限公司

生態(tài)袋在管道水工保護中的應(yīng)用

姜學(xué)田大慶油田工程有限公司

油氣管道在經(jīng)過地形起伏較大的邊坡時，管溝內(nèi)回填土多處于松散狀態(tài)，極易發(fā)生水土流失，威脅管道安全，需采取水工保護措施。生態(tài)袋是以聚丙烯為原材料制成的雙面燒結(jié)針刺無紡布袋子，利用透水性能及通過滿足植物生長的等效孔徑設(shè)計，實現(xiàn)只透水、不透土，形成穩(wěn)定的整體柔性結(jié)構(gòu)，在管道水工保護中能有效抑制水土流失，保護環(huán)境及保證管道安全。

管道；水工保護；生態(tài)袋；截水墻；植被恢復(fù)；堡坎

漿砌石防護結(jié)構(gòu)作為水工保護措施，雖具有抗沖刷強度大，不受環(huán)境影響，使用周期長等特點，但缺點也同樣明顯：①在運輸、地貌受限時，漿砌石結(jié)構(gòu)施工難度高，工程成本大；②漿砌石結(jié)構(gòu)水工保護措施有時需永久占地，地表覆蓋部分永久不生長植被，對環(huán)境影響較大；③漿砌石結(jié)構(gòu)與邊坡鑲嵌結(jié)合不好，在徑流沖刷下，易發(fā)生新的水土流失問題[1]。而生態(tài)袋邊坡防護措施具有柔性結(jié)構(gòu)、局部下沉不影響整體結(jié)構(gòu)功能、有利植被恢復(fù)等特點，既能有效保護管道安全，又能較好地解決漿砌石結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的問題。

生態(tài)袋是以聚丙烯為原材料制成的雙面燒結(jié)針刺無紡布袋子，利用透水性能及通過滿足植物生長的等效孔徑設(shè)計，實現(xiàn)只透水、不透土，既能防止填充物（土壤和營養(yǎng)成分混合物）流失，又能實現(xiàn)水分在土壤中的正常交流，對植物友善又可植被綠化，真正實現(xiàn)了零污染。袋與袋間用聚丙烯材料的連接扣板相聯(lián)，形成穩(wěn)定的整體柔性結(jié)構(gòu)；采用特殊配制的材料，抵抗紫外線的侵蝕，不受土壤中化學(xué)物質(zhì)的影響，不易質(zhì)變或腐爛，不易降解并可以抵抗蟲害的侵蝕，抗老化，無毒，抗酸堿鹽侵蝕及微生物分解，實現(xiàn)了建造穩(wěn)定性邊坡的目的。而生態(tài)袋每工程立方米費用為漿砌石造價的80%左右，且易于施工，大大降低了建設(shè)費用[2]。近年來，大慶油田工程有限公司在中貴線、中俄原油管道、南疆天然氣利民工程等項目廣泛應(yīng)用，效果良好。

1用于丘陵段管溝截水墻

丘陵地段管道基本保護措施為建設(shè)截水墻，且數(shù)量較多，一般山區(qū)地段在坡度8°～30°均需設(shè)置（大于30°單獨設(shè)計），間距根據(jù)坡度不同設(shè)置。施工時需對背土及裝土生態(tài)袋人工或機械夯實，相鄰袋間用聯(lián)結(jié)扣聯(lián)接形成整體，增加抗沖刷與抗滑能力。截水墻高不大于3 m時，墻底部分采用漿砌石基礎(chǔ)，墻面坡比在1∶0.1～1∶0.2。管溝截水墻如圖1所示。

圖1 管溝截水墻

2用于丘陵段梯田堡坎

山區(qū)丘陵堡坎地段運輸條件較差，石料、水泥等水保材料難以運輸，且施工成本較大，實施較困難。梯田堡坎高度小于2 m時，采取生態(tài)袋直接砌筑擋土墻；梯田堡坎高度大于2 m時應(yīng)在基礎(chǔ)部分增加0.5～1 m礫石墊層穩(wěn)固基礎(chǔ)。因整體為軟體結(jié)構(gòu)，不受局部下沉影響，如采用漿砌石結(jié)構(gòu)堡坎，當(dāng)局部下沉?xí)r，墻體將發(fā)生斷裂。生態(tài)袋砌筑梯田堡坎能有效恢復(fù)原貌，堡坎擋墻坡面植被能得以恢復(fù)，無永久占地。梯田堡坎結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 梯田堡坎

3用于山區(qū)縱坡面堡坎及排水溝

縱坡面采取生態(tài)袋堡坎能有效固土，防止坡面覆土因降雨涌向坡底，有利于保持管道經(jīng)過縱坡面的覆土厚度，從而保證管道安全。因生態(tài)袋材料具有透水不透土的性質(zhì)，當(dāng)降雨較小時，自然滲透至低處；當(dāng)降雨較大時，生態(tài)袋堡坎間坡面集水沿生態(tài)袋堡坎排至兩側(cè)未擾動的坡面，具有導(dǎo)水保土功能，有利坡面的植被恢復(fù)。坡面堡坎間距在坡面坡度8°～30°范圍內(nèi)為10～25 m，堡坎高度0.5 m，坡面上0.2 m，坡面下0.3 m。特殊地段地貌恢復(fù)后坡面低于原坡面時，在一側(cè)邊緣設(shè)生態(tài)袋排水溝，匯水后集中排放。如圖3所示。

圖3 縱坡段堡坎及排水溝

4用于橫坡地段

在管道通過橫坡地段，為減少水土流失并保護管道安全，在擾動的下坡面底部設(shè)置生態(tài)袋擋土墻及護坡；在上坡面未擾動的邊坡邊緣設(shè)置生態(tài)袋排水溝，將上坡面匯水集中排放低處，使橫坡地段恢復(fù)后邊坡穩(wěn)定。生態(tài)袋措施可以在復(fù)雜的地貌環(huán)境下根據(jù)需要來使用，有效保護管道。

5結(jié)語

管道工程中大部分坡面水工保護都可以用生態(tài)袋來替代傳統(tǒng)的漿砌石結(jié)構(gòu)，由于生態(tài)袋無永久占地，有利于植被恢復(fù)，能夠達到保護管道、保護環(huán)境目的，且具有施工方便、靈活、經(jīng)濟等特點，在管道工程水工保護中有廣泛的應(yīng)用前景。

[1]周德培，張俊云．植被護坡工程技術(shù)[M]．北京：人民交通出版社，2003．

[2]陳忠達．公路擋土墻設(shè)計[M]．北京：人民交通出版社，1999．

（欄目主持 李艷秋）

圖2 國外某油田新型集輸站

將傳統(tǒng)的功能單元根據(jù)油田開發(fā)的實際需要，采用工廠預(yù)制的方法，將其統(tǒng)一放在整體鋼結(jié)構(gòu)上面并組合起來，從而達到整體成站的目的。井口集輸計量站可以取代油田常規(guī)集油站，實現(xiàn)油田井口計量站的自動選井、介質(zhì)溫度和壓力的測量、油氣水三相計量、數(shù)據(jù)采集和傳輸、智能化控制以及自動加藥集成收發(fā)球和氣舉采油等功能。站內(nèi)配有高性能全自動RTU，根據(jù)用戶的需要完成遠程監(jiān)控，實現(xiàn)整站無人值守。

3結(jié)論

（1）井口集輸計量站在海外地區(qū)實現(xiàn)快建化、快投化，打破了多年來就地安裝的格局，比同類集輸站就地安裝可節(jié)省占地面積30%以上，野外建設(shè)周期縮短50%以上。

（2）快建快投技術(shù)的應(yīng)用，加速了海外油田地面工程的建設(shè)速度，提高設(shè)備的使用率，同時還適應(yīng)油氣田滾動開發(fā)的需要，有效地節(jié)省建設(shè)投資，對海外油氣田產(chǎn)能建設(shè)具有非常重大的意義。

收稿日期2015-06-19

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.8.007

姜學(xué)田：工程師，1985年畢業(yè)于廣東石油學(xué)校煉制系，現(xiàn)從事油氣管道工程設(shè)計。

（0459）5903667、jiangxuetian@petrochina.com.cn

2015-03-06