陜京三線輸氣管道工程(榆林—良鄉段)水土流失防治實踐

趙俊俠，任楊俊，劉雅麗，張曉靜

(1.黃河上中游管理局，陜西 西安 710021；2.臨潼黃河職工療養院，陜西 臨潼 710600；3.黃河水土保持西峰治理監督局，甘肅 西峰 745000)

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陜京三線輸氣管道工程(榆林—良鄉段)水土流失防治實踐

趙俊俠1，任楊俊2，劉雅麗1，張曉靜3

(1.黃河上中游管理局，陜西 西安 710021；2.臨潼黃河職工療養院，陜西 臨潼 710600；3.黃河水土保持西峰治理監督局，甘肅 西峰 745000)

輸氣管道工程；水土保持；防治措施

輸氣管道工程屬線性建設項目，具有線路長、動用土石方數量大、施工方式多樣、產生大面積裸露邊坡等特點，其施工造成的水土流失具有量大、面廣的特點。陜京三線輸氣管道工程沿線涉及的地貌類型多、施工條件復雜、水土流失形式多樣、水土流失防治難度大。在工程建設中，按照水土保持相關法律法規，結合項目區實際，布設的水土保持措施發揮了較好的水土保持功能，特別是對高陡崾峴、高陡邊坡、黃土沖溝等不同地貌區域實施的水土保持措施效果明顯。介紹了陜京三線輸氣管道工程(榆林—良鄉段)實施的水土保持措施，可為同類工程建設的水土流失防治提供借鑒。

隨著國民經濟的發展，長距離管道建設工程越來越多，輸氣管道工程建設會加劇水土流失、破壞區域生態環境。陜京三線輸氣管道工程是繼陜京一線、陜京二線之后，又一條自陜北到北京的天然氣能源通道，是落實國家能源多元化戰略、構筑國家西氣東輸通道的又一戰略項目。陜京三線分三段進行建設，即榆林—永清段、永清—良鄉段、良鄉—西沙屯段，其中前兩段即榆林—良鄉段于2009年1月開工，2010年12月建成投入運營，水土保持措施基本與主體工程建設同步實施，并于2014年8月通過了水利部組織的驗收。在工程建設中，按照水土保持相關法律法規，結合項目區的實際，布設的水土保持措施發揮了較好的水土保持功能，特別是對高陡崾峴、高陡邊坡、黃土沖溝等不同地貌區域實施的水土保持措施效果明顯。

1　工程概況及項目區概況

1.1工程概況

陜京三線輸氣管道工程起點為陜西省長慶氣區榆林首站，經陜西省榆林市、佳縣，山西省臨縣、興縣、方山縣、嵐縣、靜樂縣、忻州市、陽曲縣、盂縣, 河北省井陘縣、平山縣、鹿泉市、正定縣、藁城市、無極縣、深澤縣、定州縣、安國縣、安平縣、博野縣、蠡縣、高陽縣、任丘市、文安縣、霸州市、永清縣、固安縣、涿州市，北京市房山區，終點為北京市房山區良鄉分輸站。輸氣管道全長905.6 km，共布設9座輸氣站場、42座線路截斷閥室。沿途建隧道6處，其中1處水下隧道(穿越黃河隧道)、5處山體隧道(大度山隧道、黑茶山隧道、又道溝隧道、東溝山隧道、南嶺隧道)，棄渣場11處，穿越各等級公路、鐵路、河流、黃土沖溝多次，擴建、新建施工道路221.5 km。

1.2項目區概況

工程沿線氣候類型有干旱半干旱大陸性氣候、暖溫帶半濕潤大陸性氣候兩種。榆林首站—太行山又道溝隧道西口屬干旱半干旱大陸性氣候區，冬長夏短，寒暑變化劇烈，氣溫日較差大，干旱少雨，蒸發強烈，災害性天氣頻繁；多年平均氣溫6.7～9.1℃，多年平均降水量366～585 mm，最大凍土深1.08～1.44 m。太行山又道溝隧道東口至北京末站屬暖溫帶半濕潤大陸性氣候區，春季風大沙多，甚至出現沙塵暴，夏季炎熱多雨，秋季晴朗少云，冬季嚴寒干燥；區域年均氣溫11.4～13.3 ℃，年均降水量511～644 mm，最大凍土深0.49～0.85 m。沿線大致以蘆芽山、云中山地表分水嶺為界分為兩大水系，以西屬黃河水系，以東屬海河水系。土壤類型多樣，主要有黃綿土、高原草甸土、黃棕壤、潮土、濕潮土、褐化潮土等。原始植被已被破壞殆盡，現存植被多為次生灌叢和灌草叢，其間零星分布有人工喬木，林草覆蓋率19.1%～35.2%。

項目區水土流失類型以水力侵蝕、風力侵蝕為主，局部有重力侵蝕，容許土壤流失量華北平原區為 200 t/(km2·a)，其他區域均為1 000 t/(km2·a)。

2　水土保持措施設計與實施

陜京三線輸氣管道工程(榆林—良鄉段)在設計及建設中，根據容易引發水土流失的環節，結合項目區水土流失特點，重點考慮項目區涉及的四大地貌類型自然條件的差異，以及水土流失形式的多樣性來布設水土保持措施。在進行水土流失防治分區的基礎上，重視項目占地的恢復利用，做到既能保持水土，又不影響當地農業生產和周邊生態環境。

按照地貌類型將陜京三線輸氣管道工程(榆林—良鄉段)項目區劃分為毛烏素沙地區、晉陜黃土丘陵溝壑區、呂梁—太行山地與山間盆地區、華北平原區4個一級水土流失防治分區；再根據工程組成、施工擾動特點、新增水土流失情況等，將每個一級分區劃分為管道施工作業帶區、輸氣站場區、線路截斷閥室區、穿越工程區、施工道路區和棄渣場區6個二級防治分區。

2.1 管道施工作業帶區

管溝開挖前首先對占地類型為耕地、草地、林地、果園的進行表土剝離，后開挖下層生土，并將表層熟化土與底層生土分別集中堆置在管道作業帶一側，在臨時堆土坡腳采用袋裝土進行攔擋，表面采用防塵網苫蓋。黃土梁峁溝壑區管道下溝安裝好后，先用生土回填管溝，平整為臺地，后用剝離的表層熟土覆蓋，復墾或恢復植被；黃土河谷階地、黃土塬面區和平原區管道下溝安裝好后，先用生土回填，后用全部表層熟土覆蓋，剩余棄土就地整平，復墾或恢復植被；毛烏素沙地區的管道施工結束后，在已實施的草方格沙障內混播灌草恢復植被。

根據管道經過區域的地貌、邊坡特點，實施了相應的工程防護措施，具體如下：

(1)毛烏素沙地防護。管道通過沙丘且受風蝕作用影響地段，根據主風向、沙丘形態、管道防護要求，在管溝表面及管道兩側布設沙障，以減弱沙丘的移動速度和破壞力。沙障呈行、帶狀布設，并與風向垂直。草方格尺寸1 m×1 m，以檸條、沙打旺等小灌木植株或麥草為材料，將小灌木植株插入沙地250～350 mm，草料露出沙地150～250 mm。

(2)黃土邊坡防護。在黃土地區采用漿砌石或干砌石護坡，坡腳設置漿砌石或干砌石堡坎，以消除坡腳地基失穩現象，防止水土流失。坡度在25°～45°的土質或砂土質邊坡采用裝土草袋碼砌防護。裝土草袋鋪平，碼放整齊，縫隙錯開，防止豎向通縫；草袋上方覆一層土，防止太陽暴曬，延長草袋的使用壽命。單個草袋體積為0.7 m×0.5 m×0.2 m，填料為草袋體積的70%。擋土坎寬0.5 m、高2 m，長度根據防護邊坡具體情況確定。

(3)高陡邊坡防護。高陡邊坡在黃土梁峁區廣泛分布，水易順著陡坡段管溝泄流，侵蝕管溝周圍填土，易產生水土流失，導致管溝懸空。為有效減少由于管溝在陡坡段的敷設而造成的水土流失，對于坡度大于30°的高陡邊坡，首先進行削坡分階處理，在削坡后的高陡邊坡兩側、坡頂、坡腳和邊坡中部平臺設置截排水溝，將水流引至高陡邊坡以外的沖溝內，坡面采用漿砌石護坡、植物護坡，避免匯水沖刷坡面；在坡面底部設置漿砌石擋墻，擋土墻及護坡兩端嵌入老土層(原狀土層)0.5 m。一般陡坡在坡頂設置環形截水溝引流并消能，坡腳設置漿砌石擋土墻，管道上下彎頭處設置灰土基礎并布設平行截水溝等措施。

(4)高陡崾峴防護。黃土崾峴通常地勢較低，兩側是陡峭沖溝，溝頭發育劇烈，且崾峴兩側常伴有黃土陷穴和落水洞等。管道在通過黃土崾峴時首先清除表層浮土和植被，采用3∶7和2∶8灰土分階進行夯實護坡，防治黃土濕陷；在崾峴周邊及平臺設置截排水溝，排水溝末端設置消能護坦措施，將匯水排至崾峴50～100 m以外的溝底穩定位置消能排放，以免產生下切侵蝕；坡面采取漿砌石拱形護坡，拱形坡內回填表土，并種植護坡植物。

(5)黃土沖溝防護。針對溝頭穩定的沖溝，采取沿溝頂部邊緣設置阻水墻或截水溝等措施，以抑止沖溝繼續發育。對于沖溝邊坡較穩定，但溝底植被條件較差、沖溝有可能下切的情況，除了設置阻水墻或截水溝，還在管線下游一定位置設置地下防沖墻(漿砌石結構)、淤土壩(灰土夯實)等攔淤措施，以抬高沖溝底部侵蝕基準面，防止沖溝底部深切發育。

2.2輸氣站場區和線路截斷閥室區

施工前首先剝離表土，并運至站場一側的空地進行臨時堆放，待建(構)筑物施工完畢后，作為綠化用地的覆蓋土層。在臨時堆土坡腳采用袋裝土進行攔擋，表面用防塵網苫蓋。為控制施工活動范圍，施工時對輸氣站場和截斷閥室施工區域采取了彩鋼板圍擋措施。為保證站場安全，避免雨水漫流造成水土流失，輸氣站場和閥室區修筑有漿砌石排水溝。輸氣站場、線路截斷閥室區建(構)筑物建設完畢后，及時清除地面附著物和垃圾，平整場地，采取碎石壓蓋、綠化美化措施。

2.3穿越工程區

施工前首先剝離表土，選定空地臨時堆放，在坡腳用袋裝土攔擋，表面用防塵網苫蓋。在大開挖穿越公路等地段，及時對開挖面采取漿砌石護坡措施，避免產生新的水土流失。大開挖穿越有水河流時采取圍堰導流，對穿越河流所破壞的河流岸坡及時采取漿砌石擋土墻護面防護，且與兩岸未破壞大堤銜接好，以確保堤岸穩定和減少新增水土流失。護坡寬度要大于管溝開挖破壞的寬度，擋土墻基礎要置于穩定層上，且與兩側原有岸坡平滑連接，自然過渡。在隧道穿越洞口設置漿砌石截排水溝。施工完畢后及時清理地面附著物，平整施工場地進行跡地恢復；對于定向鉆和頂管穿越工程，在施工完畢后及時回填工作坑，表面覆蓋熟土，恢復植被或復耕。

2.4棄渣場區

陜京三線輸氣管道工程(榆林—良鄉段)在每個隧道進出口支毛溝中均設置有專門的棄渣場，在溝道洪水沖刷作用下渣體極易產生坍塌、滑坡現象。按照“先攔后棄”的原則，棄渣前首先設置擋渣墻，將原狀表土剝離堆置在選定位置，以備堆渣完畢后回填利用。棄渣分層堆放壓實，階梯式堆放。棄渣結束后，對棄渣面進行整治、覆土(厚度30～50 cm)，按1∶1.5的坡比整治堆渣體；在棄渣坡面、平臺種植灌草恢復植被，在渣體周邊、平臺修筑漿砌石截排水溝，避免匯水直接沖刷渣體，防止棄渣隨徑流流失或發生坍塌而產生水土流失。

2.5施工道路區

陜京三線輸氣管道工程經過的平原地區交通十分便利，而黃土丘陵溝壑區、呂梁—太行山區段公路較窄，交通相對不便，部分路段需要整修或新建施工道路。施工期為避免地表受雨水沖刷產生水土流失，在道路兩側修建臨時排水溝。施工結束后，施工便道大部分留作民用或作為管線檢修巡線利用，部分進行土地整治后復耕或撒播草籽恢復植被。毛烏素沙地區的施工便道采用草方格沙障進行治理，在草方格沙障內栽植灌木恢復植被。

陜京三線輸氣管道工程(榆林—良鄉段)根據管道沿線各地的立地條件，結合工程建設實際，注重生態效益，兼顧美化環境，按要求實施了土地整治、沙障、截排水溝、擋渣墻、漿砌石網格護坡、草袋護坡、干砌石擋墻、漿砌石堡坎、素土堡坎、漿砌石護坡護岸、魚鱗坑等水土保持工程；采取喬、灌、草相結合的方式對站場進行了綠化美化，及時恢復了施工作業帶、施工道路、棄渣場及其他擾動區域的地貌、植被，特別是加強了對高陡崾峴、高陡邊坡、黃土沖溝等的防護治理，有效減少了由管溝在陡坡段敷設而造成的水土流失，抑止沖溝及沖溝深切發育。工程建設采取的水土保持措施，使水土流失防治責任范圍內的各類開挖擾動面得到了有效治理，最大程度地減少了工程施工新增水土流失的產生，有效地恢復和改善了區域生態環境，取得了良好的水土流失防治效果。

3　結　語

水是生命之源，國土是生態文明建設的空間載體，水土保持的任務和目標就是保護水、土資源，保護和改善生態環境。輸氣管道工程在建設過程中，管溝開挖、高挖低填、穿越開挖、棄土棄渣等施工活動會產生新增水土流失，使區域生態環境惡化，影響工程的安全實施和運營。為盡量將新增水土流失降到最少，需要嚴格落實水土保持“三同時”制度，嚴格按照水土保持方案的設計內容，對位配置合理可行、系統完善的工程措施、植物措施和臨時措施，以保護和改善區域生態環境，保證管道工程建設和運行安全，達到項目建設與周邊生態環境協調發展的目的，實現工程建設和生態建設的雙贏。

(責任編輯孫占鋒)

S157.2

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1000-0941(2016)09-0038-03

趙俊俠(1967—)，女，陜西澄城縣人，高級工程師，學士，主要從事水土保持規劃設計、水土保持方案編制、水土保持設施驗收技術評估等工作。

2016-08-01