油氣管道工程黃土邊坡敷設段水土保持措施設計

關鍵詞：水土保持；措施設計；邊坡敷設；油氣管道工程；黃土地區中圖分類號：S157 文獻標識碼：B DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2025.09.021引用格式：.油氣管道工程黃土邊坡敷設段水土保持措施設計：以古浪—河口天然氣聯絡管道工程為例[J].中國水土保持，2025（9）：76-78.

古浪一河口天然氣聯絡管道工程自北向南經過甘肅省古浪縣、景泰縣、天祝藏族自治縣、永登縣和蘭州市西固區，線路長 184.923km 。工程沿線經過山地、黃土丘陵、沖積平原和河流谷地地形，其中山地主要集中在古浪縣、景泰縣及蘭州市西固區。管道沿線區域氣候特征過渡明顯，由北部的大陸性干旱氣候區過渡至中部溫帶半干旱氣候區、南部中溫帶半干旱干旱氣候區，不同地點年均降水量為 184.8～411.3mm 。管道沿線設置2座工藝站場、8座監控閥室；工程穿越中型河流8處，鐵路5處，高速公路3處，國道、省道6處；定向鉆穿越山體3處、魚塘2處；頂管穿越山體5處。管道線路不可避免要經過山區、丘陵區高陡邊坡，因此采取垂直等高線順坡敷設和沿等高線橫坡敷設兩種敷設方式。按照項目組成和布置情況，共劃分5個水土流失防治區，分別為管道作業帶區、站場閥室區、穿越工程區、施工便道區、施工生產生活區。工程區以水力侵蝕為主，除天祝藏族自治縣屬青藏高原地區外，工程涉及的其余區域均屬黃土高原地區。由于黃土成分均勻無層理，具有遇水濕陷的特點，管道敷設途經黃土邊坡時易發生流土現象，遇暴雨易產生沖溝，甚至引發失穩崩塌、滑坡等地質災害，因此工程開展黃土邊坡敷設段水土保持措施設計至關重要。

1存在的問題

1）油氣管道工程在主體設計過程中，對影響管道安全的水土流失情況會設計相應的水工保護措施。通常情況下在高陡邊坡地段，根據坡度大小選擇合適的間距，從坡底沿管道設置截水墻；管溝回填后，從坡底開始砌筑擋土墻，坡面采用槳砌石護坡，并在坡頂和坡頂邊緣兩側縱向砌筑截排水溝[1]。若僅把主體設計的水工保護措施界定為水土保持措施，納入水土保持方案措施體系當中，則有可能達不到水土保持設施驗收的條件。水工保護措施的主要目的是保護主體管道的安全，水土保持措施的主要目的是保護管道沿線的水土在施工過程中及施工結束后不因管道建設而流失[2]。前者更多是出于安全考慮，后者對擾動破壞后的地表生態恢復要求更高。水土保持措施實施依據主要是前期可研階段的水土保持方案，通常水土保持方案對高陡邊坡敷設段僅進行典型設計，但在實際施工過程中，各點位敷設處的邊坡坡度、高度、長度、穩定性及原地貌植被覆蓋情況等因素存在差異，需采取的水土保持措施也不盡相同，而初步設計和施工圖設計時可能會忽略，因此在進行主體工程設計時，應加強水土保持措施深度設計

2）黃土地區的土壤常處于松散狀態，邊坡坡度較大，通常可達到 30^° 以上，甚至超過 60^° ，穩定性差，在進行管道長距離橫坡敷設時，易發生流土、沖溝等水土流失現象，遇雨會加劇邊坡失穩。另外，黃土邊坡表土層較薄，土壤發育差，施工擾動后裸露面植被恢復難度大。

2 水土保持措施設計

在黃土邊坡段敷設管道時，應盡量采取垂直等高線順坡敷設，若采取沿等高線橫坡敷設，當山體遭受強風侵蝕、雨水沖刷、滑坡等自然狀況時，管道很容易裸露甚至懸空[3]，需設計擋土墻、工程護坡等措施來穩定邊坡、保持水土。工程設計管道作業帶在坡度 ? 30^° 順坡段，采用種草護坡;在坡度 gt;30^° 順坡段及所有橫坡段，修筑漿砌石骨架護坡、生態袋護坡及噴漿護面；在坡腳處，設置漿砌石或混凝土擋土墻

2.1 工程措施

2.1.1 順坡敷設段

順坡敷設是指管道通過地形起伏段時，管線走向與地形等高線交叉的一種敷設方式。工程在長距離順坡敷設段，需采用骨架護坡等工程措施穩定邊坡。在高陡黃土邊坡順坡敷設時，先削坡分級，每級平臺寬度不小于 2.5m 分級高度不大于 10m ，后夯實加固，其加固體高度及邊坡坡比見表1。對坡比高于1：1.25 的不穩定黃土邊坡，采取工程護坡進行坡面防護，主要有噴漿護面、生態袋護面、生態袋護坡、干砌石護坡、漿砌石護坡、漿砌石護面墻；在坡腳處，設置擋土墻，多采用漿砌石（混凝土）重力式擋土墻。槳砌石（混凝土）重力式擋土墻用于巖質地基時高度不宜高于 10m ，用于土質地基時高度不宜高于 8m 。當邊坡頂部匯水面積較大時，增設截排水措施，排導地表水。此外，在初步設計和施工圖設計階段仍需根據具體點位情況因地制宜配置相關措施，如工程某處順坡敷設段盡管坡度平緩且高度不大，但因坡腳處為公路，故主體工程在坡腳處設計并實施了漿砌石擋墻工程措施，以確保邊坡穩定和公路安全。

表1加固體高度 （H） 及邊坡坡比

注：表中數據來源于《油氣輸送管道線路工程水工保護設計規范》（SY/T6793—2018）中表5.5.4。

2.1.2 橫坡敷設段

橫坡敷設是指管道通過地形起伏段時，管線走向與地形等高線基本平行的一種敷設方式，主要有在坡腳、坡面位置橫坡敷設兩種方式。橫坡敷設時，先進行作業帶掃線，以清理出便于布管和安裝作業的平臺，同時對上部邊坡進行削坡處理，削坡后的土石料通常會堆積在坡面的下部，用于后期回填管溝。對坡體進行削坡處理時，易產生臨空面和陡崖，為滑坡、崩塌等地質災害的發生創造了一定的地形條件；此外，在坡面匯水的沖刷下溝內回填土極易發生水土流失，嚴重時會造成長距離露管。為減小坡面匯水對管溝回填土的影響，通常會設置截排水溝、護面、擋土墻等措施進行排導防護。在管道敷設段上方 10m 水流匯聚處修筑截排水溝，坡面較長時，可在坡面分段處設置橫向截排水溝，分段排導坡面水流，或設置橫向生態袋導排水坎，起到固土排水的作用，并與截排水溝構成綜合防護體系。坡面截排水溝末端與沉沙池相連，并順接至自然溝道或道路邊溝。此外，管線施工通常采用“淺挖深埋”的敷設方式，同時配置擋土墻護坡等，以確保管頂覆土厚度。橫坡敷設段工程措施典型設計見圖1。

圖1橫坡敷設段工程措施典型設計示意

2.2 植物措施設計

根據《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》第三十條中（一）的規定，在管道線路中心線兩側各5m 范圍內禁止種植深根植物，因此管道作業帶通常采用撒播種草的方式恢復植被。撒播種草護坡施工簡單，被廣泛推薦使用，但黃土地區多位于干旱半干旱氣候區，降水少，僅依賴粗放式的人工撒播、自然生長，植被恢復效果較差。在黃土邊坡采取植物措施時，應遵循以下原則： ① 種草適用于邊坡穩定、坡面沖刷輕微、宜于草類生長、坡比不大于 1：1.25 的土質邊坡； ② 坡面種草前應進行坡面整治，常用的坡面整治措施有水平溝和魚鱗坑； ③ 邊坡土層不適于種草的，應先鋪一層種植土，并采取適當的保土措施，種草后及時覆蓋密目網或地膜進行蓄水保： ④ 草種應選擇當地適生的多年生草種。本工程原采用混播紫花苜蓿、黑麥草和無芒雀麥，但受當地氣候條件、黃土邊坡地質條件及后期養護等因素影響，成活率、覆蓋效果不夠理想，后在工程驗收階段對部分順坡敷設段坡面采取了移栽冰草措施，橫坡敷設段裸露坡面采取了穴播檸條措施。

2.3 臨時措施設計

《生產建設項目水土流失防治標準》（GB/T50434—2018）將表土保護率、渣土防護率納入水土流失防治指標，對臨時防治措施提出了更高的要求。相較于主體工程水工保護措施，水土保持措施設計時新增管道沿線施工過程中的臨時措施，包括表土保護、臨時堆土防護（袋裝土攔擋、防塵網苫蓋）、臨時排水（臨時排水溝、沉沙池）等措施。在黃土邊坡敷設管道時，加強管道作業帶臨時擋護措施的布設，剝離的表土與管溝開挖土方分別集中堆放于作業帶一側，采用臨時覆蓋和編織袋裝土攔擋，在管道迎水面一側設置臨時排水溝。黃土地區耕地、園地表土耕作層厚度可達到 15～30cm 。本工程黃土邊坡敷設段原地貌多為草地、林地，表土層相對較薄，部分區域厚度僅 10cm 左右，剝離難度較大，效益較小，但仍應遵守“應剝盡剝”的原則。

3結束語

油氣管道工程水土保持措施設計思路和理論已相對成熟，但在設計和實施過程中仍需要注意： ① 油氣管道工程順坡敷設、橫坡敷設水土流失特點不同，應以主體工程水工保護措施為主，從水土保持角度分別進行工程措施設計，在條件允許情況下，坡面防護措施更推薦植物護坡或工程、植物綜合護坡，盡量減少人為干擾，恢復原地貌。 ② 在黃土邊坡敷設段采用人工撒播草籽、依靠植被自然恢復的效果不佳，因此在施工過程中應加強前期整地和后期管護。 ③ 黃土邊坡敷設段部分區域表土層較薄，剝離困難，會出現棄剝、漏剝現象，應結合空天地一體化監管，加強對線性工程表土資源的管控

參考文獻：

[1］李磊.淺談石油天然氣管道工程中水工保護[J].中國石油石化，2017（4） ：16-17.

[2］曹奇林，卿太鋼，馮寧波.石油天然氣管道工程中的水工保護與水土保持設計[J].江漢石油職工大學學報，2013，26（6） ：45-47.

[3]王曉穎.油氣長輸管道工程在山區地段的設計[J].中國石油和化工標準與質量，2011，31（4）：132.

（責任編輯 張緒蘭）