管道穿越工程水保措施如何配置？

本期期刊速读内容来自《中国水土保持》杂志2020年第1期文章《油气输送管道穿越工程水土保持措施配置模式》，作者李文卓。

李文卓（1986—），女，陕西西安市人，工程师，硕士，从事水土保持规划设计工作。

穿越工程是油气输送管道工程建设过程中非常重要的一个组成部分，在分析河流穿越、公路铁路穿越和山体隧道穿越工程施工方法的基础上，详细总结了在水蚀区和风蚀区等不同类型的侵蚀条件下，各类穿越工程的水土保持措施布设要求及其配置模式，为该类工程的水土保持措施布设及相关工作开展提供了参考。

油气输送管道穿越工程是指管道从天然或人工障碍物下部通过的建设工程，按照穿越的障碍物不同，分为水域穿越工程、山岭及冲沟穿越工程、公路及铁路穿越工程和其他障碍物穿越工程，穿越方法一般有挖沟法穿越、水平定向钻穿越、隧道穿越等。

在管道工程水土保持方案编制中，一般将穿越工程单独分区，分为河流穿越区、公路铁路穿越区和山体隧道穿越区等水土流失防治区，不同的穿越工程区，布设的水土保持措施类型和部位有所不同。

１ 穿越河流工程的水土保持措施配置模式

当穿越河流时，根据河床的宽度、河道流量、通航条件等会采取不同的施工方式，比如当管线穿越的河床较宽、流量较大、具有通航需求时采用定向钻方式；没有通航需求的河流穿越适宜采用围堰开挖穿越方式；当穿越常年干涸河流且不在汛期施工时，采取沟埋敷设方式。

施工方式的差别会引起占地面积、动用土石方量的不同，布设水土保持措施也会有差别。

同时，针对不同的侵蚀方式，河流穿越区会具有明显不同的水土保持措施配置模式，比如水蚀区降雨等自然条件较好，河流两岸及施工场地以栽植乔灌木、种草等恢复植被措施为主，而戈壁沙地等风蚀区植物成活率低，为防止风蚀影响，就会布设碎石压盖措施。

１.１ 水蚀区水土保持措施配置模式

１.１.１ 措施布设要求

（１）挖沟法穿越的防护工程设计应根据水域特性，水文参数，水域及周边地貌、地质情况，结合防护位置，采用适宜的护岸、护底、护脚、稳管和地表排水措施。

（２）河流穿越处的施工时间应尽量选择流域枯水期，并且避开当地雨季或者灌溉季节。

１.１.２ 措施配置模式

管道穿越水蚀区河流布设的水土保持措施包括表土剥离及回填、护坡、铅丝石笼、排水沟、土地整治、植被恢复措施及临时防护措施等。不同的施工方式，措施布设的部位有所差别。

（１）定向钻穿越

在采用定向钻方式穿越大型河流时，穿越断面选择在水域形态稳定的地段，两侧场地应满足布设钻机、泥浆池、材料堆放和管道组焊的要求，要注意岩层、碎石层、砂层、粉土层不适合用该法施工的情况。

具体方法是先按照设计曲线准确布设导向孔，将钻机安装在入土点一侧（入土角6°～20°），钻一条到出土点（出土角4°～12°）的曲线作为预扩孔和回拖管线的引导曲线，再由钻机转盘带动钻杆旋转后退进行扩孔回拖管线。

施工前，对于后期有复耕及绿化需求的施工场地，先行表土剥离，堆放至临时施工场地并布设临时拦挡、苫盖等防护措施。施工时根据周围汇水条件在靠近施工场地一侧布设排水沟及沉沙池，为保证管道的安全运行，在河流两侧的坡面采取护坡护岸措施，一般为浆砌石、混凝土或草袋素土等形式，其宽度与管道作业带施工宽度基本一致，对河床土质不良段，还要采取铅丝石笼加草袋的方式进行防护。

施工完毕后，将处理后的废弃泥浆堆放在原泥浆池或蓄水池处，经覆土、压实、平整后恢复耕地或种草，其他区域的施工场地经表土回填、土地整治后也需及时进行复耕或采取栽植乔灌木、种草等植被恢复措施。水蚀区定向钻穿越河流水土保持措施布设示意见图1。

图1 水蚀区定向钻穿越河流水土保持措施布设示意

（２）围堰大开挖穿越

对于有长流水的中小型河流，结合河面宽度、河水冲刷深度等多项客观条件可采取围堰大开挖的施工方法埋设管道。

施工前，对于后期有复耕及绿化需求的施工场地，先行采取表土剥离，堆放至临时施工场地并布设临时拦挡、苫盖等防护措施。施工时在河流一侧根据地形沿地势较低的路线开挖导流渠，在河流上、下游分别用麻袋装土筑挡水坝，坝高根据河底与地表高差确定，坝长按照河岸宽度确定，在坝的迎水面铺土工布挡水以免渗漏，适当条件下可以沿坝两边打木桩加固，根据现场实际情况，筑坝围堰时预留出导流渠在堰堤穿越处套管安放的位置。沟内埋设管道需采取稳管措施，河流两岸采取浆砌石等形式护岸。

施工完毕后，拆除围堰，按原貌恢复导流渠用地、河床及岸坡地貌，不能改变岸坡自然形态。施工场地经表土回填、土地整治后及时复耕或采取栽植乔灌木、种草等植被恢复措施。水蚀区围堰大开挖穿越河流水土保持措施布设示意见图2。

图2 水蚀区围堰大开挖穿越河流水土保持措施布设示意

虽然根据河流宽度、流量等条件，穿越时施工方式有所不同，但在水土保持措施配置方面，都是永久措施和临时措施相结合，并以河岸防护和地貌恢复为主。水蚀区穿越河流水土保持措施体系见图3。

图3 水蚀区穿越河流水土保持措施体系

１.２ 风蚀区水土保持措施配置模式

在以风蚀为主的地区，穿越河流时的施工场地原地貌若为戈壁、沙地等无绿化条件时，在施工前有砾石剥离条件的，要先行剥离砾石并进行临时防护，以便施工结束后回覆，原地貌为沙地等无砾石剥离条件的，施工结束后通过草方格沙障等形式进行防护。施工期间，由于该区土质条件较差，所以除了在河流两侧布设护岸措施，还要注重沟底的防护措施。风蚀区穿越河流水土保持措施体系见图4。

图4 风蚀区穿越河流水土保持措施体系

２ 穿越公路铁路工程的水土保持措施配置模式

对于等级公路、铁路等道路较宽且有通车需求的穿越点，为了不影响道路的正常使用，一般采取顶管穿越的施工方式；而对于道路较窄的乡村公路，可采取直接开挖的方式埋设管道。顶管穿越时水土流失治理重点为顶管穿越施工场地的恢复，直接开挖方式的水土保持措施布设可参考管道作业带。

同时，由于水蚀区和风蚀区的水土保持措施布设有其各自明显的特点，此处同样以水蚀区、风蚀区作为类型区，结合顶管穿越、直接开挖穿越等施工方式，总结穿越公路、铁路的水土保持措施配置模式。

２.１ 水蚀区水土保持措施配置模式

２.１.１ 措施布设要求

当公路、铁路穿越处因施工破坏原有排水沟、行道树时，在施工结束后要及时恢复排水沟，栽植与原有树种一致的行道树。

２.１.２ 措施配置模式

穿越水蚀区公路、铁路布设的水土保持措施主要有表土剥离及回填、斜坡防护措施、排水措施、土地整治、复耕、植被恢复措施及施工期间的临时防护措施等。顶管穿越和直接开挖穿越时，水土保持措施布设的形式和部位稍有不同。

（１）顶管穿越

顶管穿越适用于等级公路、铁路等，管道采用混凝土套管穿越，穿越管道与被穿越公路的夹角宜为90°，在特殊情况下，不宜小于30°。穿越时要满足《公路安全保护条例》《关于规范公路桥梁与石油天然气管道交叉工程管理的通知》（交公路发〔2015〕36号）等相关规定的要求。

施工前，对于后期有复耕及绿化需求的施工场地，先行表土剥离，堆放至临时施工场地并布设临时拦挡、苫盖等防护措施。施工期间要加强施工场地的管理和维护，严格按照管道穿越相关要求进行，保证公路、铁路的正常运行。

施工期间如果无法避免破坏原有排水设施，管道敷设后要尽快恢复。为了维护管道安全，主体设计应根据地形、地质条件等增加设计挡土墙或者护坡措施，其中挡土墙措施具有水土保持功能，但不纳入水土保持措施体系。

施工结束后，对临时占用的施工场地要采取回覆表土、土地整治措施，尽快恢复原地貌。水蚀区顶管穿越公路、铁路水土保持措施布设示意见图5。

图5 水蚀区顶管穿越公路、铁路水土保持措施布设示意

（２）直接开挖穿越

直接开挖穿越适用于道路较窄的乡道、县道、村道等，施工方式与管道作业带敷设相似，但埋深相对要深一些。

施工前按需求实施表土剥离，采取临时防护。

施工期间开挖土方与表土分开堆放，进行临时防护，在道路两侧布设临时排水沟，沟底可铺设塑料布防渗。管道埋设后回填表土，进行土地整治，当开挖破坏原有排水设施和路基坡面时，及时恢复排水和斜坡防护措施，为了保障管道安全运行，如果路基坡面较陡，主体设计还应增加护坡措施。

施工结束后，恢复施工场地原地貌，采取栽植行道树、种草等措施。水蚀区开挖穿越公路、铁路水土保持措施布设示意见图6。

图6 水蚀区开挖穿越公路、铁路水土保持措施布设示意

虽然根据道路宽度、通车等条件，穿越公路、铁路时施工方式有所不同，但在水土保持措施配置方面差别不大，穿越水蚀区公路、铁路水土保持措施体系见图7。

图7 水蚀区穿越公路、铁路水土保持措施体系

２.２ 风蚀区水土保持措施配置模式

穿越风蚀区公路、铁路水土保持措施布设中，护坡、排水、土地整治等措施与水蚀区近似。与水蚀区不同的是，受风力侵蚀影响，穿越风蚀区公路、铁路前，在有砾石剥离条件的地区，其施工场地要先行剥离，以便于后期砾石回覆，恢复原地貌。

在流动、半流动沙丘区，对施工场地采取草方格沙障措施。植物措施方面，受降雨等自然条件限制，撒播种草成活率低，可采取移植沙柳、沙蒿等耐旱灌木进行防护。穿越风蚀区公路、铁路水土保持措施体系见图8。

图8 风蚀区穿越公路、铁路水土保持措施体系

３ 穿越山体工程的水土保持措施配置模式

当管线穿越山体采取隧道法穿越时，隧道位置的选定应根据洞口地形、地质、交通、弃渣场地、施工条件、周围环境条件等要求确定，施工方法采取钻爆法，水土流失重点为隧道出入洞口的坡面防护。

隧道穿越一般在山地丘陵地段，从穿越方式、位置及水土流失特点来看，隧道穿越区在水蚀区和风蚀区都差别不大，此处总体分析穿越山体隧道工程的水土保持措施配置模式。

３.１ 措施布设要求

（１）钻爆法隧道和明洞的洞口应设置截水沟和排水沟，截水沟应设置在洞顶仰坡开挖边缘线外不小于5ｍ 的位置，坡度不应小于１％。

（２）穿越山体隧道工程的弃渣设计应合理选择弃渣场地，支挡构筑物结构设计应满足设计洪水下的安全要求，渣场综合布置与植被恢复应符合环保及水土保持要求。

３.２ 措施配置模式

穿越山体隧道工程的水土流失治理重点为隧道出入洞口坡面的防护，包括坡面砌护措施、截排水措施、植被恢复措施和隧道弃渣的防护措施。隧道施工期间产生大量弃渣，要做好弃渣场的防护。

管线穿越完毕后对隧道洞口坡面及临时施工场地实施土地整治措施，在隧道洞口坡面布设浆砌石护坡或框格骨架护坡措施，在坡面较平缓、土质条件较好的区域，可实施植物护坡，树草种应尽量选择与周边树草种一致的，以保证原地貌的景观协调性。

同时，为了保证隧道洞口坡面的稳定安全，在洞口斜坡防护措施上游还要布设截水沟，与洞口一侧或两侧的排水沟顺接至自然沟道。截、排水沟形式多为浆砌石或混凝土结构。

另外，对临时施工场地也要及时采取栽植乔灌木、种草等植被恢复措施。穿越山体隧道工程的水土保持措施体系见图9。

图9 穿越山体隧道工程的水土保持措施体系

４ 结语

油汽管道穿越河流常见的施工方法有定向钻穿越和围堰大开挖穿越两种，穿越公路、铁路常见的施工方法为顶管穿越和直接开挖穿越，穿越山体隧道一般为钻爆法。各类穿越区的水土保持措施配置都以施工期间永久措施结合临时措施为主，施工结束后对于临时施工场地和需要恢复的永久占地进行植被恢复。

水蚀区布设的具体措施有斜坡防护、截排水、表土剥离及回覆、土地整治、临时拦挡、临时苫盖、临时排水及沉沙池、栽植乔灌木、撒播草籽等措施；风蚀区要针对风力侵蚀情况，增加砾石剥离及回覆、沙障等措施。

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