川气东送管道工程水土流失预防和治理

赵铭军

(中国石化集团管道储运公司,江苏徐州221008)

1 川气东送管道工程概况

川气东送工程是为落实国家西部开发战略、加快天然气产业发展而兴建的一个大型跨地区天然气输送建设项目,是我国继三峡工程、西气东输、南水北调和青藏铁路之后的又一个重大项目,被国家列为“十一五”重大工程,是继西气东输工程之后,我国又一条通往中东部地区的天然气管道,为中东部地区管线联网创造了条件。川气东送管道工程西起四川普光,东至上海,中间经过重庆、湖北、江西、安徽、江苏、浙江等6省(市)。管线包括一干五支,即普光至上海干线、达化专线、川维支线、江西支线、南京支线、金陵支线,总长2 175 km。管道全线设30座工艺站场、95座阀室,永久性征地190.53 hm2,沿途涉及房屋拆迁户1 275户,施工临时用地0.53万hm2。川气东送管道工程于2007年8月正式开工,2009年12月3日投产运行。

2 川气东送管道工程水土流失防治责任范围及防治分区

2.1 防治责任范围

川气东送管道工程全线经过8个省(市)、29个地级市、63个县区、240个乡镇、1 065个村,因工程建设损坏水保设施面积3 428.29 hm2、扰动地表面积5 056.36 hm2,造成的水土流失总量达56.54万t。

根据水利部批复的《川气东送管道工程水土保持方案》,川气东送管道工程的水土流失防治责任范围为5 518.56 hm2,其中项目建设区4 325.61 hm2、直接影响区1 192.95 hm2。项目建设区主要包括管道(包括施工作业带、施工场地)、站场(包括线路截断阀室、阴极保护站、线路标志桩等)、施工便道、伴行路、弃渣场。

2.2 防治分区

尽管川气东送管道长达数千公里,跨越区域很多,但其水土流失防治分区可根据地形地貌和工程施工特点进行划分。依据地貌类型,将工程建设防治责任范围划分为土石山区、丘陵区和平原区3个一级分区,在此基础上依据工程类型划分为管线作业带防治区、站场阀室防治区、施工便道防治区、伴行路防治区、弃渣场防治区等5个二级分区。

3 造成水土流失的主要因素分析

(1)地理环境。川气东送管道工程主要分为平原段和山区段,宜昌以东为平原段,以西为山区段。根据国家水土流失重点防治区的划分,管道所经部分地区属国家级预防保护区,其中从普光到宜昌经过川渝、鄂西山区,属国家重点治理区和国家重点监督区。由于管道所经区域地理环境比较特殊,致使工程建设容易造成水土流失。

(2)主体工程建设。川气东送管道建设主体工程主要是指线路管沟施工和沿线站场建设。长度2 175 km的管沟开挖将产生1 194万 m3的土(石)方,扰动地表面积达4 618 hm2,施工产生的水土流失相当可观。另外,工期长、雨季施工也是造成严重水土流失的因素之一。为此,加强对主体工程的控制是做好水土流失防治的主要任务。

(3)施工弃土弃渣。川气东送管道工程建设有穿越山体隧道72处,总长92.7 km,有5次采用盾构施工的方式穿越长江。这些施工产生了大量的弃土弃渣,加上管沟回填多余土(石)方,弃渣总量达145万m3,全线设有弃渣场185处。

(4)穿越工程多。川气东送管道工程建设中有大量的穿越工程,其中穿越长江7次、穿越大中小型河流501次、穿越公路1 206次(其中高速公路50次)、穿越铁路32次、穿越塘渠30次,这些穿越有的采用定向钻施工方式,有的采用顶管施工方式,有的采用大开挖施工方式。定向钻、顶管和大开挖会对原有水土保持设施产生不同程度的损坏,特别是沿长江流域大江大河多,工程建设对水土保持设施的不利影响不可忽视。

(5)其他。因管道建设进行施工便道、伴行路、检修道路等施工,对地面的干扰也带来一定的水土流失。

4 水土流失预防治理措施及效果

(1)树立水土保持法制意识,坚持防治结合、预防为主、保护优先的原则,坚持水土保持“三同时”制度。通过水土保持法的宣传,提高了项目建设管理人员和施工单位的水土保持法制意识,增强了责任意识,以法规、原则和制度统一了建设单位、施工单位等各方的思想和行动。

(2)根据川气东送管道工程点多线长和造成水土流失的特点,编制了《川气东送管道工程水土保持方案》和《水工保护作业指导书》。在工程建设过程中实行了“七统一”,即统一标准、统一设计、统一管理、统一施工、统一监测、统一资料、统一验收,为抓好全线水土保持工作奠定了良好的基础。

(3)借鉴类似工程项目的先进经验。组织工程建设及管理人员到国内类似工程现场取经,学习好的水土保持做法,引用成功经验。

(4)积极主动地与沿线各级水行政主管部门联系,深入了解管道沿线的水土保持现状。自觉接受监督机构的监督检查,不断提高水土保持措施的实施效果。在川气东送管道工程建设期间,水利部长江水利委员会、太湖流域管理局、沿线各省(市)水利厅以及当地水行政主管部门多次深入工程现场督查指导,一方面对工程建设水土流失防治工作给予技术支持,另一方面加强了水土保持法律法规的宣传,明确工程建设中存在的问题,督促各项水土保持防治措施的落实。在工程建设期间共接受地方执法检查268次、水利部检查15次。对各级检查提出的问题及时整改,通过检查和对发现的问题进行整改,保证了水土保持工作始终处在较好的状态。

(5)注重水土保持设计。水土保持设计是保证水土流失治理效果的基础。川气东送管道工程建设牢牢抓住设计龙头,从防和治两个角度,实现优化、优质、可靠、经济的水土保持设计效果。一是请具有丰富经验和专业资质的设计院进行水土保持专项设计。二是在水土保持方案基础上根据具体环境和位置实行点对点设计,全线共对38 472个水土保持点位进行了详细设计。三是在水土保持设计中坚持工程措施与植物措施相结合,优先考虑植物措施,坚持环境和生态保护的设计理念。四是明确设计标准,因地制宜,按地域分类考虑水土流失的防治要求,水土保持均达到了防御20年一遇24 h最大降雨量的设计标准。五是管道经过障碍时选择有利于水土保持的施工方式和工艺。在条件允许的情况下,管线既能跨越又可穿越,优先采用穿越方式;管线可山上敷设和山下敷设的,优先采用山下敷设;可采用山体隧道也可爬坡过山的,优先采用山体隧道;可采用定向钻穿越也可盾构、钻爆穿越的,优先采用定向钻穿越;既可穿越也可沉管的,优先采用沉管方式。适宜的施工方式可以减少管线翻山越岭对植被的破坏,最大程度上减少了工程施工对环境的影响,为实现将川气东送管道建设成为生态工程的目标起到了重要作用。六是强化后续设计,针对整体设计和点对点设计存在的不足及施工现场发生的变化,进一步调整、补充、完善水土保持设计,达到了最佳效果。

(6)加强主体工程中的水土保持措施布设。川气东送管道建设中对主体工程采取了以下积极的防治措施:一是对管道路由实行优化。充分尊重并吸纳地方规划、土地、林业等部门和当地群众的意见,为减少水土流失和对生态环境的影响,在工程建设初期先后8次组织勘察、设计等单位,历时60余天,跋山涉水对管道路由进一步踏勘优化调整,从而避开了重庆梁平东山国家森林公园、宜昌长阳丹水风景区、武汉梁子湖湿地自然保护区等,最大限度地保护了自然环境;对沿线各煤矿采空区、滑坡、崩塌、泥石流等灾害易发区及人口密集区域采取了避让和防护措施。通过优化设计,减少干线长度63 km。为减少对山体植被的破坏,将原设计的24条长度共24 km的隧道调增为72条92.7 km。采取隧道形式穿越大风堡自然保护区,实现了工程建设与环境的和谐。在维修、加固的基础上,充分利用地方原有乡间便道作为施工便道、伴行路和检修道路,尽量减小施工对地表的干扰范围和强度,共减少新修伴行道路70余km。通过以上多项举措的实施,累计减少植被破坏1 000余万m2,减少砍伐各类苗木数百万株。二是积极采取临时措施。管道工程建设周期长,有时在雨季施工,特别是山区的雨季施工极易产生较大的水土流失。在施工过程中,为了防治水土流失,实施了大量的水土保持临时防治措施,主要包括表土剥离、苫盖、袋装土拦挡、围堰、临时排水等。通过临时防护措施的实施,将水土保持、环境保护和文明施工结合起来,对防止施工期间的水土流失起到了较好效果。三是注重施工工序的合理安排。通过合理安排施工,防止重复开挖和渣土多次倒运,减少了开挖量和废弃量,减少了水土流失和环境影响。四是及时实施永久性水土保持工程措施。在主体工程施工的同时,尽可能早地实施挡土墙、护坡、护岸、截排水等专项水土保持工程,避免因水土保持工程滞后造成水土流失。五是加强江河等穿越工程施工管理。组织专家论证、制定合理的施工方案,按照规定程序向流域主管部门申报,对穿越施工产生的污水和浆液进行无害化处理,确保了原有水土保持设施功能的恢复和加强。

(7)控制管道施工作业带,减少扰动面积。管沟开挖施工形成长度大宽度小的带状作业区域,该区域也是管道建设中产生水土流失的集中地。控制作业带面积是减少水土流失影响的主要途径。在川气东送管道工程建设中为减小管道施工作业带对地面的干扰范围和强度,有针对性地制定了有效的激励措施,鼓励参建单位少占地。规定在管道施工中“以占地补偿费奖励少用临时用地”,少用多少奖励多少,作业带超出标准多占的进行相应处罚。通过实施这一措施,将施工作业带由设计的18～28 m减少到12～24 m,减少了施工扰动面积325 hm2,不仅减少了对环境的破坏,还节约了大量占地费用支出。

(8)弃渣处置。川气东送管道工程在建设施工中剩余大量的渣土,弃渣量达145万m3。弃渣主要来源于隧道施工、盾构施工和管沟施工。这些弃渣极易造成水土流失,对周边环境产生破坏,弃渣的处置至关重要。为此,采取了相应的措施。一是尽量减少弃渣。在爆破和开挖中做好施工组织方案设计,有效地控制可能产生的水土流失,杜绝直接向江河堆积土石渣造成严重的水土流失危害。二是先采取拦渣措施,后进行弃渣。选择适宜的弃渣场,修筑弃渣挡墙等。三是充分利用弃渣,将弃渣用于修筑道路和其他建设用料,变废为宝。在安庆长江盾构、黄石长江盾构和山区段部分隧道穿越等施工过程中,产生的弃渣都得到了有效利用,总利用量达3.6万m3。

(9)耕地保护和迹地恢复。在川气东送管道工程建设中注重生态、自然、和谐和耕地保护。管沟开挖前,将熟土层剥离,集中堆放并采取防护措施,施工结束后作为复耕地、林草地的覆土。在施工结束后及时对临时用地进行迹地恢复,在工程建设中优先利用植物措施,共植树种草680 hm2,最大限度地保护了生态环境。

5 结 语

在建设川气东送管道工程过程中,建设单位本着创建和谐、善待环境、打造绿色管道工程的宗旨,采取了预防和治理相结合的积极措施,水土保持防治效果较为理想。施工期间全线共设置固定监测点49个,临时监测点166个,监测结果显示侵蚀模数为7 913 t/(km2⋅a),大大低于预测值11 500 t/(km2⋅a)。

长输管道敷设距离长,建设周期长,跨区域多,沿线地形地貌复杂,造成的水土流失总量大。工程建设应该在尽量减少扰动面积的基础上加大治理力度,特别应该做好耕地保护和地貌恢复,保护自然环境,通过努力,最大限度地防治水土流失、保护沿线生态安全,实现管道工程与沿线生态环境、社会环境的和谐。