干打垒技术在黄土高原水土保持中的应用——以庆阳石化成品油外输管道工程为例

田小雄，黎如雁，刘雅丽，雷 毓，王庆阳

(黄河上中游管理局 西安规划设计研究院，陕西 西安 710021)

随着我国经济的快速发展、能源需求的急剧增长及能源结构的调整，油气管道敷设量与日俱增[1]。目前，我国西部地区油气田的开发和国外油气资源的引进使我国油气管道建设进入了一个新的发展时期，架构了我国“北油南运”、“西油东进”、“西气东输”、“海气登陆”的油气空间输送格局[2]。然而，这种线性建设工程的线路长、跨度大，途经的地形地貌类型多样，在管线建设与运营过程中都会对地表植被和区域自然环境造成一定的影响，尤其是管道建设期的开挖、扰动，会加剧水土流失，如不采取有效的防护措施，必将对管道沿线的生态环境造成危害。为此，本文以庆阳石化成品油外输管道工程为例，谈谈干打垒拦挡防护措施在黄土高原地区水土保持中的应用及防护效果。

1 项目概况

庆阳石化成品油外输管道工程线路起自甘肃省庆阳市西峰区董志镇新庄村的庆阳炼厂，由西北向东南敷设，止于陕西省咸阳市秦都区北杜镇宜渡村附近的兰郑长成品油管道咸阳输入泵站，线路全长216.3 km。途经甘肃省庆阳市西峰区、宁县、正宁县，陕西省咸阳市彬县、永寿县、乾县、礼泉县、秦都区。管线依次跨越黄土高塬沟壑区、黄土丘陵沟壑区和黄土阶地区3个地貌类型。该工程已于2010年12月全线建成并投产使用。根据《开发建设项目水土保持设施验收管理办法》的规定，该项目水土保持设施于2011年11月通过水利部验收。

2 水保方案设计的防护措施

水保方案针对管沟开挖、回填等建设活动对沟道和梯田田埂的破坏，布设了浆砌石挡土墙、浆砌石护坡、草袋素土护坡、草袋素土堡坎等一系列防护措施，目的是有效减少建设期新增水土流失的发生。

3 防护措施优化设计

在施工过程中，设计单位根据实际情况，在保证主体工程安全的情况下，对施工图设计进行了优化，将部分为低边坡和土坎设计的浆砌石挡墙和护坡变更为干打垒挡墙，共计实施2 812 m3。通过近一年的运行，干打垒挡墙完好无损，防护效果明显，且与周边地貌相协调，得到了验收组专家的一致好评。

4 措施变更分析比较

通过与施工单位的交流和对工程现场的查勘，笔者认为在黄土高原地区的生产建设项目中，干打垒作为一种传统的简易筑墙方法，对因管道开挖而破损的小型沟道土质边坡或梯田边坡，可以起到拦挡防护效果，满足水土保持要求。表1从施工材料、施工设备、造价等多个方面进行了简单分析对比。通过对比可以看出，在黄土高原地区的小型沟道边坡或梯田边坡修筑干打垒挡墙，其适宜性和经济性均高于浆砌石。

5 干打垒挡墙施工工艺

5.1 墙土湿度

打墙前根据土壤类别、含沙量、土壤湿度等情况，决定需取土打墙的土地，适当灌水湿润，灌水后让土自然晾至适宜打墙要求时为止。墙土湿度标准以取土在手中用力握紧，手松开后土不散开为宜[3]。

表1 浆砌石和干打垒对比情况

5.2 施工工艺

打墙前按照设计，机械或人工整平地基、标线，开挖基坑，地基机械夯实。在基坑的边缘和埂坎的外侧各埋一排木制立柱，同一排立柱中每两根之间的距离为1.5 m，并在两排立柱中间紧贴立柱放置水平方向的模板，模板安装好后，分层夯填土壤，每层加土铺厚不得大于20 cm，每层土之间也可放置柴草或尼龙网，每次加土后人工整平，四角塞满土，机械夯实，压实系数大于0.93。随夯填高度增加，取下方模板逐级向上安装，直至挡墙达到设计高度为止。

6 干打垒防护措施的可行性分析

6.1 符合技术规范要求

《开发建设项目水土保持技术规范》(GB 50433—2008)中明确规定，水土流失防治措施的布局应遵循“结合工程实际和项目区水土流失现状，因地制宜、因害设防、总体设计、全面布局、科学配置，并与周边景观相协调”等原则。干打垒作为一种传统筑墙技术，在西北、东北地区农村有着广泛的应用。黄土高原土料丰富，为干打垒施工提供了充足的材料来源；另外，管沟开挖、回填后的余土，如不进行利用，则必须设置弃土场堆放，增加新的水土流失隐患；再者，干打垒施工结束后，通过一定时间的自然修复，能够与周边的土质边坡紧密结合，保持景观协调性。

6.2 造价低、便于施工

首先，干打垒挡墙的造价远低于浆砌石挡墙，在黄土高原地区实施干打垒挡墙更加经济合理，性价比较高。其次，干打垒施工所需设备、人员、技术要求等均低于浆砌石形式，本工程管线经过区域多为偏远的农村地区，这些地方的百姓多数有干打垒的技术和经验，在建设单位工程质量保证体系的监管下，利用当地劳动力修筑干打垒挡墙，简单易行。再次，让当地百姓参与干打垒这种便于施工的水土保持设施修筑工作，一方面可以消除村民阻工现象，有利于工程建设顺利进行，另一方面可以增加当地百姓的经济收入，增强他们保持水土、保护生态环境的意识。

6.3 防护效果

现场查勘表明，本工程经过近一年的运行，干打垒挡墙未出现开裂、垮塌等不良现象，干打垒墙体能够与周边土质边坡、土坎紧密结合，融为一体，管道作业带未出现水土流失迹象。

7 结 语

在黄土高原地区管道工程施工中，除积极采用顶管、定向钻等新技术、新方法、新工艺减轻建设活动对地表的扰动破坏和对生态环境的影响外[4]，结合工程实际和项目区水土流失现状，遵循因地制宜、综合利用、经济合理等水土保持工程设计原则，布设一些具有当地特色、技术成熟、水土保持效果良好的防护措施，更加切合实际。从以上分析中可以看出，在黄土高原地区实施干打垒挡墙具有造价低、原料丰富、取材便利、施工工艺简单、施工场地扰动范围小、可以对弃土进行综合利用、防护效果好等优点。因此，在黄土高原地区开展的生产建设项目中，在保证主体工程安全和施工质量的前提下，因地制宜地使用干打垒技术，既实用又经济，可为该地区其他建设工程的水土保持工程设计提供借鉴。

[参考文献]

[1] 魏红军,胡波,朱绍平.输油气管道工程建设生态环境影响与水土保持防治初步分析[J].长江科学院院报,2010,27(11):89-93.

[2] 余洋.中国油气管道发展现状及前景展望[J].国际石油经济,2007(3):27-32.

[3] 王华民,杨孟,葛同江.日光温室墙体机械干打垒技术[J].农村科技,2009(1):11.

[4] 姜德文.生产建设项目水土流失防治十大新理念[J].中国水土保持,2011(7):3-6.