陕京三线输气管道工程(榆林—良乡段)水土流失防治实践

赵俊侠，任杨俊，刘雅丽，张晓静

(1.黄河上中游管理局，陕西 西安 710021；2.临潼黄河职工疗养院，陕西 临潼 710600；3.黄河水土保持西峰治理监督局，甘肃 西峰 745000)



陕京三线输气管道工程(榆林—良乡段)水土流失防治实践

赵俊侠1，任杨俊2，刘雅丽1，张晓静3

(1.黄河上中游管理局，陕西 西安 710021；2.临潼黄河职工疗养院，陕西 临潼 710600；3.黄河水土保持西峰治理监督局，甘肃 西峰 745000)

输气管道工程；水土保持；防治措施

输气管道工程属线性建设项目，具有线路长、动用土石方数量大、施工方式多样、产生大面积裸露边坡等特点，其施工造成的水土流失具有量大、面广的特点。陕京三线输气管道工程沿线涉及的地貌类型多、施工条件复杂、水土流失形式多样、水土流失防治难度大。在工程建设中，按照水土保持相关法律法规，结合项目区实际，布设的水土保持措施发挥了较好的水土保持功能，特别是对高陡崾岘、高陡边坡、黄土冲沟等不同地貌区域实施的水土保持措施效果明显。介绍了陕京三线输气管道工程(榆林—良乡段)实施的水土保持措施，可为同类工程建设的水土流失防治提供借鉴。

随着国民经济的发展，长距离管道建设工程越来越多，输气管道工程建设会加剧水土流失、破坏区域生态环境。陕京三线输气管道工程是继陕京一线、陕京二线之后，又一条自陕北到北京的天然气能源通道，是落实国家能源多元化战略、构筑国家西气东输通道的又一战略项目。陕京三线分三段进行建设，即榆林—永清段、永清—良乡段、良乡—西沙屯段，其中前两段即榆林—良乡段于2009年1月开工，2010年12月建成投入运营，水土保持措施基本与主体工程建设同步实施，并于2014年8月通过了水利部组织的验收。在工程建设中，按照水土保持相关法律法规，结合项目区的实际，布设的水土保持措施发挥了较好的水土保持功能，特别是对高陡崾岘、高陡边坡、黄土冲沟等不同地貌区域实施的水土保持措施效果明显。

1　工程概况及项目区概况

1.1工程概况

陕京三线输气管道工程起点为陕西省长庆气区榆林首站，经陕西省榆林市、佳县，山西省临县、兴县、方山县、岚县、静乐县、忻州市、阳曲县、盂县, 河北省井陉县、平山县、鹿泉市、正定县、藁城市、无极县、深泽县、定州县、安国县、安平县、博野县、蠡县、高阳县、任丘市、文安县、霸州市、永清县、固安县、涿州市，北京市房山区，终点为北京市房山区良乡分输站。输气管道全长905.6 km，共布设9座输气站场、42座线路截断阀室。沿途建隧道6处，其中1处水下隧道(穿越黄河隧道)、5处山体隧道(大度山隧道、黑茶山隧道、又道沟隧道、东沟山隧道、南岭隧道)，弃渣场11处，穿越各等级公路、铁路、河流、黄土冲沟多次，扩建、新建施工道路221.5 km。

1.2项目区概况

工程沿线气候类型有干旱半干旱大陆性气候、暖温带半湿润大陆性气候两种。榆林首站—太行山又道沟隧道西口属干旱半干旱大陆性气候区，冬长夏短，寒暑变化剧烈，气温日较差大，干旱少雨，蒸发强烈，灾害性天气频繁；多年平均气温6.7～9.1℃，多年平均降水量366～585 mm，最大冻土深1.08～1.44 m。太行山又道沟隧道东口至北京末站属暖温带半湿润大陆性气候区，春季风大沙多，甚至出现沙尘暴，夏季炎热多雨，秋季晴朗少云，冬季严寒干燥；区域年均气温11.4～13.3 ℃，年均降水量511～644 mm，最大冻土深0.49～0.85 m。沿线大致以芦芽山、云中山地表分水岭为界分为两大水系，以西属黄河水系，以东属海河水系。土壤类型多样，主要有黄绵土、高原草甸土、黄棕壤、潮土、湿潮土、褐化潮土等。原始植被已被破坏殆尽，现存植被多为次生灌丛和灌草丛，其间零星分布有人工乔木，林草覆盖率19.1%～35.2%。

项目区水土流失类型以水力侵蚀、风力侵蚀为主，局部有重力侵蚀，容许土壤流失量华北平原区为 200 t/(km2·a)，其他区域均为1 000 t/(km2·a)。

2　水土保持措施设计与实施

陕京三线输气管道工程(榆林—良乡段)在设计及建设中，根据容易引发水土流失的环节，结合项目区水土流失特点，重点考虑项目区涉及的四大地貌类型自然条件的差异，以及水土流失形式的多样性来布设水土保持措施。在进行水土流失防治分区的基础上，重视项目占地的恢复利用，做到既能保持水土，又不影响当地农业生产和周边生态环境。

按照地貌类型将陕京三线输气管道工程(榆林—良乡段)项目区划分为毛乌素沙地区、晋陕黄土丘陵沟壑区、吕梁—太行山地与山间盆地区、华北平原区4个一级水土流失防治分区；再根据工程组成、施工扰动特点、新增水土流失情况等，将每个一级分区划分为管道施工作业带区、输气站场区、线路截断阀室区、穿越工程区、施工道路区和弃渣场区6个二级防治分区。

2.1 管道施工作业带区

管沟开挖前首先对占地类型为耕地、草地、林地、果园的进行表土剥离，后开挖下层生土，并将表层熟化土与底层生土分别集中堆置在管道作业带一侧，在临时堆土坡脚采用袋装土进行拦挡，表面采用防尘网苫盖。黄土梁峁沟壑区管道下沟安装好后，先用生土回填管沟，平整为台地，后用剥离的表层熟土覆盖，复垦或恢复植被；黄土河谷阶地、黄土塬面区和平原区管道下沟安装好后，先用生土回填，后用全部表层熟土覆盖，剩余弃土就地整平，复垦或恢复植被；毛乌素沙地区的管道施工结束后，在已实施的草方格沙障内混播灌草恢复植被。

根据管道经过区域的地貌、边坡特点，实施了相应的工程防护措施，具体如下：

(1)毛乌素沙地防护。管道通过沙丘且受风蚀作用影响地段，根据主风向、沙丘形态、管道防护要求，在管沟表面及管道两侧布设沙障，以减弱沙丘的移动速度和破坏力。沙障呈行、带状布设，并与风向垂直。草方格尺寸1 m×1 m，以柠条、沙打旺等小灌木植株或麦草为材料，将小灌木植株插入沙地250～350 mm，草料露出沙地150～250 mm。

(2)黄土边坡防护。在黄土地区采用浆砌石或干砌石护坡，坡脚设置浆砌石或干砌石堡坎，以消除坡脚地基失稳现象，防止水土流失。坡度在25°～45°的土质或砂土质边坡采用装土草袋码砌防护。装土草袋铺平，码放整齐，缝隙错开，防止竖向通缝；草袋上方覆一层土，防止太阳暴晒，延长草袋的使用寿命。单个草袋体积为0.7 m×0.5 m×0.2 m，填料为草袋体积的70%。挡土坎宽0.5 m、高2 m，长度根据防护边坡具体情况确定。

(3)高陡边坡防护。高陡边坡在黄土梁峁区广泛分布，水易顺着陡坡段管沟泄流，侵蚀管沟周围填土，易产生水土流失，导致管沟悬空。为有效减少由于管沟在陡坡段的敷设而造成的水土流失，对于坡度大于30°的高陡边坡，首先进行削坡分阶处理，在削坡后的高陡边坡两侧、坡顶、坡脚和边坡中部平台设置截排水沟，将水流引至高陡边坡以外的冲沟内，坡面采用浆砌石护坡、植物护坡，避免汇水冲刷坡面；在坡面底部设置浆砌石挡墙，挡土墙及护坡两端嵌入老土层(原状土层)0.5 m。一般陡坡在坡顶设置环形截水沟引流并消能，坡脚设置浆砌石挡土墙，管道上下弯头处设置灰土基础并布设平行截水沟等措施。

(4)高陡崾岘防护。黄土崾岘通常地势较低，两侧是陡峭冲沟，沟头发育剧烈，且崾岘两侧常伴有黄土陷穴和落水洞等。管道在通过黄土崾岘时首先清除表层浮土和植被，采用3∶7和2∶8灰土分阶进行夯实护坡，防治黄土湿陷；在崾岘周边及平台设置截排水沟，排水沟末端设置消能护坦措施，将汇水排至崾岘50～100 m以外的沟底稳定位置消能排放，以免产生下切侵蚀；坡面采取浆砌石拱形护坡，拱形坡内回填表土，并种植护坡植物。

(5)黄土冲沟防护。针对沟头稳定的冲沟，采取沿沟顶部边缘设置阻水墙或截水沟等措施，以抑止冲沟继续发育。对于冲沟边坡较稳定，但沟底植被条件较差、冲沟有可能下切的情况，除了设置阻水墙或截水沟，还在管线下游一定位置设置地下防冲墙(浆砌石结构)、淤土坝(灰土夯实)等拦淤措施，以抬高冲沟底部侵蚀基准面，防止冲沟底部深切发育。

2.2输气站场区和线路截断阀室区

施工前首先剥离表土，并运至站场一侧的空地进行临时堆放，待建(构)筑物施工完毕后，作为绿化用地的覆盖土层。在临时堆土坡脚采用袋装土进行拦挡，表面用防尘网苫盖。为控制施工活动范围，施工时对输气站场和截断阀室施工区域采取了彩钢板围挡措施。为保证站场安全，避免雨水漫流造成水土流失，输气站场和阀室区修筑有浆砌石排水沟。输气站场、线路截断阀室区建(构)筑物建设完毕后，及时清除地面附着物和垃圾，平整场地，采取碎石压盖、绿化美化措施。

2.3穿越工程区

施工前首先剥离表土，选定空地临时堆放，在坡脚用袋装土拦挡，表面用防尘网苫盖。在大开挖穿越公路等地段，及时对开挖面采取浆砌石护坡措施，避免产生新的水土流失。大开挖穿越有水河流时采取围堰导流，对穿越河流所破坏的河流岸坡及时采取浆砌石挡土墙护面防护，且与两岸未破坏大堤衔接好，以确保堤岸稳定和减少新增水土流失。护坡宽度要大于管沟开挖破坏的宽度，挡土墙基础要置于稳定层上，且与两侧原有岸坡平滑连接，自然过渡。在隧道穿越洞口设置浆砌石截排水沟。施工完毕后及时清理地面附着物，平整施工场地进行迹地恢复；对于定向钻和顶管穿越工程，在施工完毕后及时回填工作坑，表面覆盖熟土，恢复植被或复耕。

2.4弃渣场区

陕京三线输气管道工程(榆林—良乡段)在每个隧道进出口支毛沟中均设置有专门的弃渣场，在沟道洪水冲刷作用下渣体极易产生坍塌、滑坡现象。按照“先拦后弃”的原则，弃渣前首先设置挡渣墙，将原状表土剥离堆置在选定位置，以备堆渣完毕后回填利用。弃渣分层堆放压实，阶梯式堆放。弃渣结束后，对弃渣面进行整治、覆土(厚度30～50 cm)，按1∶1.5的坡比整治堆渣体；在弃渣坡面、平台种植灌草恢复植被，在渣体周边、平台修筑浆砌石截排水沟，避免汇水直接冲刷渣体，防止弃渣随径流流失或发生坍塌而产生水土流失。

2.5施工道路区

陕京三线输气管道工程经过的平原地区交通十分便利，而黄土丘陵沟壑区、吕梁—太行山区段公路较窄，交通相对不便，部分路段需要整修或新建施工道路。施工期为避免地表受雨水冲刷产生水土流失，在道路两侧修建临时排水沟。施工结束后，施工便道大部分留作民用或作为管线检修巡线利用，部分进行土地整治后复耕或撒播草籽恢复植被。毛乌素沙地区的施工便道采用草方格沙障进行治理，在草方格沙障内栽植灌木恢复植被。

陕京三线输气管道工程(榆林—良乡段)根据管道沿线各地的立地条件，结合工程建设实际，注重生态效益，兼顾美化环境，按要求实施了土地整治、沙障、截排水沟、挡渣墙、浆砌石网格护坡、草袋护坡、干砌石挡墙、浆砌石堡坎、素土堡坎、浆砌石护坡护岸、鱼鳞坑等水土保持工程；采取乔、灌、草相结合的方式对站场进行了绿化美化，及时恢复了施工作业带、施工道路、弃渣场及其他扰动区域的地貌、植被，特别是加强了对高陡崾岘、高陡边坡、黄土冲沟等的防护治理，有效减少了由管沟在陡坡段敷设而造成的水土流失，抑止冲沟及冲沟深切发育。工程建设采取的水土保持措施，使水土流失防治责任范围内的各类开挖扰动面得到了有效治理，最大程度地减少了工程施工新增水土流失的产生，有效地恢复和改善了区域生态环境，取得了良好的水土流失防治效果。

3　结　语

水是生命之源，国土是生态文明建设的空间载体，水土保持的任务和目标就是保护水、土资源，保护和改善生态环境。输气管道工程在建设过程中，管沟开挖、高挖低填、穿越开挖、弃土弃渣等施工活动会产生新增水土流失，使区域生态环境恶化，影响工程的安全实施和运营。为尽量将新增水土流失降到最少，需要严格落实水土保持“三同时”制度，严格按照水土保持方案的设计内容，对位配置合理可行、系统完善的工程措施、植物措施和临时措施，以保护和改善区域生态环境，保证管道工程建设和运行安全，达到项目建设与周边生态环境协调发展的目的，实现工程建设和生态建设的双赢。

(责任编辑孙占锋)

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赵俊侠(1967—)，女，陕西澄城县人，高级工程师，学士，主要从事水土保持规划设计、水土保持方案编制、水土保持设施验收技术评估等工作。

2016-08-01