输气管线工程穿越秦口河防洪影响评价
2019-02-14贾利青
贾利青
(滨州市水利勘测设计研究院,山东 滨州 256600)
天津液化天然气(LNG)项目输气干线工程第六标段滨州境内管线始于滨州市庆云县与阳信县分界河——青波河西侧,向东穿越青波河后向南敷设,先后穿越秦口河、沙河、徒骇河、杏花河等,到达终点邹平末站,总长68.63 km。依据《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》,需对河道管理范围内建设项目进行防洪影响评价。
1 基本情况
1.1 项目概况
管线穿越秦口河工程位于河道桩号22+490处,管线轴线与水流流向交角80°,管线长475.26 m,采用定向钻穿越方式。入土端位于秦口河南侧,入土角8°,与河堤垂直距离153.46 m;出土端位于秦口河北侧,出土角7°,与河堤垂直距离157.12 m。管线采用D813×17.5 L485 m直缝埋弧焊钢管,管段曲率半径1500D。该管道规格为D813,设计压力10 MPa,全线防腐采用三层PE外防腐层+强制电流阴极保护的联合保护方式。设计基本地震加速度值为0.05 g,设计洪水频率50年一遇。
1.2 河道基本情况
秦口河是滨州市海河流域一条骨干排水河道。该河上起自阳信县洋湖乡河南王村西,德惠新河右岸,流经阳信县、沾化区以及无棣县等县(区)后,至北海经济开发区马山子镇东风港南与徒骇河汇流入套儿河后入渤海,总长105.2 km,流域面积2 500.72 km2。穿越处位于秦口河下游,河水流向由西向东,河道顺直,河床较稳定,勘察期间河床两侧地下水埋深为1.75~2.75 m。根据《海河流域防洪规划》(2008年),穿越处河道设计底高程3.92 m,底宽45 m,河槽边坡1∶3,堤顶高程10.46 m,堤顶宽4.0 m,堤防内外边坡1∶2.5。秦口河设计防洪标准为“61年雨型”,排涝标准为“64年雨型”。全河已建拦河闸5座,跨河桥梁53座,排水涵闸14座,支流挡潮闸9座。
2 防洪评价计算
根据《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》的要求,结合河道情况和工程实际,对该管线工程所在河道断面进行水文分析计算,推求设计洪峰流量及相应的洪水位,对穿越段管线工程进行冲刷与淤积分析计算,对工程进行防洪综合评价。
管线工程设计洪水频率为50年一遇,为了全面论证管线穿越处河道的防洪安全情况,本防洪评价按“61年雨型”和“50年一遇”设计洪水标准进行水文分析计算。“61年雨型”设计洪水采用滨海排水模数法推求,“50年一遇”设计洪水采用1957—2016年流域内下洼、阳信、小杨家、温店4站的实测暴雨资料推求。经分析计算,“61年雨型”设计洪峰流量228.52 m3/s,“50年一遇”设计洪峰流量439.97 m3/s。根据现状秦口河穿越断面测量资料,采用曼宁公式计算,求得穿越断面处“61年雨型”设计洪水位8.47 m,“50年一遇”设计洪水位9.97 m。
采用包尔达可夫公式,按照最不利因素考虑,当发生“50年一遇”设计洪水时,穿越段管线最大冲刷深度1.09 m,管顶最小埋深10.839 m,管顶至河底最小距离11.929 m,两岸堤防处和堤身外管理范围段管顶埋深13.068~15.623 m。
3 防洪综合评价
3.1 对现有水利规划的影响
管道穿越位于秦口河桩号22+490,根据《海河流域防洪规划》,秦口河的工程布局主要对现状河道局部进行清淤疏浚并对两岸缺失堤防进行复堤。本工程管线穿越秦口河出入土点均位于河道管理范围之外,位于河道管理范围内的管线与河床或地面最低点之间的高差大于10 m,对水利规划的实施不会产生明显的影响。
3.2 与现行标准和技术规范的适应性分析
秦口河按“61年雨型”防洪标准治理,即相当于20年一遇标准。管线穿越工程防洪标准为50年一遇,高于河道防洪标准。
《油气输送管道穿越工程设计规范》(GB50423-2013)要求:水平定向钻敷设穿越管段的入土角宜为 8°~18°、出土角宜为 4°~12°,入出土点距大堤坡脚宜大于50 m。本工程定向钻穿越管段入土角为8°,出土角为7°,入、出土点与河堤垂直距离分别为153.46 m、157.12 m,满足规范要求。
3.3 对河道行洪安全的影响
在河道管理范围内的管线埋设在河床下,不会增加河道内阻水建筑物,不占用河道有效行洪面积,对河道行洪无影响。
3.4 对河势稳定的影响
管线定向钻穿越工程采用地下穿越,具有不扰动河床、不损坏河堤等特点。根据冲刷淤积计算,穿越段管线管顶埋深在最大冲刷线以下10.839 m。管线穿越河段未来不会有大的变化,管线建设不会改变水流的流态和流势,对河势稳定无影响。
3.5 对堤防的影响
秦口河堤防管理范围为堤脚外30 m,工程保护范围为管理范围护堤地边界外50 m。穿越管线定向钻的出入土点均在河堤管理和保护范围以外。两岸堤防处和堤身外管理范围段的管顶埋深大于堤基线以下6 m。管线建设不会损坏河道两侧堤防结构,不会对大堤稳定和安全产生不利影响。
3.6 对防汛抢险的影响
根据相关规划,河道整治工程实施后,堤顶均作为防汛交通道路使用。管线建设采用定向钻技术从河床底部穿越河道,不占用现有防汛抢险通道,不会对防汛抢险造成不利影响。
3.7 建设项目设防措施的适当性分析
按照最不利因素考虑,当发生“50年一遇”设计洪水时,管道穿越处河道主槽及滩地段的管顶埋深大于2.5 m,且管顶到河床底部的最小距离大于6 m,两岸堤防处和堤身外管理范围段的管顶埋深大于堤基线以下6 m,均满足相关规定要求。
3.8 对第三人合法水事权益的影响
秦口河穿越工程位于两岸河堤外侧,其建设不涉及对第三人合法水事的权益问题。
4 结论与建议
天津液化天然气项目输气干线穿越秦口河工程对河道现有水利规划、河道行洪安全、河势稳定、堤防安全、防汛抢险以及第三人合法水事权益等没有大的影响。
定向钻施工前,建议对穿越设备下的地基进行加固,必要时可采取井点降水措施,以避免地基失稳。在施工过程中,应对出入土点及施工坑采取必要的封堵防渗措施,定向钻施工完成后,应对其出入土点施工坑采用原土回填压实,并尽可能恢复原地形地貌特征,做到与周围的自然生态景观相协调。同时,在施工过程中,建设部门宜与河道主管部门保持密切联系,及时了解雨情水情,以确保施工安全和河道行洪安全。