长输气管道河流穿跨越方案对水环境影响研究

李新峰 许蔷薇

摘 要：重大河流穿跨越作为管输项目控制性工程，对长输管道建设起着举足轻重的作用，穿跨越方案的确定在环境保护不断提高的当今更是至关重要。文章以某输气管道滹沱河穿越方案的优选过程为例，着重从工程和环境影响两方面来探讨方案可行性，符合当代工程建设的实际情况。

关键词：水环境影响;滹沱河;河流穿越方式;长输气管道

随着国家经济的发展和环境保护的重视，安全高效运输清洁能源成为一项重要任务，管道以其安全可靠、无污染、低能耗等优点被广泛应用。目前，我国油气长输管道网络已初步建成，2006年至2015年十年间，我国累计新增油气长输管道里程数为6.47万km。伴随城镇化进程加快、各地环境敏感区的不断设立，管道路由选址的受限因素越来越多，重要河流穿跨越作为管道工程的控制性工程，合理的穿跨越方式成为当今环境保护工作考虑的重要因素，往往需进行多方案比选，从中选优。通常来说，定向钻、顶管等非开挖方式要优于开挖方式，但在特定条件下，又非完全绝对，本文结合当前环保要求、从环境、技术、经济等方面来研究某输气管道穿越石家庄市正定县的滹沱河的环境影响，寻求最优方案。

1 工程概况

某输气管道工程包括一条主干线和两条支干线，全长736km，管径1219mm，设计压力12MPa，设计输气量300×108m3/a，管道主干线从石家庄至沧州，大致走向为东西向，在正定县西北10km处穿越滹沱河，该处为滹沱河地下水源保护区的二级保护区，穿越处距水源井约7km，穿越段滹沱河水体为Ⅱ类水质目标，此处环境敏感。

2 穿越段河流水文及水文地质条件

滹沱河发源于山西省繁峙县一带，后汇成子牙河入海，全长587km，支流集中在上游，下游无支流汇入。管道穿越处位于滹沱河的下游，主河道宽约535m，该段河道平常无水，河道顺直。该处滹沱河为地下水源保护区，位于滹沱河冲洪积扇地带，区域地层以砂类土、卵石为主，流通性好。本地区地下水具有双层结构，上部为冲洪积砂、卵石孔隙潜水，厚40～50m，富水性及导水性均较好，渗透系数为60m/d，导水系数一般在15000m2/d左右;下部为冲积砾石含泥砾、卵砾石孔隙承压水。

研究区潜水含水层结构见图1。

3 穿跨越方式的研究

目前穿越河流主要有挖沟法、定向钻、顶管、盾构、桁架等多种施工方式[1]，选择原则是根据地形、水文地质、环境影响、施工条件、投资和维护等因素确定[2]。本文重点通过工程可行性和环境影响两方面来论述更合理的滹沱河穿越方式。

3.1 工程技术可行性论述

根据现场调查，该处滹沱河主河槽宽约500m，河岸两侧为农田，因此，本文研究对象为主河槽的穿越方式。

3.1.1 施工方式描述

挖沟法：选择在9月中旬～12月的枯水期，分段开挖，穿越长度530m，级3～4m，管道布管、焊接在倒数第二台阶上无水施工，焊接完成后整体安装;定向钻：项目河床10m以下为卵石层，分布均匀，钻孔45m范围内未揭穿，最大卵石粒18cm，卵石含量70%，定向钻成孔困难，且极易发生塌孔、卡钻现象，风险较大，工程不推荐该方式;盾构隧道：穿越地层以卵石、中砂为主，采用“竖井+平巷+竖井”形式，长度700m，两侧竖井采用沉井，沉井较深，施工困难，长距离卵石地层施工，顶进困难，工程不推荐该方式;顶管隧道：发送井距主槽西岸岸坡60m，深度22.8m，接收井距主槽东岸岸坡59m，深度21.6m。两侧竖井较深，施工有一定困难，长距离卵石地层施工，最大粒径18cm，顶进较困难;桁架：采用多跨桁架，主槽跨度60m，共计12跨，总跨度720m，跨越基础对河道行洪有一定影响，工期长，后期日常维护工作量大，易受各类人为或偶然因素的破坏，工程不推荐该方式。

3.1.2 工程推荐方式

通过各种常用穿跨越方式对比，在滹沱河主河槽处穿越挖沟法和顶管隧道法均可行，其他穿越方式如定向钻、盾构、多跨桁架其可实施性均较差，因此，工程推荐挖沟法和顶管隧道法。

3.2 环境影响论述

建设项目穿跨越方式的环境可行性，是建立在工程可行的基础上的。本文对工程可行的挖沟法和顶管隧道进行环境影响方面的对比，结果见表1。注：河北省无计算扬尘方法，本文计算依据来自《青海省部分行业环境保护税应税污染物排放量抽样测算方法》（试行）（2018年7月）中“施工扬尘排放量测算方法”，考虑产生量及消减量。

综合对比环境影响来看，挖沟法略微优于顶管隧道法。建设项目对环境影响是否严重，最好的论证是借鉴已有工程的实际影响程度。本文滹沱河的穿越处，基本与已经挖沟法建成的陕京二线、三线并行，根据实际运行情况，基本未对水源保护区造成影响。因此，采用挖沟法穿越滹沱河环境影响是可以接受的。

3.3 最终穿越方案的确定

在现阶段对环保要求不断提高的情况下，河流穿跨越方式的确定，不仅仅要选取工程可行的方案，更优选环境影响可接受的穿越方案，本文论述的滹沱河穿越方案，在综合分析目前主要河流穿跨越方式的基础上，结合河流实际情况，认为挖沟法和顶管隧道工程可行;在分析论证工程可行方案对大气、地表水、地下水、固体废物、景观、风险等的环境影响后，认为挖沟法略优于顶管隧道。综合工程和环境两方面，挖沟法穿越滹沱河主河槽为优选方案。

4 总结

重大河流穿跨越一直都是管输项目的控制性节点工程，其穿越方式也是各部门重点考虑的对象。通过本文论述，具体河流采用何种方式穿越，并非有统一的标准，需结合河流本身情况，在工程可行的情况下，将环境影响作为一个重要的参考因素来优选方案，既满足工程设计的需要，又符合当代对环境保护的要求。

参考文献：

[1]王保群.长输油气管道十大穿跨越方式[J].油气储运，2014 （3）：30-33.

[2] GB/50459-2009.油气输送管道跨越工程设计规范[S].中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，2009.

[3]吴二威，赵甲亭，乔秀文，等.滹沱河水系沉积物重金属污染特征及其污染评价[J].石河子大学学报（自然科学版），2014，32（5）：621-626.

作者簡介：

李新峰（1984- ），男，山东济南人，工程师，硕士，研究方向：水环境、环境影响评价，北京飞燕石化环保科技发展有限公司。