威远—乐山输气管道工程施工工艺及水土流失防治研究

田红卫 王东 王旭东

（1.长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉 430010；2.中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司输气管理处，四川成都 610000）

威远—乐山输气管道工程属跨市（州）干线的天然气输气管网项目，对推动乐眉雅地区国民经济可持续发展、提高当地人民生活质量、加快实现川中地区的碳中和等事项都具有积极的战略意义。输气管道运输因其一次性投资少、运输成本低、安全性高等优点而被大量上马[1]；然而，在建设过程中，大规模扰动将不可避免，这会严重破坏管道沿线原有的地形、地貌和植被等自然条件，加重管道沿线的水土流失，尤其是在地形变化复杂的川中地区[2-3]。因此，分析工程建设过程中的水土流失问题具有重大的生态意义[4]。本文以川中地区的威远—乐山输气管道工程为例，分析了工程的施工工艺、水土流失特点及其危害，总结出水土流失防治措施体系。本文对川中地区输气管道工程建设过程中的水土流失防治工作具有较强的施工指导价值。

1.项目概况

威远—乐山输气管道工程是乐眉雅供气工程中的一条中转管道。本项目起于威远县镇西镇威脱水站，止于夹江县甘江镇乐山输气总站，涉及四川省内江市威远县、自贡市荣县和乐山市井研县、市中区、夹江县，管道总长124.07km，其中输气干线116.77km，输气支线7.90km，新建输气站场2座，改建输气站场4座，新建线路阀室5座，全线管径DN813。沿线定向钻穿越岷江1370m/次、茫溪河600m/次、越溪河625m/次，开挖穿越小型河流、沟渠和鱼（水）塘2090m/80次；桥下顶箱涵穿越成乐高铁100m/次、连乐铁路80m/次，顶管或开挖穿越公路4070m/291次，输气干线作业带宽度约16m～22m，输气支线作业带宽度约6m～24m。工程总占地238.90hm2，其中永久占地8.81hm2，临时占地230.09hm2；土石方开挖总量135.80万m3，填方总量129.89万m3，余方全部平摊于管道作业带或穿越工程施工场地内，无弃渣场。

项目全线海拔高度在356.0m～740.0m，跨越平原区及低山丘陵区，穿越岷江、越溪河、茫溪河等；项目区属亚热带湿润季风气候，土壤类型主要包括紫色土、水稻土和黄壤土，植被类型则以亚热带常绿阔叶林为主，项目区内林草覆盖率为26.9%。

2.施工工艺

2.1 输气管道施工工艺

输气管道通常选用埋地敷设的方式作业。若项目区内的地质条件不适合将管道全部埋地，则在局部地段上可选用土堤埋设或地上敷设的方式作业[1]。

2.2 站场阀室施工工艺

本项目的站场工程包括输气站场、阀室等，首先须剥离表层熟土，集中堆放并设置临时防护；然后使用挖掘机开挖土石方，用翻斗车或推土机将土石方运至填方区域，再分层碾压，同时修建截排水设施，布置临时苫盖；在场地平整后，建造构筑物，安装设备，同时硬化地面，最后恢复植被。

2.3 管道作业带施工工艺

在本项目中，管道敷设作业采用分段开挖、下管、回填的施工方式，将管沟开挖土方临时堆存于管沟一侧，下管后及时回填；当管道通过陡坎、陡坡等复杂地段时，须分别采取放坡、护坡、堡坎、排水、分段设置挡土墙等措施；管道敷设尽可能利用现有道路，严格控制施工道路占地宽度，除必要的管沟开挖、布管、临时堆土等场地外，尽量减少管道施工作业带的宽度。

2.4 穿越工程施工工艺

本项目的穿越工程主要分如下3种情况进行：

（1）穿越公路的方式。管道穿越公路时应尽量采用顶管穿越方式，套管顶部埋深≥1.2m，套管伸出公路边沟外侧的长度≥2m。公路的开挖穿越具有时间短、施工快等特点，施工场地布设简单，但开挖扰动范围较顶管等穿越方式大，可通过加强施工中的临时防护措施减轻水土流失。由于大部分穿越采用顶管方式，对当地交通影响较小。

（2）定向穿越河流的方式。管道穿越岷江、越溪河、茫溪河时采用定向钻穿越方式，定向钻穿越只需在河流两岸设置入土点与出土点，这样有助于减少扰动面积。

（3）穿越溪沟的方式。管道穿越溪沟采用围堰开挖方式，管道敷设完毕后，及时疏通溪沟，及时清理、撤走施工设备，恢复原地貌。在施工后期，应在穿越段两岸的稳定地基上做好护岸措施，且应尽可能使护岸措施与自然地貌融合。

2.5 道路施工工艺

本项目的施工道路土石方开挖采取半挖半填，挖方量全部用于填方，避免产生了余方、弃方，临时堆土堆放在占地红线内，并采取挡护、苫盖措施。使用结束后，需及时进行迹地恢复、恢复原有土地性质，以避免二次水土流失[5]。

3.水土流失特点及其危害

3.1 水土流失特点

（1）呈线状分布[6]。输气管道工程属线型工程，主要的施工作业区域暨扰动区域为管线作业带，容易发生水土流失的地块也呈线状分布。

（2）流失时段相对集中[7]，流失强度空间相对分散[8]。本项目的水土流失集中发生于施工期内的雨季，主要是破坏了原地表覆盖层，在强降雨的作用下，极易造成水土流失。工程施工造成的水土流失也呈现空间分布不均的特点，相较于平原地区，低山丘陵地区的受侵蚀程度会普遍较高。

（3）单位流失量不大，但是流失总量大[8]。本项目的管道作业带十分狭长，多次穿越河流、自然保护区等敏感区，管沟开挖临时堆土量大，局部产生临时土石方较多。因此，单位施工段产生的水土流失量不大，但累计产生的水土流失量较大、水土流失严重。

3.2 水土流失危害

在工程实践中，如果不能及时采取合理且有效的措施防治，则因施工过程而产生的水土流失，将会对项目区生态环境产生严重危害。

（1）站场阀室区。修建站场阀室将损坏项目区的原地貌植被，减弱表土层的抗侵蚀能力，增加了地表径流量和冲刷强度；同时，局部的站场施工开挖会形成陡边坡，若不布置防护则会加剧重力侵蚀，影响主体设施安全。

（2）管道作业带区及穿越工程区。由于管道建设会挖损、占压土地等因素，在短期的大到暴雨历时内，容易产生很强的地表径流，且汇流时间短、冲刷力强、易形成山洪。管道穿越河流和自然保护区时，其开挖扰动地面易发生水土流失，可加重洪涝灾害；穿越平原区时，其扰动区域未及时清理平整也将影响农业耕作及植被恢复。

（3）堆管场区。堆管过程会损害占地范围内的原有植被，减弱表层熟土的抗侵蚀能力，增加地表的径流量和冲刷强度，因此须采取措施减弱堆管过程对植被的损害。

（4）施工道路区。修建施工道路会对地表产生强烈扰动，严重破坏原地貌植被，将会造成显著的水土流失；同时，道路施工会产生面积较大、分布零散的裸露边坡，削弱原有土质边坡的稳定性，容易诱发长期的重力侵蚀，影响施工后期的道路建设及运行期的交通安全。

4.分区防治措施体系

4.1 管道作业带区

（1）土地整治及表土综合利用。根据管道作业带的表土厚度剥离表土，堆放在施工作业带一侧条状堆放；其中表土与管沟槽挖生土分开堆放，均采用填土编织袋拦挡、彩条布苫盖及铺垫、临时排水沟、沉沙池等临时防护措施。施工结束后进行土地平整，回填生土，回覆表土。

（2）永久截排水措施。在施工期间，在管道沿坡地段敷设时，在坡顶、坡脚、冲沟等地方设置截排水沟。

（3）复耕及植被恢复措施。施工结束后进行复耕或恢复植被（撒播草籽）。

4.2 站场阀室区

（1）土地整治及表土综合利用。根据站场阀室的表土厚度剥离表土，就近集中；其中表土与生土分开堆放，对临时土堆和临时裸露迹地均采用彩条布苫盖的临时防护措施。施工结束后进行土地平整，回填生土，回覆表土。

（2）永久截排水措施及永久边坡防护措施。在施工期间，站内除硬化区域外其他空地铺装碎石，站场周边设排水沟，排水出口与自然沟道顺接，站场填方边坡采用网格植草护坡或设置挡土墙，挖方边坡坡脚设置挡土墙。

（3）复耕及植被恢复措施。施工结束后进行复耕或恢复植被（包括撒播草籽和栽植灌木）及幼林抚育。

4.3 穿越工程区

（1）土地整治及表土综合利用。根据穿越地块的表土厚度剥离表土，就近集中；其中表土与生土分开堆放，对临时土堆和临时裸露迹地均采用编织袋拦挡、防雨布或彩条布苫盖、临时排水沟、临时沉沙池等临时防护措施。施工结束后进行土地平整，回填生土，回覆表土。

（2）复耕及植被恢复措施。施工结束后进行复耕或恢复植被（撒播草籽）。

4.4 堆管场区

（1）土地整治。施工前，采用彩条布进行铺垫。施工结束后进行土地平整。

（2）复耕及植被恢复措施。施工结束后进行复耕或恢复植被（撒播草籽）。

4.5 施工道路区

（1）土地整治及表土综合利用。根据施工道路的表土厚度剥离表土，沿道路一侧堆放，对表土采取填土编织袋拦挡、彩条布苫盖等临时防护措施。施工结束后进行土地平整，回覆表土。

（2）永久截排水措施。在施工期间，在施工道路两侧依地形布设临时排水沟、沉沙池。

（3）复耕及植被恢复措施。施工结束后进行复耕或恢复植被（包括撒播草籽和栽植灌木）及幼林抚育。

5.结语

在产业体量上，我国同输气管道建设较完备的国家还存在较大的距离[9]，因此未来的市场十分广阔。但是，根据估算，每新建设管道1km将新增水土流失量355t[6]。因此，如何有效控制输气管道工程建设中的水土流失防治是一大难题。本文以威远—乐山输气管道工程为例，对铺设输气管道过程中的施工工艺进行了详细的介绍，分析其水土流失的特点和潜在的水土流失危害，结合项目区的地理特点、施工特征及水土流失特点，构建了针对性较强的分区防治措施体系，以期消弭可以预期的巨大水土流失灾害。

笔者认为，要防治输气管道工程建设造成的水土流失，首先应做到“措施到点，措施到时”，强化水土保持防治措施的施工可行性和有效性；然后必须控制好施工进度，尤其是精细化实施临时措施，落实“三同时”制度；最后可以适当开展科研探索活动，将表土保护、植被恢复、微生态构筑相结合，达成日韩式的生态效果[10]。