原油管道穿越麻湾灌区四干渠输水影响评价

何文龙，邱 浩，董新美

（1.山东黄河河务局山东黄河信息中心，山东 济南 250014；2.山东省水利科学研究院，山东 济南 250014）

董家口至东营原油管道工程起点为青岛市董家口输油站，终点为东营市东营输油站。工程的管道线路全部在山东省境内敷设，沿途经过青岛市、潍坊市、淄博市、东营市4个市8个县（市、区），线路全长373 km。管道设计输油量为1 500×104t/a。原油管道穿越东营市境内的麻湾灌区三、四干渠、曹店干渠等输水渠道。本文以麻湾灌区四干渠穿越工程为例，分析原油管道采用定向钻方式穿越渠道的输水影响评价方法及主要内容。

1 基本情况

1.1 穿越工程概况

董家口至东营原油管道工程穿越麻湾灌区四干渠处位于东营市东营区牛庄镇解家村西北，渠道桩号5+670处。工程采用定向钻方式穿越四干渠，为小型穿越。穿越管道采用直缝埋弧焊钢管，设计压力为6.0 MPa，管道直径711 mm，壁厚10.3 mm；管道外防腐层采用三层PE加强级防腐。穿越管道与四干渠水流流向的夹角为81°，定向钻入、出土点之间的水平长度318.13 m。入土角7°40”，出土角6°，穿越管段的曲率半径为1500D（D为穿越管段外径）。定向钻入土点距渠道右岸岸线垂直距离125.64 m，出土点距渠道左岸岸线的垂直距离161.58 m。穿越处四干渠渠底最低点高程4.32 m，渠底以下管顶高程-5.029 m，管顶距渠底最小埋深9.349 m。

定向钻穿越渠道施工流程为：测量放线→钻机进场→安装校验→钻导向孔→预扩孔→穿越管道发送准备→管道与钻具连接→洗孔、回拖管线→拆卸钻机→恢复地貌。

1.2 渠道概况

麻湾灌区位于东营市东营区和广饶县境内，设计灌溉面积4.93万hm2。灌区覆盖东营区、广饶县境内的12个乡镇和广北农场、胜利油田的6个农场，总人口35万，年平均引黄水量1.5亿m3，实灌面积为3.33万hm2。麻湾灌区下设总干渠一条、分干一条、二干渠一条、三干渠一条、四干渠一条，全长32.06 km。

原油管道穿越四干渠处渠道基本顺直，两岸地形平坦，渠道上口宽21.80 m，底宽13.62 m，纵比降1/6 000，渠底最低点高程4.32 m；左岸堤顶高程8.13 m，右岸堤顶高程8.46 m，堤防迎水坡坡比1∶2。渠道两侧边坡采用混凝土板衬砌，渠底未衬砌；左右堤顶均为沥青路面。根据东营市水利局灌溉管理处提供的资料，四干渠管理范围为渠道中心线左侧60 m，右侧70 m；四干渠穿越段没有新的规划治理安排。

2 输水影响分析与计算

2.1 水文分析

麻湾灌区四干渠为引黄输水渠道，无防洪任务。穿越渠段位于黄水东调应急工程庞家进水闸～北隨节制闸之间，根据《山东省黄水东调应急工程麻湾灌区清淤与衬砌改造工程施工图设计》（山东省水利勘测设计院，2017年2月），穿越断面四干渠设计引水流量为30 m3/s。穿越断面设计洪水位根据谢才公式及曼宁公式计算，渠道糙率取0.025，河道纵比降为1/6 000，经计算设计洪水位为6.70 m。

2.2 冲刷计算

渠道穿越处渠底为粉质黏土，采用黏性土公式计算渠道冲刷。鉴于目前油气管道行业没有具体的冲刷计算方法，渠道冲刷采用《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）护岸工程冲刷计算公式、《河床演变学》Lacey经验公式以及《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2015）一般冲刷公式分别进行计算，计算结果取大值。粉质黏土的液性指数0.60，允许不冲流速取0.85 m/s。经计算，设计引水流量时渠道冲刷深度分别为0.30 m、0.65 m、0.51 m。为确保工程安全，渠道冲刷深度取0.65 m。穿越处四干渠渠底最低点高程4.32 m，最低冲刷线高程为3.67 m；渠底以下管道设计顶高程为-5.03 m，管顶位于设计引水流量冲刷线以下8.70 m。

3 输水影响综合评价

3.1 与有关规划符合性评价

四干渠穿越段没有新的规划治理安排。原油管道采用定向钻方式穿越四干渠，穿越断面沿管线方向渠道上口宽22.07 m，出、入土点之间的水平长度318.13 m，远大于渠道上口宽；出、入土点均在渠道管理范围以外，且管道在两岸堤防以下最小埋深13.16 m，故穿越工程对未来的渠道规划基本没有影响，也不会影响渠道清淤等正常的渠道管理工作。

3.2 与有关技术要求符合性评价

四干渠穿越处原油管道与渠道水流流向夹角81°，满足《涉水建设项目防洪与输水影响评价技术规范》DB 37/T 3704—2019第6.3.1条“管道与水流流向夹角不宜小于60°”规定要求。出、入土点均在渠道管理范围以外，满足规范第6.4.1条“宜将出、入土点布设在水利工程管理范围外，距离水利工程不宜小于60 m”规定要求。

根据冲刷计算结果，管顶位于设计引水流量冲刷线以下8.70 m，满足规范第6.5.2条“采用定向钻施工方式时，管顶埋深不宜小于相应设计洪（输）水冲刷线以下6 m”规定要求。

根据原油管道设计资料，穿越四干渠处设置了永久性的识别和警示标志，并启用泄漏监测设施，满足规范第6.5.4条“建设项目穿越水利工程，应在相应位置设置永久性的识别和警示标志，并设置必要的安全监测设施”规定要求。

3.3 对渠道输水能力与水质的影响分析

原油管道采用定向钻方式穿越四干渠，管道埋设在渠底以下，不占用渠道的输水断面，工程施工和运行期间渠道范围内渠底以上不增加永久建筑物，渠道内的水流流态不会发生变化，穿越工程对渠道的输水能力、水质基本没有影响。

3.4 对堤防安全及岸坡稳定影响评价

原油管道穿越四干渠处两岸地形平坦开阔，渠道较为顺直，水流较为平缓，下蚀作用较弱，渠底及堤防岸坡多年来较为稳定。管道采用定向钻方式穿越四干渠，定向钻入土点、出土点远离渠道两岸堤防，管道施工不会破坏堤防、岸坡；管道在两岸堤防以下最小埋深13.16 m。为防止管道穿越引起堤防沉降，原油管道设计采取水泥浆置换措施，即管道回拖完成后向管壁和周围土层之间的空隙中进行注浆加固处理。可见，穿越工程对堤防安全及岸坡稳定造成的影响很小。

3.5 施工期影响评价

穿越工程施工期安排在非输水期，工期安排较为合理。穿越方式采用定向钻，施工场地布置在出、入土点附近，位于渠道两岸管理范围以外，并远离两岸堤防，对渠道两岸堤顶管理道路的影响较小。根据施工安排，施工期无永久弃土产生，施工过程中临时弃渣、弃土就近堆放在渠道管理范围以外；施工完毕后，及时清理施工场地，废弃的泥浆、油污及其他杂物等全部装车外运至指定地点，并将施工场地周围环境清理整洁。穿越工程施工期对渠道运行影响较小。

3.6 对第三人合法水事权益的影响分析

经现场调查，原油管道穿越四干渠断面下游右岸90 m有取水口1处。工程采用定向钻穿越四干渠，施工场地位于远离取水口的出、入土点附近，工程完工后渠道内不增加永久建筑物，渠道内的水流流态不会发生变化，不会影响取水口的正常运行，且穿越位置上下游无其它水利设施，故穿越工程对第三人合法水事权益没有影响。

4 消除和减轻影响措施

穿越工程采用定向钻施工方式，为了防止管道穿越沿线管道外壁与周围土层之间的空隙形成渗流通道，同时确保堤防不因管壁与孔壁间泥浆收缩而产生较大的沉降，管道回拖完成后向管壁和周围土层之间的空隙中进行注浆加固处理，注浆液使用1∶1黏土水泥浆，注浆压力控制在0.3~0.5 MPa。施工结束后，出、入土点处要求分层回填粘土、分层压实，每层厚度不大于30 cm，范围为不小于管道轴向和径向各3 m、深2.0 m，压实度要求不小于0.93。

5 结语

董家口至东营原油管道工程采用定向钻方式穿越麻湾灌区四干渠，穿越工程对未来的渠道规划基本没有影响，管道与渠道水流流向夹角、穿越长度、穿越埋深等均满足有关技术规范要求；穿越工程对渠道输水能力与水质、堤防安全及岸坡稳定等影响很小，对第三人合法水事权益无影响，采取的消除和减轻影响措施合理可行。目前，四干渠穿越工程已按设计方案实施。随着国内经济的快速发展，穿越渠道的各类建设项目将不断增加，本文将对同类建设项目输水影响评价的编制有一定的指导意义。