天然气管道施工中的环境影响分析及防控措施<br/>——以粤东地区为例

天然气管道施工中的环境影响分析及防控措施
——以粤东地区为例

2023-01-03吴锡坚李志峰许玉英

环境保护与循环经济 2022年6期

吴锡坚李志峰许玉英

（1. 广东常绿环保科技有限公司，广东广州 510000；2. 国家管网集团广东省管网有限公司，广东广州 510000）

1 引言

随着我国“碳达峰”“碳中和”目标的提出，煤炭和石油等传统化石能源逐渐被具有低污染、低排放特点的清洁燃料天然气所替代［1］，天然气管道项目的建设可以起到改善环境空气质量、提高居民生活质量的作用。天然气管道建设项目属于线性工程，不可避免地需穿越河流、公路等，项目的建设会对沿线的水环境、大气环境、声环境、土地利用类型、植被等短期内造成一定的影响。天然气管道建设项目的特殊性决定其施工过程极易对生态环境带来负面影响。本文以粤东地区天然气某段主干管网建设项目为例，对其施工期间的环境影响进行评价分析，以期为类似工程项目的环境影响评价工作提供参考。

2 天然气管道工程概况

2.1 建设规模

本项目管线总长166.6 km，设计压力9.2 MPa，采用不加压常温输送的工艺，管径为D914 mm。本项目组成主要包括外输管道、线路监控阀室、清管站、接收站外输设备及其他公用工程，线路沿线河流大型穿越2 处，河流中型穿越5 处，高速穿越4 处，国省县道与其他等级公路共穿越7 处。路线方案涉及生态严控区路段2 处，分别为广东省生态严格控制区，穿越长度约13.7 km，以及揭阳市生态严控区，穿越长度约0.5 km。

2.2 施工工艺

本项目按照多工区分段施工，施工期共10 个月，主要工程为管线敷设工程和站场阀室建设工程。管线敷设工程根据不同路段的地质、水文特点选用不同工艺进行施工。

（1）普通输气管道。在严格控制区内通常采用的敷设方式为开挖沟埋式，部分特殊路段（如水渠、硬化路面）采用顶管穿越方式。

（2）穿越大中型河流管道。一般选用定向钻穿越施工工艺，该工艺主要有两个步骤：一是依据设计曲线钻出一个导向；二是对导向孔进行扩大，然后将钢管回拖到导向孔中，完成管道穿越工作。

（3）穿越高速公路管道。采用顶管施工工艺。该工艺通过泥水输送弃土，同时利用泥水产生的压力来平衡土和地下水压力，实现机械自动化施工。

顶管施工为非开挖穿越施工方法，是一种以全断面切削土体，以泥水压力来平衡土和地下水压力，又以泥水作为输送弃土介质的机械自动化顶管施工法。

本项目施工流程如图1 所示。本项目所在地区雨季为每年的4—9 月，降雨量集中，因此严格控制区内土方路段应尽量避免在雨季来临前实施大开挖作业，并做好施工的临时排水工作，进一步减少因工程施工造成的严格控制区内水土流失问题。

3 天然气管道工程施工对沿线环境影响分析

3.1 施工过程环境影响因素

天然气管道工程建设带来的环境问题主要来自施工活动对环境造成的不利影响，施工期环境影响因素分析见表1。

施工期主要不利影响是工程建设永久占地及施工作业占用等对植被、土壤和生态环境的影响，施工扬尘及机械燃油尾气对区域大气环境的影响，施工活动及施工机械噪声对区域声环境的影响，施工废水对区域水环境影响以及土石方、建筑施工固废等对区域环境的影响。

3.2 施工期环境影响分析

3.2.1 施工期水环境影响分析

3.2.1.1 施工场地废水

基坑开挖过程中部分管段地下水渗出形成基坑开挖废水，需设置临时的排雨、排污系统。基坑开挖前，在基坑两侧设置截水明沟，截掉雨水或地表径流，以免在基坑开挖后流入基坑；基坑开挖后，在基坑底设置排水边沟及集水井，配备抽水机排除基坑积水或渗水。抽出的废水引入沉淀池沉淀净化后，上清液回用于洒水降尘，不外排。

项目站场阀室施工过程中，施工地点相对固定，施工时间相对较长，主要为平整土地、进出管网铺设等，施工废水主要为泥沙水、机械冷却水以及场地清洗水，污染物主要为SS，采用沉淀池处理。站场施工废水量较少，经沉淀处理后回用于施工场地洒水降尘，影响较小；施工完毕后池中沉渣集中运至周边城镇垃圾填埋场处理，故对周围水环境无明显影响。

3.2.1.2 设备清洗废水

本项目对每台设备每天冲洗2 次，项目机械设备清洗废水主要污染物为SS（浓度约1 500 mg/L）、石油类（浓度约20 mg/L），最大产生量约为3.2 m3/d，在施工场地内设置隔油隔渣池，含油废水经沉淀隔油后回用于车辆冲洗及道路清扫；定期打捞浮油并交有资质单位处理，对周围水环境无明显影响。

3.2.1.3 管道试压废水

管道敷设完毕后，需通入清水进行管道清扫和试压，会产生试压废水，水质较简单，主要污染物质是悬浮物，SS 浓度低于100 mg/L。本项目试压水平均用量为80 m3/km，本项目线路长度为166.6 km，管道试压水量约为13 328 m3。项目清管和试压分段进行，分段水压试验的管段长度一般不超过35 km，因此本项目分段试压水量不超过2 800 m3，局部排放量相对较少［2］。

本项目在排水口安装污水过滤器，试压废水经过滤器拦截铁锈、砂石等悬浮物后，可重复利用于场地及道路洒水，不会对地表水体水质造成明显影响。

3.2.1.4 河流穿越施工方式

本项目管线中、大型穿越处采用定向钻施工，施工过程中产生的泥浆水是对河流造成污染的主要因素，若泥浆水不处理直接进入周边或穿越的河道和沟渠，将造成局部水域浑浊度升高、河床淤积，水质方面可能造成水体悬浮物增加，堵塞沟渠或河道。根据同类型工程的资料类比，泥浆排入河道，可造成排放口下游2 km 内呈黄色。对此，本项目要求泥浆收集池设防渗膜，防止泥浆渗滤液进入周边水体。施工产生的泥浆可采用泥浆池干化处理，并送往当地环保部门指定地点处置。同时需避免在雨季施工，必须施工时应采取适当的措施，如覆盖、围栏等，防止雨水对泥浆和沙土的冲刷。泥浆的环保处理需按当地环保部门的指定位置和方法进行，并做好水土保持工作，防止二次污染。

在定向钻穿越过程中，钻孔采用泥浆护壁，可防止地下水向外界渗透排泄，不会造成地下水的大量流失而改变地下水的流场。施工过程中产生的油类、泥浆等污染物统一收集处理，同时施工过程中的泥浆护壁可防止污染物渗入地下水含水层中污染地下水水质，因此定向钻施工对地下水的影响较小。

3.2.2 施工期大气环境影响分析

施工期大气污染主要来源于施工过程中产生的扬尘、机械燃油废气、焊接烟尘、防腐废气。

3.2.2.1 大气扬尘

本项目施工期的大气扬尘来源于施工挖土、废土堆场及运输车辆。挖土扬尘对周围环境的影响程度与距离有关，10～50 m 范围内，TSP 和PM10的浓度高于GB 3095—2012《环境空气质量标准》中的二级标准，甚至可高达10 倍，而与施工现场距离300 m处，TSP 和PM10浓度可满足二级标准，随着与施工现场距离的增大，浓度衰减增快。如果不采取措施，项目现场施工产生的扬尘将对居民区产生很大影响。场地施工开挖土方除运走的部分外，其他废土堆会短时间内堆于现场，在采取适当的扬尘防护措施后，管道开挖的扬尘影响范围可局限在50 m 以内，同时其影响是相对短暂的，只要采用适当的措施，可以将扬尘的影响减小到最低程度。此外，车辆运输过程中尘土洒落产生的扬尘以及车辆行进中产生的二次扬尘均会对周围环境产生明显影响，其影响范围主要集中在运输路线两侧50 m 内［3］，可采取措施将影响降低。

3.2.2.2 机械废气

施工中使用的机械主要包括载重车辆、起重机等，机械运转中燃油产生的油烟气将排入大气中，从而对大气环境产生影响，从其组成上来说，以SO2，NOX为主，从其源强上来说，这类施工产生的油烟气相对较少，属于面源性污染源，而其产生量较低，且施工时间相对较短，其大气环境影响较低。

3.2.2.3 焊接烟尘、防腐废气

本项目天然气管道焊接过程产生的焊接烟尘以及防腐工序产生的防腐有机废气均属于间断的无组织排放。烟尘以及有机废气产生部位分散在管道沿线，且产生量小，影响范围集中在施工作业带两侧区域，与环境敏感点距离较远。当施工结束后，该影响将随之消失。因此施工期间的焊接烟尘、防腐废气属于短期影响，产生量小，对周围环境影响不大。

3.2.3 施工期声环境影响分析

施工噪声主要为施工机械（土石方工程设备和运输车辆）噪声。定向钻穿越大、中型河流时，钻机噪声值较高，各施工器械噪声值在81～115 dB（A）之间。此外，如遇山区石方段，可能会采取爆破施工的方式。开挖爆破产生的噪声为间歇声源，强度可达108～112 dB（A）。依据类似工程实测数据，爆破影响范围可达10 km，由于其为间歇性噪声源，且主要为昼间，从影响范围及影响对象看，对施工场区及周边居民点都有影响，应做好同居民的沟通及对居民的补偿工作。

3.2.4 施工期生态环境影响分析

3.2.4.1 对土壤的影响

输气管道是地埋式敷设工程，最直接的环境影响是施工期开挖管沟及管沟敷设临时占地对土壤结构、肥力、物理性质的影响。

（1）破坏土壤结构。管道施工会直接对土壤结构造成扰动和破坏，挖土堆放在农田区也会破坏耕作土；土壤层次的混合和扰动，影响了土壤的发育，干扰团粒结构的自然形成过程，影响耕作土壤的性能，从而造成农作物产量的下降；机械设备的碾压、施工人员的践踏使土壤紧实度增高，土壤吸水性和水分交换能力减弱；回填土层难以达到管道敷设前的土壤紧实度，土层过松容易引起水土流失，而土层过紧又会影响作物的生长。

（2）影响土壤养分。施工作业方式会对土壤养分和土壤的理化性质产生影响。施工过程中，在实施分层堆放、分层覆土的措施下，土壤有机质下降30%～40%，土壤养分下降30%～50%，其中，全氮下降约43%，磷素下降约40%，钾素下降约43%，尤其是速效性养分难以尽快恢复。这表明施工过程中即使实施分层堆放和分层覆土等保护措施，管道工程对土壤养分仍有明显的影响，同时在实际施工过程中，难以严格保证施工人员对表土实行了分层堆放和分层覆土。因此，管道施工对于土壤养分的影响将更为明显，土地在恢复原状后的一段时间内生物生产量必然明显下降。

（3）污染土壤。施工过程中对土壤的污染主要是由于增加了土壤中的难降解物质，如焊接管道附件时产生焊渣以及防腐涂层等废物，这些物质在土壤中难以分解，对植物的生长会产生长期的影响；施工人员丢弃的一次性餐具和饮料瓶等，也属于难降解的固体废物；如果施工安排不合理，或者操作不当，机械机油等还会对土壤造成污染，从而影响土壤耕作和农作物生长。因此应严格规范施工要求，施工期产生的固体废物必须及时清运至沿线当地城镇垃圾填埋场或交由沿线当地环卫部门清运处理。

（4）影响土壤生物。由于土壤理化性质和土体构型的改变，使土壤中的微生物、原生动物及其他节肢动物、环节动物、软体动物的栖息环境改变。由于本施工区无珍稀土壤生物，且施工带环境影响宽度控制在22 m 范围内，所以土壤生物的生态平衡在施工结束后很快会得到恢复。根据穿越地区土壤的情况，本项目建设对沿线土壤环境质量影响较轻，对开挖地带的土壤紧实度有一定的影响。在施工机械作业中，机械设备的碾压、施工人员的践踏使土壤紧实度增高，短期内影响土壤中的水分循环。

3.2.4.2 对物种多样性与生境的影响

随着施工的进行，管道沿线范围内的植被将被破坏，一些植物种类将会消失，相应地，植物数量将会减少。由于受影响的植物种类都不属于珍稀濒危的保护植物种类，皆为常见种，对生物多样性丰度影响不大。随着施工期结束，沿线的植被恢复，可部分弥补植物物种多样性的损失；由于项目特性所限，管线原址上不能栽种深根植物，因此占地上的植被可能无法恢复原有的生态功能，此影响将持续至运营期［4］。

施工过程中产生的废渣若随意堆放，将会影响管沟边的植被生长和农田生产。施工产生的扬尘和其他有害气体对管沟边植被的影响也不可忽视。施工结束后，若未能及时对沿线开挖地带进行植被恢复，将会对沿线植被和土壤裸露面产生较大破坏。因此，在管道沿线施工完毕后应尽快复绿。