張志忠　殷春霞　黃成燕　孫發(fā)政

摘要：在深圳市天然氣高壓輸配系統(tǒng)工程施工段，選擇二標(biāo)段4038～4045/k段，設(shè)置長為2 000 m，寬20 m的試驗(yàn)示范段，尋找治理深圳市天然氣高壓輸配系統(tǒng)工程水土流失適宜的技術(shù)和方法。通過因地制宜地設(shè)置不同類型的生物磚排水溝，噴播適宜的草本和灌木，使黃土裸露面實(shí)現(xiàn)了有序排水和快速復(fù)綠，為項(xiàng)目段的水土流失治理提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：天然氣輸配系統(tǒng)工程；水土治理

中圖分類號：S 732 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：10095500（2013）01006503

2007年11月深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司與中石油簽署了“西氣東輸二線氣源銷售與輸配框架協(xié)議”，高壓輸配系統(tǒng)工程是西氣東輸二線的配套項(xiàng)目，起于深圳市求雨嶺門站，西通大鏟島門站，東至深圳市東部電廠。工程于2009年9月10日正式動(dòng)工，輸氣管線設(shè)計(jì)壓力6.0 MPa，管徑DN800，鋼管材質(zhì)為X65，全長149 km，沿線設(shè)求雨嶺天然氣門站、平湖門站、留仙洞調(diào)壓站、8座電廠用戶專用調(diào)壓站等，在2012年4月接收西氣，正式投產(chǎn)。管道工程的開挖，造成寬約20 m、長149 km范圍的環(huán)境需要生態(tài)恢復(fù)。

1 工程占地對沿線造成的生態(tài)破壞

高壓管道橫跨深圳市，西至大鏟島，東至東部電廠，西段工程位于深圳市特區(qū)內(nèi)，中西段多位于丘陵山地，沿線地形地貌復(fù)雜，主要包括農(nóng)田、林地、丘陵、河流和魚塘等；管線周邊還涉及工廠、住宅、成品油管道、LNG管道等設(shè)施。

高壓管道穿越公路、鐵路、工廠、住宅、林地、農(nóng)田、河流、魚塘等，由此涉及大量的協(xié)調(diào)和理賠工作，導(dǎo)致整體工程施工期拖長，給水土保持同步施工同步復(fù)綠造成困難。

施工作業(yè)面掃線、管溝開挖均破壞原有地形地貌；管線開挖后在未回填土之前，因暴雨極易使水土流失；管線回填后地表裸露，無有序排水設(shè)施和植被覆蓋，同樣產(chǎn)生水土流失，且影響生態(tài)景觀（表1）。

施工臨時(shí)道路的修建產(chǎn)生水土流失。由于多為山區(qū)林地，交通不便，必須修建臨時(shí)道路以滿足施工裝備和材料進(jìn)場需要。此外，為管道運(yùn)行期的巡查、維護(hù)和搶修而修建的道路也有水土流失產(chǎn)生。

2 水土保持技術(shù)措施

為做好深圳市天然氣高壓輸配系統(tǒng)工程施工全線的水土保持工作，選址該項(xiàng)目二標(biāo)段4038～4045/k段為水土保持試驗(yàn)示范段，以論證所采取的水土保持技術(shù)和方法的可行性，進(jìn)而指導(dǎo)全線的水土保持施工。試驗(yàn)段地處丘陵山地，是高壓輸配系統(tǒng)工程水土保持難度最大的地段類型。根據(jù)孫發(fā)政＼[1-8＼]提出的水土生態(tài)理論，經(jīng)過調(diào)研及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較之后，工程擬采用水系疏導(dǎo)加生態(tài)復(fù)綠兩項(xiàng)措施對試驗(yàn)段進(jìn)行水土保持施工。水系疏導(dǎo)采用生物磚排水溝技術(shù)＼[9＼]（專利號：ZL03224698.6）；生態(tài)復(fù)綠采用類蘆綠化裸露邊坡的方法＼[10-14＼]（專利號：ZL03139818.9）。管道主體工程施工完成后，造成的作業(yè)面呈帶狀黃土裸露，原有植被被砍伐挖除，原有坡面水系受到破壞，對此，沿著管道兩側(cè)黃土裸露面設(shè)置兩條M型生物磚排水溝，在坡底設(shè)置U型生物磚排水溝，生物磚排水溝施工完成后，采用機(jī)器噴播草本和灌木種子，實(shí)現(xiàn)生態(tài)復(fù)綠。

2.1 黃土裸露面的水系疏導(dǎo)

水系疏導(dǎo)主要靠排水溝完成，根據(jù)匯水面積、最大降水量等因素，確定排水溝的大小和數(shù)量，根據(jù)地形地貌等因素確定M型生物磚排水溝和U型生物磚排水溝的布設(shè)。

2.1.1 M型生物磚排水溝布設(shè) 對于坡長坡陡且施工作業(yè)面較寬的黃土裸露面布設(shè)兩條平行于管道的M型生物磚主排水溝，并布設(shè)與管道斜交的M型生物磚支排水溝，通過支排水溝與主排水溝連接，將匯水面內(nèi)的所有地表水引流出裸露面以外，與周邊原有水系相連接（圖1）。對于坡度較緩且施工作業(yè)面較窄的黃土裸露面，布設(shè)一條M型生物磚主排水溝。M型生物磚排水溝可順坡面和水流自然彎曲，這樣可減輕水流對排水溝的沖擊力。

2.1.2 U型生物磚排水溝布設(shè) 在管線位于低洼山谷，管道回填土受雨水集中沖刷的地段和邊坡土質(zhì)松散的填土區(qū)，采用生物磚滿布坡面，形成U型生物磚排水溝，在生物磚內(nèi)種植根系發(fā)達(dá)的類蘆等植物（圖2）。滿鋪的U型生物磚排水溝可有效疏導(dǎo)水系，深根植被可有效固土，生物磚與植被有機(jī)結(jié)合，保護(hù)管道、防止水土流失并恢復(fù)生態(tài)景觀。

管道工程水土保持方案通常為當(dāng)坡度小于15°時(shí)，采用修筑漿砌石排水溝疏導(dǎo)水系并種草護(hù)坡；當(dāng)坡度15°～25°時(shí)，采用塊石干砌；坡度大于25°時(shí)，采用水泥砂漿砌石。高壓輸配系統(tǒng)工程沿線地形、地貌復(fù)雜，施工作業(yè)帶較寬，對山體植被破壞性大，水土流失嚴(yán)重。主體工程中水土保持方案采用的漿砌石排水溝及塊石干砌對施工作業(yè)面的水系疏導(dǎo)有積極的作用，但缺點(diǎn)是（1）造價(jià)高，且高壓輸配系統(tǒng)工程多位于山區(qū)林地，石塊和砂漿等原材料運(yùn)輸難度大；（2）由于施工作業(yè)帶平均寬度為20 m，匯水面積較大，砌筑排水溝的面積也較大，大量的漿砌石排水溝不利于綠化的連續(xù)性，大量的漿砌石排水溝也破壞了山體的生態(tài)景觀；（3）漿砌石排水溝不能吸納和滯留多余的雨水，降雨時(shí)雨水很快流失，不能進(jìn)入土壤儲(chǔ)存，不利于受傷坡面的植被恢復(fù)；（4）管溝回填土較松散，土層會(huì)產(chǎn)生自然沉降，在管溝上方的漿砌石排水溝會(huì)因?yàn)榈撞炕A(chǔ)不均勻沉降而斷裂，斷裂處將會(huì)受到水流集中沖刷，造成局部水土流失嚴(yán)重，并危害管道的安全運(yùn)營。為此，試驗(yàn)示范段采用生物磚排水溝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的漿砌石排水溝。生物磚為水泥預(yù)制的空心磚，用其拼砌成排水溝，排水溝可隨底部土層基礎(chǔ)自然沉降而不影響整體排水功能，在磚的種植孔內(nèi)注滿含有草籽的營養(yǎng)土或栽植草苗，其草籽長滿綠草后可覆蓋排水溝砌體而看不到砌筑材料，使排水溝與周邊植被連成一體，既起到疏導(dǎo)水系作用，雨水還能滲入土壤，有利于植被的恢復(fù)＼[9＼]。

2.2 黃土裸露面的生態(tài)復(fù)綠

2.2.1 山區(qū)林地挖方邊坡 邊坡表面為原土層，土層較硬，相對穩(wěn)定。在邊坡表面人工開挖種植細(xì)溝，噴種草籽，澆水、施肥，使坡面快速復(fù)綠。在邊坡坡腳種植爬墻虎等爬藤植物，朝邊坡上方爬行生長，在坡頂種植五爪龍等藤本植物朝坡下爬行。通過以上措施，使挖方邊坡坡面全方位達(dá)到復(fù)綠效果。

2.2.2 山區(qū)管道作業(yè)帶 坡面與管道平行走向，是管道回填后形成的黃土裸露面，是高壓輸配系統(tǒng)工程水土保持的主要坡面。采用類蘆綠化裸露邊坡的方法，噴播類蘆（Neyraudia reynaudiana）等適生草籽和灌木，草本種子有類蘆、狗牙根（Cynodon dactylon）、百喜草（Paspalum notatum）、糖蜜草（Melinis miutiflora），灌木種子有山毛豆（Tephrosia candida）、豬屎豆（Crotalaria pallida）等。管道上方約4 m寬為回填土，土質(zhì)松軟，草的根系不足以穩(wěn)固松軟的填土，容易受雨水侵蝕，并存在管道裸露的危險(xiǎn)。根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)夤芾項(xiàng)l例》規(guī)定，管道上方兩側(cè)2 m范圍內(nèi)不允許種植深根植物如喬木。因此，在管道上方加種根系相對發(fā)達(dá)的灌木和類蘆，以固住松軟的回填土，保護(hù)管道安全。

2.2.3 山區(qū)林地填方邊坡 管道坡面之側(cè)面的填方邊坡，由松土堆棄而成，其邊坡水土流失危害較大，邊坡松軟，如遇大雨，泥沙會(huì)傾瀉而下，做好此類邊坡的水土保持是重中之重。采用深圳市大自然生態(tài)園林技術(shù)有限公司發(fā)明的用專利方法施工的草種——類蘆，是邊坡固土的理想草種，其生命力、自然繁殖力和自然更新力強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)＼[1＼]。由于管道位處山高路遠(yuǎn)的丘陵山地，普通噴草設(shè)備無法進(jìn)入施工現(xiàn)場，采用類蘆綠化裸露邊坡的方法，較好地解決了這一施工難題＼[10，14＼]。

4 水土保持成效

水土保持試驗(yàn)示范段位于深圳市機(jī)荷高速北側(cè)，天然氣管道與機(jī)荷高速平行覆設(shè)，全長2 000 m，翻越四座高山，地質(zhì)組成有粉質(zhì)粘土、花崗巖和砂礫等。該試驗(yàn)示范段山高路險(xiǎn)，是高壓輸配系統(tǒng)工程水土保持難度最大的地段。試驗(yàn)示范段管道主體工程于2009年9月動(dòng)工，至2010年1月完工，管道主體工程完工后，作業(yè)帶內(nèi)黃土裸露，為確保當(dāng)年雨季來臨前完成水土保持施工，避免造成大量的水土流失，保證管道安全，在試驗(yàn)方案確定后，即采用生物磚排水溝疏導(dǎo)水系和以類蘆綠化裸露邊坡的方法進(jìn)行生態(tài)復(fù)綠兩項(xiàng)措施，加班加點(diǎn)組織施工，至2010年4月雨季來臨前，試驗(yàn)示范段草本、灌木生長茂盛，植被覆蓋率達(dá)到100%，黃土裸露面植被全覆蓋，有效地防止了雨水對裸露面的沖刷；生物磚排水溝與周邊植被連為一體，恢復(fù)了自然生態(tài)，并有效地保證了坡面有序排水，避免了水土流失，保護(hù)了管道的安全。經(jīng)過當(dāng)年5～10月臺(tái)風(fēng)暴雨的考驗(yàn)，證明試驗(yàn)示范段取得了水土保持和生態(tài)復(fù)綠的預(yù)期效果，為該項(xiàng)目全線的水土流失治理提供了科學(xué)依據(jù)和寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

＼[1＼] 孫發(fā)政.關(guān)于水土生態(tài)與水土生態(tài)保持幾個(gè)問題的探討＼[J＼].水土保持學(xué)報(bào)，2011（2）：262-263.

＼[2＼] 孫發(fā)政.美國和加拿大水土生態(tài)環(huán)境考察啟示＼[J＼].草原與草坪，2011（1）：94-96.

＼[3＼] 孫發(fā)政.論水土、水土生態(tài)與水土生態(tài)保持＼[J＼].中國水土保持，2006（11）：14-16.

＼[4＼] 孫發(fā)政.創(chuàng)新水土保持理論攀登生態(tài)保護(hù)和生態(tài)建設(shè)制高點(diǎn)＼[J＼].中國水土保持，2007（6）：13-14.

＼[5＼] 孫發(fā)政.試論將“水土保持”改稱“水土生態(tài)保持”的科學(xué)性＼[J＼].中國水土保持，2005（8）：22-23.

＼[6＼] 孫發(fā)政.從日韓考察看水土生態(tài)保持的普遍意義＼[J＼].中國水土保持，2008（8）：23-24.

＼[7＼] 孫發(fā)政.美國和加拿大水土生態(tài)環(huán)境考察啟示＼[J＼].草原與草坪，2011（1）：94-96.

＼[8＼] 孫發(fā)政.非洲考察及其水土生態(tài)啟示＼[J＼].中國水土保持，2010（6）：5-6.

＼[9＼] 張繼紅，孫發(fā)政，何偉，等.生物磚排水溝在開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持中的應(yīng)用＼[J＼].中國水土保持，2007（6）：39-40.

＼[10＼] 孫發(fā)政.類蘆綠化邊坡施工方法的研究＼[J＼].草原與草坪，2004（4）：61-62.

＼[11＼] 孫發(fā)政.類蘆的固土護(hù)坡性狀及其生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值＼[J＼].草原與草坪，2004（1）：66-69.

＼[12＼] 孫發(fā)政，胡榮，張藝東，等.類蘆在巖壁上生長的機(jī)理及其應(yīng)用評價(jià)＼[J＼].中國水土保持，2004（7）：18-20.

＼[13＼] 王煒，孫發(fā)政，劉榮堂，等.類蘆對重建邊坡防護(hù)植被的貢獻(xiàn)＼[J＼].草原與草坪，2006（4）：49-51.

＼[14＼] 國家知識產(chǎn)權(quán)局.發(fā)明專利公報(bào)第20卷＼[M＼].北京：知識產(chǎn)權(quán)出版社，2004.