隋奇華,張娟
(山東黃河勘測設(shè)計研究院,山東濟(jì)南 250013)
濟(jì)南至青島輸氣管道工程穿黃河防洪評價
隋奇華,張娟
(山東黃河勘測設(shè)計研究院,山東濟(jì)南 250013)
依據(jù)堤防工程設(shè)計規(guī)范及黃河防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對管道穿越河道灘地有關(guān)問題進(jìn)行計算,并從行洪安全、河勢穩(wěn)定、現(xiàn)有防洪工程、河道整治工程、防汛搶險、周圍生態(tài)環(huán)境等進(jìn)行了綜合評價。
輸氣管道;黃河灘地;防洪評價
濟(jì)青二線工程輸氣干線起點位于榆濟(jì)線齊河站旁的齊河站,全線長度398 km,管道自西向東依次經(jīng)過德州、濟(jì)南、濱州、淄博、東營、濰坊、青島7個市的13個縣(區(qū)),干線線路設(shè)13座監(jiān)控閥室。濟(jì)青二線工程設(shè)計壓力為8 MPa,主干線管道內(nèi)徑為800 mm。管道擬在黃河左岸濟(jì)南段大堤樁號175+030、右岸大堤樁號78+300處爬越大堤,并穿越黃河。本文重點從黃河防洪、防凌和河道管理等方面進(jìn)行評價,以確保黃河防洪安全及輸氣管道的安全運營。
管道穿越位置位于章丘市胡家岸險工至濟(jì)陽縣葛家店險工河段內(nèi),兩岸均修有河道整治工程。目前,該河段共有河道整治工程8處,工程長度13.35 km。工程所在左岸堤防屬濟(jì)陽黃河河務(wù)局管轄,部分堤頂進(jìn)行了硬化;工程所在右岸堤防屬章丘黃河河務(wù)局管轄,堤頂全線進(jìn)行了硬化。
胡家岸險工~葛店險工河段,隨著河道整治工程的不斷完善,河勢已基本得到控制,險工、控導(dǎo)工程著溜位置雖因大河流量不同而出現(xiàn)上提下延變化,但河道流路基本穩(wěn)定,管道穿越處汛末河道主溜線均在現(xiàn)河道內(nèi),擺動幅度小于200 m。
2.1 主河槽寬度的確定
擬建穿越斷面上游距離劉家園斷面1.05 km,下游距離王家圈斷面10.8 km。據(jù)劉家園、王家圈兩個河道統(tǒng)測斷面統(tǒng)計成果分析表明,兩斷面主槽擺動范圍(起、終點距)分別為1.19~1.86 km、1.5~2.4 km,主槽最大擺動范圍相應(yīng)的寬度分別為668 m、900 m。深泓點擺動范圍(起點距)分別為1.42~1.80 km、2.10~2.29 km,相應(yīng)擺動幅度為380 m、190 m。經(jīng)分析,主槽最大寬度采用1.0 km。管道穿越處斷面寬度約2.41 km,選取蔣家控導(dǎo)工程為主槽右岸起點,左岸灘地寬410 m,右岸灘地寬1.0 km。
2.2 主槽與灘地沖刷深度
1)斷面沖刷深度。經(jīng)分析1975—2012年劉家園和王家圈兩統(tǒng)測斷面資料,劉家園和王家圈兩個斷面深泓點高程變化分別為13.66~21.35 m,15.52~19.99 m,變幅分別為7.69 m、4.47 m。
主槽左右岸灘唇平均高程以下最大水深發(fā)生在1984年,相應(yīng)灘唇以下最大水深為10.97 m,相應(yīng)管道穿越處最大沖刷高程為14.64 m。
2)根石沖刷深度。根據(jù)2000年防洪基礎(chǔ)資料及2003—2012年根石探測資料分析,穿越處8個河道工程中,主槽平均灘唇以下根石最大沖刷深度為溝陽險工,為14.52 m,相應(yīng)管道穿越處最大沖刷高程為11.09 m(灘唇平均高程為25.61 m)。
3)大洪水時沖刷深度。由于管道穿越處位于濼口至利津兩水文站之間,工程與濼口站之間距離較近,故采用濼口站的洪水期沖刷深度作為管道穿黃深度的依據(jù)。經(jīng)分析濼口站洪水期間最大沖刷深度:1958年為最大沖深年份,相應(yīng)灘唇以下深度為16.95 m,相應(yīng)管道穿越處最大沖刷高程為8.66 m(灘唇平均高程為25.61 m)。
4)灘地沖刷深度。根據(jù)1975—2012年劉家園、王家圈兩統(tǒng)測斷面要素分析,灘地最大沖刷深度分別為2.78 m、2.0 m。
3.1 管道對行洪安全的影響
根據(jù)該工程可研資料,穿越黃河主槽段管頂高程為-6.19 m。根據(jù)前面分析,管道處沖刷線最低高程為2.95 m。管道位于主槽沖刷包絡(luò)圖以外,低于沖刷高程,不影響黃河行洪安全。在灘內(nèi)管道采用溝埋敷設(shè)的方式,未改變原有河道面貌,對灘區(qū)內(nèi)行洪沒有影響。
3.2 管道對河勢穩(wěn)定性的影響
灘區(qū)管道采用溝埋敷設(shè)的方式,管道均在沖刷深度以下,建成運用后,地面沒有其他建筑物,基本保持河道原貌,對黃河河勢變化基本沒有影響。
3.3 管道對現(xiàn)有防洪工程、河道整治工程影響
建設(shè)單位提出的爬越大堤方案符合標(biāo)準(zhǔn)化堤防的有關(guān)要求,但工程的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及施工質(zhì)量的優(yōu)劣將影響堤防的安全。管道穿越處沒有工程,爬越大堤處距離最近的險工、控導(dǎo)工程相對較遠(yuǎn),對河道整治工程沒有影響。
3.4 管道對防汛搶險的影響
管道爬越黃河大堤,該段堤防出險對搶險有一定的影響。由于大堤局部加高后比現(xiàn)狀大堤高5.50 m左右,堤頂與臨河堤坡明顯突出,大洪水期間可能走溜,易使堤防產(chǎn)生沖刷坍塌等險情。堤防高度增加,一旦大堤出現(xiàn)坡腳坍塌、漏洞等險情,在1∶3的邊坡下,搶護(hù)難度將加大。
3.5 工程建設(shè)對周圍生態(tài)環(huán)境的影響
管道爬越處臨河防浪林、背河護(hù)堤地、淤區(qū)上適生林、堤頂行道林、邊坡草皮在施工期間將鏟除,對周圍生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生不利影響。
3.6 黃河工程建設(shè)對管道的有關(guān)影響
一是堤防及淤背區(qū)一次性加高較多,有可能產(chǎn)生不均勻沉陷,對管道安全有一定影響。二是今后相鄰堤段堤防加高加固時,由于邊荷載增大,管道位置處將產(chǎn)生不均勻沉陷,特別是大堤及淤背區(qū)間發(fā)生不均勻受力時,管道將受到一定的剪切力,影響管道安全。三是堤頂為防汛搶險及日常管理的交通道路,大型車輛通過時,將會對管道安全產(chǎn)生不利影響。
4.1 對防洪工程影響的補(bǔ)救措施
1)大堤和淤背區(qū)加高應(yīng)進(jìn)行專項設(shè)計,堤防工程施工應(yīng)按照《堤防工程施工規(guī)范》及黃河防洪工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,工程竣工后,對涉及黃河防洪的分部工程,黃河河道主管機(jī)關(guān)按照黃河防洪工程驗收的有關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行驗收,驗收合格后方可啟用。
2)施工完成后對施工影響到的臨河防浪林、背河護(hù)堤地、淤區(qū)適生林、堤頂行道林、堤坡草皮、堤頂?shù)缆肪鶓?yīng)按標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)。對影響到的堤頂?shù)缆钒礃?biāo)準(zhǔn)恢復(fù)。為避免工程建設(shè)處雨水侵蝕堤防,順堤坡以及順大堤設(shè)排水設(shè)施。
3)施工過程中及建成運用后的一段時間內(nèi),應(yīng)加強(qiáng)對堤防工程的觀測,一旦發(fā)現(xiàn)防洪工程有損壞的,應(yīng)及時采取相應(yīng)措施,消除不利影響。
4.2 對行洪及防洪搶險影響的補(bǔ)救措施
1)施工期間廢棄的泥漿、生活建筑垃圾不得向黃河河道內(nèi)排放,油污及其他污染物應(yīng)妥善處理。施工結(jié)束后,應(yīng)對施工場地進(jìn)行清理,對灘區(qū)埋管及時回填,恢復(fù)河道原貌。
2)管理單位在工程運行中應(yīng)制定應(yīng)急預(yù)案,一旦發(fā)生泄漏等險情,有相應(yīng)的處理措施。管道工程廢棄時,使用單位應(yīng)及時拆除,拆除后恢復(fù)堤身完整。
3)管道投入運用后,使用單位應(yīng)按河道主管部門的要求負(fù)責(zé)管道的管理和防守,及時處理工程出現(xiàn)的問題,確保堤防工程完整和防洪安全,黃河河道主管機(jī)關(guān)負(fù)責(zé)監(jiān)督檢查。每年汛前運行管理單位應(yīng)會同當(dāng)?shù)睾觿?wù)部門對河道防洪安全狀況進(jìn)行檢查,對黃河河務(wù)部門提出的穿河越堤管道工程影響防洪安全的問題,運行管理單位及時進(jìn)行維修、加固、改建或重建。
4.3 黃河防汛對管道安全影響的補(bǔ)救措施
管道在左右岸大堤堤腳處爬越大堤,對于沖刷深度以上部分管道防護(hù)應(yīng)進(jìn)行專項設(shè)計,建議在管道上游采用防沖措施以保護(hù)管道。
(責(zé)任編輯 趙其芬)
TV85
B
1009-6159(2016)-12-0025-02
2016-04-06
隋奇華(1982—),女,工程師