隋奇華,張娟
(山東黃河勘測(cè)設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)
隋奇華,張娟
(山東黃河勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,山東濟(jì)南 250013)
依據(jù)堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范及黃河防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管道穿越河道灘地有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算,并從行洪安全、河勢(shì)穩(wěn)定、現(xiàn)有防洪工程、河道整治工程、防汛搶險(xiǎn)、周?chē)鷳B(tài)環(huán)境等進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。
輸氣管道;黃河灘地;防洪評(píng)價(jià)
濟(jì)青二線(xiàn)工程輸氣干線(xiàn)起點(diǎn)位于榆濟(jì)線(xiàn)齊河站旁的齊河站,全線(xiàn)長(zhǎng)度398 km,管道自西向東依次經(jīng)過(guò)德州、濟(jì)南、濱州、淄博、東營(yíng)、濰坊、青島7個(gè)市的13個(gè)縣(區(qū)),干線(xiàn)線(xiàn)路設(shè)13座監(jiān)控閥室。濟(jì)青二線(xiàn)工程設(shè)計(jì)壓力為8 MPa,主干線(xiàn)管道內(nèi)徑為800 mm。管道擬在黃河左岸濟(jì)南段大堤樁號(hào)175+030、右岸大堤樁號(hào)78+300處爬越大堤,并穿越黃河。本文重點(diǎn)從黃河防洪、防凌和河道管理等方面進(jìn)行評(píng)價(jià),以確保黃河防洪安全及輸氣管道的安全運(yùn)營(yíng)。
管道穿越位置位于章丘市胡家岸險(xiǎn)工至濟(jì)陽(yáng)縣葛家店險(xiǎn)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(zhǎng)度13.35 km。工程所在左岸堤防屬濟(jì)陽(yáng)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(xiàn)進(jìn)行了硬化。
胡家岸險(xiǎn)工~葛店險(xiǎn)工河段,隨著河道整治工程的不斷完善,河勢(shì)已基本得到控制,險(xiǎn)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(xiàn)均在現(xiàn)河道內(nèi),擺動(dòng)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(gè)河道統(tǒng)測(cè)斷面統(tǒng)計(jì)成果分析表明,兩斷面主槽擺動(dòng)范圍(起、終點(diǎn)距)分別為1.19~1.86 km、1.5~2.4 km,主槽最大擺動(dòng)范圍相應(yīng)的寬度分別為668 m、900 m。深泓點(diǎn)擺動(dòng)范圍(起點(diǎn)距)分別為1.42~1.80 km、2.10~2.29 km,相應(yīng)擺動(dòng)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(diǎn),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(cè)斷面資料,劉家園和王家圈兩個(gè)斷面深泓點(diǎn)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(cè)資料分析,穿越處8個(gè)河道工程中,主槽平均灘唇以下根石最大沖刷深度為溝陽(yáng)險(xiǎn)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(shí)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(cè)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(duì)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(xiàn)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?cè)泻拥烂婷?,?duì)灘區(qū)內(nèi)行洪沒(méi)有影響。
3.2 管道對(duì)河勢(shì)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(yùn)用后,地面沒(méi)有其他建筑物,基本保持河道原貌,對(duì)黃河河勢(shì)變化基本沒(méi)有影響。
3.3 管道對(duì)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(jì)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(méi)有工程,爬越大堤處距離最近的險(xiǎn)工、控導(dǎo)工程相對(duì)較遠(yuǎn),對(duì)河道整治工程沒(méi)有影響。
3.4 管道對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響
管道爬越黃河大堤,該段堤防出險(xiǎn)對(duì)搶險(xiǎn)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(xiǎn)情。堤防高度增加,一旦大堤出現(xiàn)坡腳坍塌、漏洞等險(xiǎn)情,在1∶3的邊坡下,搶護(hù)難度將加大。
3.5 工程建設(shè)對(duì)周?chē)鷳B(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(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不利影響。
3.6 黃河工程建設(shè)對(duì)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(duì)管道安全有一定影響。二是今后相鄰堤段堤防加高加固時(shí),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(shí),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(xiǎn)及日常管理的交通道路,大型車(chē)輛通過(guò)時(shí),將會(huì)對(duì)管道安全產(chǎn)生不利影響。
4.1 對(duì)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(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì),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(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,工程竣工后,對(duì)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(yàn)收的有關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行驗(yàn)收,驗(yàn)收合格后方可啟用。
2)施工完成后對(duì)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(duì)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(guò)程中及建成運(yùn)用后的一段時(shí)間內(nèi),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)堤防工程的觀測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)防洪工程有損壞的,應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)措施,消除不利影響。
4.2 對(duì)行洪及防洪搶險(xiǎn)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(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理,對(duì)灘區(qū)埋管及時(shí)回填,恢復(fù)河道原貌。
2)管理單位在工程運(yùn)行中應(yīng)制定應(yīng)急預(yù)案,一旦發(fā)生泄漏等險(xiǎn)情,有相應(yīng)的處理措施。管道工程廢棄時(shí),使用單位應(yīng)及時(shí)拆除,拆除后恢復(fù)堤身完整。
3)管道投入運(yùn)用后,使用單位應(yīng)按河道主管部門(mén)的要求負(fù)責(zé)管道的管理和防守,及時(shí)處理工程出現(xiàn)的問(wèn)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(yùn)行管理單位應(yīng)會(huì)同當(dāng)?shù)睾觿?wù)部門(mén)對(duì)河道防洪安全狀況進(jìn)行檢查,對(duì)黃河河務(wù)部門(mén)提出的穿河越堤管道工程影響防洪安全的問(wèn)題,運(yùn)行管理單位及時(shí)進(jìn)行維修、加固、改建或重建。
4.3 黃河防汛對(duì)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(duì)于沖刷深度以上部分管道防護(hù)應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì),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)
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2016-04-06
隋奇華(1982—),女,工程師