孫玉龍 王聰

（國家管網(wǎng)集團(tuán)工程技術(shù)創(chuàng)新有限公司華東設(shè)計(jì)院,江蘇徐州 221008）

近年來，中國油氣管道的建設(shè)速度逐年加快，管道運(yùn)輸這種方式所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和安全可靠度得到了社會各界越來越多的認(rèn)可與關(guān)注；但如何在環(huán)境惡劣的地區(qū)地段保護(hù)好管道本體安全，確保管道安全平穩(wěn)運(yùn)行，儼然成為設(shè)計(jì)人員、施工人員的技術(shù)性難題。

長輸管道水工保護(hù)主要是指防止水流沖刷造成的管道周邊土體流失或因周邊環(huán)境遭到破壞對管道產(chǎn)生影響而采取的工程類保護(hù)措施。如何才能有效的、廣泛的、能被各方所接受的進(jìn)行合理的管道水工保護(hù)，這就需要設(shè)計(jì)人員不僅具有專業(yè)的設(shè)計(jì)水平，還要具備豐富的現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。長輸管道水工保護(hù)類型有陡坡類、水流沖刷類、土體支擋類三種不同的防護(hù)類型，三種防護(hù)類型的性能效果各不相同。

1 陡坡類

當(dāng)長輸管道經(jīng)過起伏相對較大的邊坡時，施工的開挖動作需要對施工區(qū)域的原有地形進(jìn)行破壞。而且在管線敷設(shè)完成后，回填的土體松散，很容易出現(xiàn)流失，從而導(dǎo)致線路管道裸露出來。所以陡坡防護(hù)必須考慮施工地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境類別、坡度等情況來達(dá)到不同的防護(hù)效果。

1.1 植被防護(hù)措施

生態(tài)植被防護(hù)中的植草防護(hù)比較適用于雨水沖刷量小并具備植物生長條件的邊坡。通過在土質(zhì)邊坡中進(jìn)行植草作業(yè)，能夠顯著提升邊坡土質(zhì)的穩(wěn)定性，改善生態(tài)環(huán)境。

1.2 工程類防護(hù)措施

1.2.1 砌石護(hù)坡

砌石護(hù)坡結(jié)合目前在工程實(shí)際中的應(yīng)用及防護(hù)的效果，主要是采用漿砌石護(hù)坡的形式進(jìn)行坡面保護(hù)。由于砌石防護(hù)的強(qiáng)度非常高且具有一定自重，所以能夠完成土體反壓并對邊坡起到部分支擋效果。

1.2.2 截水墻防護(hù)

截水墻防護(hù)是陡坡防護(hù)中最常見的水工保護(hù)形式之一，根據(jù)墻體材料的不同，截水墻結(jié)構(gòu)形式以漿砌石截水墻與土工草袋截水墻最為常用。截水墻防護(hù)則可以逐級減緩邊坡表面及管溝內(nèi)部的水土流失，最大程度上保留長輸管道頂部的覆土厚度。

2 水流沖刷類

長輸管道穿越河道或順著河岸進(jìn)行敷設(shè)時，不可避免的會遭受水流的沖刷侵蝕，水流的沖刷侵蝕主要體現(xiàn)為對河床沖刷產(chǎn)生的下切力以及河流溝渠岸堤的侵蝕產(chǎn)生的擴(kuò)張力，管道埋深周圍土體因此而導(dǎo)致水土流失。

2.1 堤岸防護(hù)

通過護(hù)岸防護(hù)能夠讓岸坡在面對水流沖刷時不會因水土流失、坍塌而造成后退擴(kuò)張現(xiàn)象，進(jìn)而防止輸油管道出現(xiàn)裸露現(xiàn)象。水流沖刷造成的河流岸坡侵蝕危害最為重要的表現(xiàn)形式如下：

（1）長輸管道穿越河流敷設(shè)，這種敷設(shè)方式在面對水流侵蝕時會導(dǎo)致岸坡出現(xiàn)后退的現(xiàn)象從而暴露出長輸管線。

（2）長輸管道沿著河流、河溝進(jìn)行敷設(shè)時，管線與水流的流動方向相同，雖然管線并沒有與河流之間的進(jìn)行交叉敷設(shè)，但管線一側(cè)岸坡可能會在水流沖刷下持續(xù)后退，管道周圍土體都會隨著岸坡土體的坍塌及水土流失，造成管線暴露。

2.1.1 植被防護(hù)

植被防護(hù)較適用于水流流速相對較緩慢的河道，防護(hù)時需要在溫度適宜的情況下堆砌草袋或是人工播種，種植出的植物能夠起到深根固結(jié)的效果，有助于回填土體的養(yǎng)護(hù)。

2.1.2 工程防護(hù)

（1）漿砌石護(hù)岸

漿砌石防護(hù)通常適用于經(jīng)常浸水的受河流床刷或受較強(qiáng)波浪作用，以及有可能流水、漂浮物等沖擊作用的河岸。

（2）石籠護(hù)岸

石籠適用于防護(hù)岸坡坡腳及河岸，對于坡度較大的一般地質(zhì)類型的邊坡、河岸等，也能起到一定的保護(hù)作用，同時也是防止河床沖刷破壞常用的保護(hù)措施。

2.2 護(hù)底防護(hù)

根據(jù)長輸管線敷設(shè)方式的不同河床下切侵蝕主要表現(xiàn)出以下兩種破壞類型:

（1）長輸管線穿越河流敷設(shè)。（2）長輸管線沿著河床敷設(shè)。

圖1 管線河流穿越示意圖

長輸管道在河床下切侵蝕作用下，會導(dǎo)致穿越河床管線出現(xiàn)暴露的情況，嚴(yán)重時還會在水流作用下影響到河床的底部土體，河床中的石塊則會出現(xiàn)撞擊長輸管道的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致管道斷裂以及其他事故的發(fā)生。

漿砌石地下防沖墻、石籠護(hù)底是針對長輸管道穿越河流的敷設(shè)方式時所采取的防護(hù)措施，屬于深層護(hù)底措施。基本上各種條件的河床都可以選用漿砌石防沖墻來進(jìn)行管線護(hù)底防護(hù)。漿砌石防沖墻能夠降低河道中的水流速度，避免因水流流速過快而造成長輸管道暴露。

3 支擋防護(hù)

長輸管道支擋防護(hù)主要結(jié)構(gòu)類型為擋土墻形式，主要承受的荷載是土壓力。其中重力式擋土墻的形式最為常用，本文以下內(nèi)容主要對重力式擋土墻的應(yīng)用展開論述。

在長輸管道支擋防護(hù)中多用重力式擋土墻的結(jié)構(gòu)形式。支擋防護(hù)對于坡度較大（坡度一般大于65度）山體、河岸、特殊不良地質(zhì)等地段的保護(hù)有效而又安全。當(dāng)管道沿著陡坡進(jìn)行敷設(shè)時，可以通過擋土墻對坡腳進(jìn)行防護(hù)；當(dāng)管道橫坡敷設(shè)時，如大面積進(jìn)行作業(yè)帶、管溝開挖，會造成整個山體或土體上部失穩(wěn)滑塌，對溝壁采用側(cè)擋墻的結(jié)構(gòu)形式從而對管頂回填土進(jìn)行保護(hù)；管道穿越較陡河道的岸坡時，設(shè)置擋土墻形式的護(hù)岸保護(hù)；由不良地質(zhì)情況引發(fā)的自然災(zāi)害可以通過擋土墻來避免滑塌現(xiàn)象的產(chǎn)生；在山區(qū)段管道施工時，會產(chǎn)生大量棄渣，擋墻的設(shè)置可以避免大量的棄渣流失。

圖2 管道沿河床敷設(shè)示意圖

4 結(jié)束語

長輸管道的水工保護(hù)非常重要，其中最為實(shí)用的水工防護(hù)便是因地制宜以及生態(tài)恢復(fù)。但是因?yàn)殚L輸管道的施工周期越來越短還有氣候因素的客觀影響，所以水工防護(hù)必須可以快速成型，這樣才能讓更多的工程措施類防護(hù)用于長輸管道建設(shè)中。

本文主旨是能夠讓每名管道工作者都能清楚地認(rèn)識與理解水工保護(hù)的內(nèi)容。管道水工保護(hù)其實(shí)是一個動態(tài)監(jiān)測與調(diào)整的過程，與管線的日常巡護(hù)緊密結(jié)合是重點(diǎn)，早發(fā)現(xiàn)、早保護(hù)，不但節(jié)約投資，而且效果明顯。只有通過對管道水工保護(hù)設(shè)計(jì)、施工及現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不斷的總結(jié)完善，才能讓水工保護(hù)得到更多發(fā)展。