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西气东输二线果子沟水工保护运行实践

来源:《管道保护》杂志 作者:张龙 张弥 刘培 时间:2018-7-21 阅读:

张龙 张弥 刘培

西部管道公司独山子输油气分公司


西气东输二线管道干线起点位于西江伊犁霍尔果斯口岸,重点位于广东省广州市,线路全长4918公里。 根据总体方案设计, 线路在新疆伊犁霍城县东北翻越天山山脉, 此段山区区域地质条件复杂, 管道基本是在大东沟-玉他斯沟-阿克萨伊沟-阔克萨伊沟-柯伊拉克地沟-加木帕斯夏子沟间敷设。 果子沟内泥石流、 危岩、 滑坡、 洪水、 雪崩等灾害频发, 管道运行维护工作繁重。



一、果子沟内管道水工保护概况

果子沟内管道多在河道内敷设, 基岩段管道采用混凝土连续覆盖进行保护, 砾石段时采用浆砌石截水墙进行保护。 同时采取了浆砌石防冲墙, 浆砌石、 石笼挡墙、 压重块、 过水路面等防护措施。

二、果子沟水工保护存在的问题及采取的措施

1. 果子沟河床比降大, 并且由于施工扰动,每次山洪过后河道下切严重, 一次洪水河床普遍下切深度在40cm左右, 局部地段达到1.0m左右, 无法保证管道埋深, 因此设计上采用在管道上方修建防冲墙来达到淤河床的目的。 河道内设有多道防冲墙, 防冲墙间距在20m左右。 在实际运行中防冲墙也确实起到了淤河床的作用, 但是防冲墙过短, 没有嵌入河道两侧, 贯穿河道。 河水左右迂回后, 从两道防冲墙中间穿过, 将两道防冲墙中间的覆土冲蚀, 防冲墙没有起到应有的作用。

照片上的两道防冲墙均没有贯穿河道, 河水对防冲墙的一端冲刷, 造成毁坏, 把防冲墙变成了挑流坝, 对河流态势进行了扰动。 防冲墙自身被河水掏蚀后断裂, 随着防冲墙靠河水一侧不断被掏蚀断裂, 渐渐的管道的这一侧面形成了低点, 河水不断冲刷管道侧面, 导致管道侧面露管。

采取的措施:

鉴于以上问题, 考虑贯穿河道存在施工过程中导水困难, 浆砌石防冲墙无法带水施工, 并且对于河水改道后的处置措施综合考虑,将防冲墙与防冲墙连接, 在管道侧面形成侧挡墙。由于修建了侧挡墙,形成了人工河道, 平时水量较小时, 河水从人工河道通过, 河水对管道侧面无法掏蚀。 在发生春季融雪性洪水和夏季暴雨性洪水时, 洪水将翻过侧挡墙, 在管道上方也会有洪水通过, 由于防冲墙的作用, 管线上方覆土流失量有限。 同时即使洪水改道, 与管道斜交甚至正交但由于有侧挡墙的存在, 实际上在不同方向起到了防冲墙的作用, 使得管道上的覆土也不会大量流失, 保证了管道的埋深。

2. 原来的线路水工保护和伴行路的水工保护没有很好的结合, 所以对有些伴行路的水工反而产生了阻水的情况, 如桥涵涵洞设计较小易堵塞, 河水不能按照设定好的路线通过, 造成部分水工保护设施失效。

采取的措施:

原来的河道与伴行路交叉, 由于桥涵涵洞设计过小, 暴雨后易堵塞, 并形成一道拦水坝。 反而阻隔了原河道, 因此在河流转弯易改道的地方间隔20m修建两道拦水坝, 同时修建伴行路过水路面与两道拦水坝结合, 疏通桥涵涵洞后, 河水水量小时通过涵洞流入原河道, 水量大时, 就算涵洞堵塞, 通过两道拦水坝和过水路面的组合使用, 河水也可以通过过水路面回到原河道, 即使水量过大, 通过两道拦水坝的消能和淤土, 也不会造成管道上方覆土的大量流失。 通过实际检验证明, 过水路面和拦水坝的组合使用可以将绝大部分的河水引入原河道, 并保证了该段管线的埋深要求。

3. 果子沟5-6#隧道间管道在2010年被洪水冲出, 露管长度100m。 分析主要原因是此条沟的土层较厚, 在没有扰动的时候, 土壤间较为密实,经过扰动后, 土壤流失严重, 加之春季雪融洪水, 导致管道上方覆土冲蚀严重。

采取的措施:

采用柔性防护措施较为适宜, 同时参考果子沟内高速公路治理两侧冲沟侵蚀的成功经验,对此段管道坡面及河道整治以石笼为主, 石笼具有安装方便, 抗基础变形能力好且便于维护等优点, 且可以带水作业, 此段水工保护措施以石笼构筑物为主, 浆砌石构筑物为辅。 通过一年多的运行后已经取得了很好的效果。

4. 果子沟内防冲墙后部, 由于河水冲刷将防冲墙淤土侧背面的土掏蚀, 造成管道局部埋深不足,有的地方埋深已不足1m。

采取的措施:

将防冲墙被掏地方加装石笼, 形成跌水消能, 防止进一步的掏蚀造成防冲墙基础失稳。

三、结束语

西气东输二线是举世瞩目的国际能源管道, 果子沟段管道的安全对西二线全线的平稳输气起到至关重要的作用。 果子沟段管道通过两年的运行发现了一些水工保护存在的问题,并采取了一些针对措施, 收到了较好的效果。但是随着全球气候变暖, 恶劣自然灾害频发,仍需要不断总结积累经验, 才能确保管线的安全平稳运行。

(作者单位:西部管道公司独山子输油气分公司)

《管道保护》2012年第 2 期(总第 3 期)

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