吴勇

中国市政工程中南设计研究总院有限公司

摘要：天然气管道的水土保护是防止管道建设阶段及后期运行中造成水土流失，降低对附近生态环境影响的主要措施。本文以深圳某天然气管道山区段为例，探讨、分析天然气管道在山区铺设时的水土保护方式，提出一套山区段管道建设期设计施工较为合适的参考方案。

关键词：天然气管道；管道铺设；水土保护；排水明渠；挡土墙；护坡；截水墙

天然气管道在建设时难免经过环境恶劣的区域，且进行大规模的土地开挖和填埋工作后，可能会破坏原有的土壤结构，导致土壤侵蚀、沉积物流失和土壤质量下降，加之自然灾害因素的影响，易形成安全隐患。目前，针对山区段管道建设工程，重点考虑管道运行安全、水工保护、管道防腐等方面，对于周边环境水土保护方式尚无明确的参考方案。基于此，本文以深圳某天然气管道建设工程为例，对当前常见的水土保护方式进行分析，提出一套山区段管道建设时水土保护方案。

1  工程简介

深圳某天然气管道工程是深圳市天然气管网体系“大外环”的重要组成部分，气源来自西气东输二线，采用直缝双面埋弧焊钢管，管径D813 mm×19.1 mm，材质L450M，设计压力6.0 MPa，线路总长约8.2 km，整体分为南、中、北3段，其中约4 km管道位于山区，主要分布在南段和中段区域。施工作业带约为10 m～16 m，平均挖深2.3 m，部分转角、堆管场地清表宽度更大，致使管道沿线的水土结构发生了变化。

铺设天然气管道经过平坦地区、坡地和山地等复杂地形，地势起伏变化较大，当地雨量充沛，雨季较长，暴雨强度较大，特别是山区坡度较大的地段，管沟回填土比周围土壤松软，雨季时地面水易沿管沟径向形成水流冲刷，影响管沟的边坡稳定，易造成管道外露，威胁管道运行安全。因此，科学选择该山区段管道铺设时的水土保护方式尤为重要。

2  水土保护方式选择

目前山区管道铺设时常用的水土保护方式有排水明渠、护坡、挡土墙、截水墙、压重块等，选择何种方式需要综合考虑工程地质、水文地质、当地气候、边坡高度、环境条件、施工条件、材料及工期等因素。以下介绍本管道工程根据实际情况选择的水土保护方式，分析选择要点。

2.1  排水明渠

针对坡顶、坡脚、渣场、冲沟等管道周围容易形成汇水的地方，选择浆砌片石排水明渠的方式疏排雨水（图 1），将汇水引流至远离管道的安全地段。山坡明渠排水可以实现地表自流疏干，具有建设速度快、投资少、运行费用低、维护简单方便、疏干效果好的特点。

图 1 浆砌石排水明渠示例 

2.2  挡土墙、护坡、截水墙

在管道附近不稳定土体修建浆砌石挡土墙进行保护（图 2），挡土墙建在地基较坚硬地层上，间隔15 m～20 m设一道沉降缝，每间隔2 m设一个排水孔，内侧回填土分层夯实。

图 2 浆砌石挡土墙、三维植被网护坡示例 

针对管道途经山坡的坡比在1:2～1:1之间的土质和易风化岩石边坡等实际情况，在基础比较坚硬、常年受水冲刷的部位修建浆砌片石护坡，在坡面受雨水冲刷严重或潮湿时坡比尽量放缓；在不均匀沉降、软土地基，如河床、沟床稳定性较差的宽浅地段，坡度在1:2～1:3的软质的沙土或软岩坡面采用石笼护坡；在易风化但坡面岩体破碎的Ⅲ类岩石边坡采用锚杆挂网喷浆、锚杆挂网喷混凝土护面；在陡坡、陡坎段管沟、冲沟地区采用了三维植被网护坡。

在陡坎、陡坡上铺设管道时，为防止管沟回填土被雨水冲走，形成顺沟冲刷，在管沟内每隔一定距离修一道截水墙（图 3）。对于坡面特别陡且比较长时，还在管沟表面补修浆砌石、干砌石或草皮护坡来加强保护。

图 3 截水墙示例 

选择挡土墙、护坡、截水墙等水土保护方式时，要求防护的边坡必须是稳定土体，以边坡高度小于等于8 m的路边护坡、大于8 m的管道护坡为参照，采用浆砌块石挡土墙（局部采用骨架植物）护坡方式。根据不同情况选择水土保护方式必须同时满足一定要求（表 1）。

表 1 山区段管道铺设水土保护方式选择列表

2.3  压重块

在管道周围有连续水流的冲沟区域选用混凝土压重块的方式实施稳管保护措施。冲沟地段由于雨季水量较大，水流较急，管道在没有达到安全埋深时，受到水流的浮力与动力的作用，可能引起管道漂浮或移位，危及管道的安全；同时冲沟地段地形起伏较大，很容易造成管道的弯曲，弯曲地段混凝土与钢管之间会产生滑移，从而使涂层接头附近的管道应力大大增加，容易造成管道破裂；必须对冲沟区域水下管道进行稳固。而采用螺形地锚稳管，由于冲沟地段基岩硬度大，往基岩内打入锚栓较为困难。

3  结语

在管道建设期受到多雨水的天气以及山区地形较陡等地质因素影响时，需结合工程实际情况选择与之相适应且有效的水土保护方式。深圳天然气管道铺设时有针对性地选择排水明渠、护坡、挡土墙、截水墙、压重块等不同水土保护方式，保障了管道建设期工程质量，且在管道运行期作为水工保护设施发挥了重要的管道安全保护功能，取得了良好的水土保护效果。管道投产运营6年以来，经历多次暴雨检验，未出现滑坡、塌陷、水土流失、水体污染等不良现象。目前地表植被恢复茂盛，已与周边自然环境融于一体，实现了与周围环境的和谐共生。

作者简介：吴勇，1985年生，本科，正高级工程师，燃气二所总工程师助理，就职于中国市政工程中南设计研究总院有限公司第三设计院，主要从事燃气管道设计工作。联系方式：18086039818，331237487@qq.com。