论天然气长输管线工程的水工保护

摘 要： 近年来，随着社会的发展，我国国民经济的发展和人们生活水平的提高，对天然气的需求量越来越大，能源也逐渐成为全球经济的基本支撑，是人类赖以生存的基础。因此，能源安全是国家经济安全的重要方面，它直接影响到国家安全、可持续发展及社会稳定。本文根据山西省天然气高压输配系统管线工程在山区施工的情况，提出了相应的水工保护方案，论述了各方案的特点、施工方法及适用场所，并提出了一些重要的建议，具有一定的参考价值。

关键词：天然气 特点 水工保护 建议

随着我国经济的不断发展，天然气作为清洁型能源在国家一次能源消耗中的比例越来越大，对能源的需求也不断加大，并且国内多省市天然气长输管道工程进入集中建设时期，在天然气长输管道工程施工过程中，常会受自然条件和人文地理环境的影响而出现一些问题，这直接影响了天然去长输管道建设的进度和效率，所以如何做好水工保护，让天然管道施工顺利进行是十分必要的，也是相关公司应该关注的焦点。

一、天然气管道山区施工的特点

进入21世纪以来，人类的经济活动迅速发展，同时对能源的需求量越来越大，但能源利用后产生的生态污染也越来越严重，于是人们对新型能源产生很高期望，天然气工业的发展也成为现代经济发展的重要支柱之一。因此长距离管道建设工程越来越多，管道经过的地域及地质条件也越来越复杂，如有高山、丘陵、河流、矿区等等不良工程地质地段，这些都已经引起了人们的重视。

1.地形地质概况

山西省所辖范围呈狭长形，南低北高，西高东低，阶梯状抬升，总的地势是“两山夹一川”东西两侧为山地和丘陵的隆起，中部为一列串珠式盆地沉陷，平原分布其间。山西普遍分布着黄土，被认为是黄土高原的一部分。随着地势起伏和下伏基岩地形的影响，黄土又集中成片分布在吕梁山脉以西的晋西沿 黄河诸县，与陕北陇东的黄土高原主体连接。该区工程地质条件复杂，主要是黄土地貌性质，土质松散，土壤的粘结力低，这些都影响着天然管道的施工。

2.管道工程特点

燃气管线随山体敷设，如临汾候马天然气管道工程第三标段，此工程位于晋南盆地的冲积平原上，地势相对平缓土壤呈季节性冻土，受水流切割，部分地段形成了黄土塬、梁、峁地貌，局部冲沟深度较大，造成地形起伏较大，管道轴线地面最大高程为602.880m，最低高程为395.690m。在大地构造上该区属纵贯山西隆起带中部的“汾河地堑”。同时，生态环境脆弱，管道施工过程中的环境保护意义重大。下坡段坡面长而陡，吊管机不能直接行走，山坡上多危石，施工困难。使用吊管机配合组装，由于爆破施工和机械振动，不能排除坡体崩塌的危险；同时由于管径大，钢管自重大的原因，对吊管机性能有很高的要求。因此，在山区斜坡段天然气管道施工中，需要寻找另外途径来解决管道组队的顺直度。

3.水工保护的必要性

由于管道和地形的坡度较大，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，导致管道外露，威胁管道安全。在施工之前，首先进行施工作业面清理，施工作业带为18～20m，平均挖深约1m，部分转角、堆管场地清表宽度更大，破坏原有生态环境，造成水土流失。采取防患雨和地表水的水工保护措施十分重要如果施工前清表，施工后水工保护做的不完善，雨季过后，管道将遭到不同程度的雨水冲刷。在从今的管道工程设计施工中，需要对此给以足够的重视，在施工完成后必须做好水土保持。

二、天然气长输管线水工保护措施

水工保护要根据管线所经过的地形、地貌和山西当地的地址、自然生态环境而进行的最优化施工措施，既能给施工带来方便，同时也能节约费用。

1稳管措施

管道在穿越江河湖泊及大型农田灌区时，一般要采取稳管措施，以防止在水的冲级与浮力作用下管线漂移或断裂。主要形式有复壁套管、压重块、铁丝石笼稳管等。. 在冲刷剧烈的河段中，这些稳管设施若没有固定，则极有可能被水冲击而移动，不但不能对管线起到稳定作用，还会给管线带来一个更大的外加载荷，增大管道的扭应力。

2.打桩加固

目前，许多管道敷设的土质构造各不同。不稳定灌区，水土易出现沉降、稀化现象，应尽量采用沉管措施。但在深谷穿越段和石方段，不具备此类条件，就需要采取打桩加固法或捆岩深埋法，以保证管道的合理埋深以及稳定敷设。打桩固定最终是将管线固定于混凝土预制桩上，这种结构的整体抗冲击能力强，稳定性能好，但管线外防腐层易受冲击破坏，因而最好载配置外防护套管加以保护。

3.锚筋加固

当管线敷设在有基岩层的山区河道时，由于管沟开挖破坏了基岩原有的整体性，管沟的，回填土即使采用混凝土护面保护，在高速冲击的水流作用下也会被冲走，使河水平缓流过，而不产生拦水面，以防在不平处产生气蚀现象。

4.过水堤

采用过水堤主要是为了阻止沟谷与河道的继续下切，迫使堤上游河道挟沙淤积起来，保证管道埋深。由于这种水土保护设施提高了原有河床面，在管道下游根部形成跌水面。这样势必对管道下游形成冲刷，故此要去其根部进行消能防护。山西地区基础比较松软，其侧蚀和塌陷情况也存在，故要对两侧边坡作防护处理。如采用石笼、抛石保护墙等。在岩石或砾石沟谷、河道中采用扯石结构时，其基础做好下至稳定德尔岩层上，以保证其坚固性。否则就需要采取深埋措施，以保证管道的安全性。

5.丁坝、顺坝

管道在变道穿越河流时其穿越处的凹岸受冲刷比较严重，通常有内向绕线的趋势，迫使管道产生现象。在这种情况下的水工保护，一方面应在管道上游一定距离内做顺坝以改变水流方向，减轻水对岸堤的冲击力；另一方面还要在凹岸处做防护墙防止水流冲刷。这类场坝、顺坝应根据河面水流走向和河床结构而定，在平面布置时一定要控制好方向，否则就起刁；到改变水流方向的作用，甚至还会使水流冲击作用增强，使其对岸堤的损坏程度变得更加严重。

6.长宁管线经历沙漠地带、灌区、黄土层等土体不稳定地段，需要采用当涂墙进行保护。挡土墙的基本形式有浆砌石挡土墙和灰土墙，桨砌石当涂墙易建在基础较坚硬的地层上。在易塌陷段上或因采挖而形成的滑坡地段，采用何种结构形式应视所处位置和地理条件而定。同时要进行力学计算，一般在长度15～20米处设沉降或膨胀缝，间隔两米处设一个排水孔。挡土墙内侧间填土要分层次，灰土挡土墙适用于山西地区，特别是黄土、软土地区，且水位较低滑坡较缓处。

7.排堵结合的方法

排堵结合的方式可以有效地控制关系附近水流方向，使其不致对管道造成危害。这种方式一般要视地形情况而定，对流经管道附近的一些冲沟，如果在其上游原理管道处又可以排水的通道，则可以切断上游来水，采用引水挡饮将水流引走，使管道附近的水流小时或流速减缓。或采用水泥浆砌石护壁，护坡将整个管线包围在砌石面之内，咋间隔一定距离修筑排水沟，将沿管线护面流下的水引至管道之外，这样也可以达到防护的目的。

三、结束语

综上所述，各种水工保护措施，应在充分调研和现场勘查的基础上，对症下药，否则就可能不但起不到防护作用，有可能还会造成其他方面的损害，天然气管线的水工保护是一项长期的工作，需要从思想上高度重视，施工上严格要求，质量上严格把关，同时要做好巡查工作，做到汛前预防。汛期观察，了解水情。讯后及时检查，发现问题及时补防。

参考文献

[1]孙自全.天然气采气工程.北京：石油工业出版社，2011（06）

[2]侯金武.西气东输管道工程地质灾害危险性研究[M]，北京：中国大地出版社，2010（10）