浅谈安塞油田输油管线水工保护措施

【摘要】 安塞油田坪桥集中处理站至东营输油站输油管线（简称坪营线）全长约38公里，黄土高原地区地貌特征决定了坪营线在敷设过程中多次上、下陡坡，穿、跨越河流、沟渠和公路，且当地地质特征及天气条件使管线的水工保护措施显得尤为重要。现从坪营线水工保护措施的防护效果来看，效果明显。文章以点代面，以坪营线为例，介绍安塞油田输油管线的水工保护措施。

【关键词】黄土地区 长输管线 水工保护

1 引言

坪营线始建于2009年，投产于2011年，全线约38公里，多处穿越公路、深沟，上下陡坡等危险地段，敷设条件差。由于黄土的地址特征，土质黏着力和承载力差，抗水力冲蚀能力低，管沟开挖回填后很容易造成水土流失，黄土的自重湿陷性使其碰到降雨渗入或者其它的水源渗入，就会产生大面积的沉陷作用，形成暗洞、冲沟，造成管道悬空、变形，严重时管道被折断，破坏地理环境、影响管线安全运行。通过设计、技术、工程部门讨论，制定出了有效的水工保护方法。

2 各种地段的水工保护措施

在坪营线的铺设过程中，主要针对管道在河流地段、冲沟地段、陡坡地段等危险地段而实施保护措施。下面将论述在这些危险地段水工保护的实施方法。

2.1 斜坡、陡坡敷设地段

斜坡、陡坡敷设可分为横坡和顺坡两种。垂直于等高线的敷设为顺坡敷设，平行于等高线的则为横坡敷设。由于回填土较松散，和周围原土壤附着力小，斜坡、陡坎处管沟在汛期时容易积水，管沟在积水的冲刷下很容易流失，掏空回填土壤，而导致管线外露或悬浮，情况严重可能会导致管线在拉扭应力的作用下发生断裂。

横坡地段应采取在作业区域下坡处砌筑挡土墙和在管沟内建截水墙，要依据地质、地形及上部边坡积水汇流情况，分段设置管沟截水墙，并在管沟区域下方建挡土墙或建护坡进行防护。横坡敷设地段应提前在作业区域下坡向砌筑挡土墙，防止施工过程中的水土流失和土地超占，最重要的是有利于作业区域回填土分层夯实，保证作业区域土壤稳定性。

当管道沿道路一侧横坡敷设时，管道水工保护结构与道路支护、排水结构相结合，保证道路、桥涵的排水畅通。

顺坡敷设时，坡道较短的的顺坡可以采用综合护坡，及在坡底砌筑重力式挡土墙挡土夯实回填，增加回填土附着性。坡面采用浆砌石护坡，中部略高逐渐坡向管沟两侧，并于坡顶和两侧修石砌截、排水沟，将水流引至安全地带。石砌体应镶嵌到原土当中，与原土间的施工缝隙采用草袋装素土并埋草种塞填，必须错茬压实。坡道较长的纵坡宜恢复成梯田，从上至下逐级砌筑挡土墙挡土夯实回填，增加回填土附着性，并分级截阻水流，缓减水流冲刷。

坡道较长的顺坡应在回填时恢复成台阶形式，从上至下分级砌筑挡土墙挡土夯实回填，其材料可选用浆砌混凝土预制块、或灰土草袋挡土墙等。并分段建地表排水设施引开水流，避免降水排泄慢形成积水，减少对管道的侵害。

2.2 冲沟地段防护

管线穿越处大部分采用开挖方式，只有某些特殊穿越点采用顶管、定向钻穿越方式。采用开挖方式穿越冲沟时，要对沟头进行治理。对于植被条件较好、深度较小、沟头稳定的冲沟，采取沿沟顶部边缘设截水墙或建截水沟的处理方法，以抑制冲沟继续下切。对于冲沟边缘较为稳定，但沟底植被条件较差，冲沟深度有可能继续下切的情况，除了设置截水墙或截水沟以外，还要在管道下游一定位置设置挡土墙，抬高冲沟底部侵蚀基准面，防止冲沟底部继续深切。

2.2.1 小型冲沟处理

当管道与黄土冲沟平行敷设时，对于管道中心距冲沟沟头较近，填方量不大的小型冲沟采取修筑挡土墙、灰土回填的措施。根据现场情况，小型冲沟处理可采用两岸做导水墙，上游导水墙做成喇叭口，便于汇集水流，沟底硬化采用浆砌石或C20混凝土。为防止管沟开挖段沉陷，在管沟内用石砌墙体。

2.2.2 大型冲沟处理

对于管道中心距冲沟头边缘较远，冲沟头平均深度较深，填方工作量较大的冲沟，采取沿冲沟顶部边缘设置截水墙或截水沟的处理方法，以防止地表水侵入岸坡，抑制冲沟继续下切。必须做好护坡、护底工作，根据管道穿越位置，可以单面护坡，也可以双面护坡。护坡和护底用浆砌石砌筑。如果输油管道从冲沟一侧通过，则采取单面护坡即可。如果冲沟纵向坡降比较大、汇集面积大、水流量也比较大时，冲沟护底采用现场浇注钢筋混凝土进行护底。

2.3 河流地段

坪营线穿越河流属于小型河流穿越，采用的是25年一遇洪水的工程设计标准。管线穿越河流地段主要要做好冲刷防护。一般防护措施包括护坡、护岸、混凝土稳管、石笼护底等结构形式。下面分别对这几种保护措施进行叙述。

2.3.1 护坡、护底

这是一种最常见的水工保护方式，主要有浆砌石护坡、石笼护坡等几种形式。浆砌石护坡适用于基础比较坚硬、常年受水冲刷的地方。石笼护坡柔性大，可适应不均匀沉降，适用于软土地基。为了加强护坡的强度，可以在管线穿越段的河床底部增设护底，是河流的冲刷得到一定程度的减缓，减小河流的下切速度。

2.3.2 稳管装置

管线在穿越河流时，为防止静、动水的浮力作用使管道漂起来，一般需要设置稳管装置。其主要形式有：混凝土连续覆盖层、现浇混凝土配重块等。由于其抗冲能力有限，在冲刷剧烈的河流中，稳管设施若没有埋设在稳定层内，则极有可能被水流冲动，这是不但没有起到稳管作用，反而给管道施加一个外负荷，对管线安全极为不利。同时，由于稳管措施属于永久的保护，一旦管线在运行中出现故障，这种措施不利于检修，因此采取这种措施时应因应地制宜、合理选用。

2.3.3 打桩加固

当管道埋深不足或经过长期的使用出现管线外露时，打桩加固是一种比较使用的方式。可以采用混凝土桩，桩间用大石块填充，这样就可以很好的将管线固定在桩上，缓解了因埋深或外露给管线造成的威胁。

2.3.4 浆砌石过水面

对于一些流速较大的河流，河面的冲刷下切比较大，管线在穿越这些河流时应特别注意，应采取一些可以减缓下切的措施。浆砌石过水面是一种很好的措施，它可以减缓上游的来水冲刷，减缓下切速度。

3 结论和建议

在长输管道敷设工程中，管道应尽可能避开水害严重的地质地段，如河流、冲沟、黄土区、陡坡、陡坎等。在无法避开水害严重地段的情况下，应收集管道工程沿线详细的水文、地质资料，对或通过实地调研和结合当地的一些自然状况分析判断，以取得设计基础资料。管道穿穿越工程中，确定合理的埋深，并根据不同的水文地质条件，辅助相应的水工保护工程或几种水工保护措施相结合的方法才能保证管道的安全运行。

参考文献

[1] SY/T6793-2010油气输送管道线路工程水工保护设计规范

[2] GB50423-2007油气输送管道穿越工程设计规范

作者简介

孙中坤 学历：大学本科 毕业院校：长江大学 专业：油气储运工程。

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