中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司 河北沧州 062550
摘要：本文指出管道穿越山区段河流保护工程中存在的问题，并对管道的水工保护提出了较详细的措施，在考虑工程防护措施时，要根据地形地貌，河床物质组成特点采取相应的措施，也要根据设计规范和标准进行。同时对防护工程提出几点注意事项。
关键词：管道；河床；水工保护；结论
前言
随着石油天然气及石油化工工业的发展，我国的长输管道建设高峰期已来到，长输管道穿越河流越来越频繁，河流的冲刷往往造成长输管道穿越部位局部损毁，给管道的正常运行带来非常大的危害。因此，对于长输管道河流穿越部位，尤其是山区地段的河流穿越，在水工保护方面必须因地制宜，并在施工方面加强管理。
1 导致管道穿越河流埋深不足或裸露的主要原因
河床冲刷即河槽的自然演变对管道穿越河流部分可能造成危害。对于管道穿越山区地段的河流来说，这种潜在的危害主要由于洪水冲刷、主流道摆动造成及河床变形引起。
1.1 洪水冲刷
一个水文周期内河床随洪水流量变化而发生变化。一般而言，河流大多数情况是处于长期调整的 冲淤平衡状态，河床断面的最深点高程围绕某个数值在一定范围内波动，但这种平衡并不是说河床就没有大的冲淤变化，与之相反，遇特殊洪水时河道床面垂直冲刷深度还是非常惊人的，这种情况对于管道会造成严重的破坏。
1.2 主流道摆动
主流道摆动主要表现为河段最大深泓道频繁摆动，河岸崩塌。若为稳定性较差的游荡性河流，主槽移位往往只需很短时间形成，这对管道也将构成严重的威胁。
1.3河床变形
长输管道部分要经过山区段，同时穿越的河流也比较多，在降雨充沛的气候环境下，洪水、滑坡、泥石流等典型山区地质灾害发生频繁，加之管道建设过程中对地形、地貌的扰动较大，更大加剧了地质灾害发生的几率，导致河床在发育过程中产生变形，对管线的安全构成了较大的危害。
2 水工保护措施
2.1 防洪设计标准
对于山区段管道穿越河流的水工保护工程，要根据管道的设计要求和安全标准来设计。如在某一处河流的防护可能在五十年一遇的洪水时仍然不会出现问题，但在遭遇百年一遇的洪水时就有可能发生水毁危险，这就是一个设计标准的问题。高标准的水工保护工程能抵御较大的洪水，而低标准的水工保护工程则可能频繁出现危险，给管道维护造成了相当大的困难。因此，在管道建设过程中，山区段水工保护应针对不同的地形、地貌以及不同的河流穿越情况采取不同的措施。
2.2 措施的选择
根据管道穿越山区段河流的位置，管道水工保护工作可以采取护岸工程和护管工程。护岸工程是指保护岸坡不被冲刷从而确保管道的安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆天然河道在平面上存在摆动，其摆动的幅度和大小则根据不同河道的稳定性而定。在管道穿越河流施工过程中，河流的两端一般采用冷弯管同时结合弹性敷设将管道抬升。因此，河道两岸处的管道埋深相对于河道中心要浅一点。一旦河岸发生冲刷，河槽移位，原管道爬升段就会暴露出来，造成水工保护出现险情，给管道造成极大的危险。为确保管道在今后的安全运行，根据施工现场不同的地形及河岸物质的组成情况以及汛期时洪水的破坏力，护岸工程采用刚性材料布置在被冲刷的河岸上，直接阻止水流对河岸的侵蚀，达到保护河岸的目的。这种护岸方式可通过浆砌石护砌来实现，这种方式是一种直接防护，对水流自然状况有较强的约束作用，对河床演变的自然趋势影响也是比较大的。因此，在施工过程中必须对整个河势有较全面的了解，以免护岸不当影响工程效果。对于此种护岸，由于工程需要直接抵抗洪水的直接作用，除了工程本身需要足够的强度外，更重要的是要求有足够强度的护岸工程基础和较稳定的河道水流条件。因此，在施工中还需采取抛石护管，通过水流的自然调整，在岸边形成稳定基础，保持一种动态平衡。达到稳固工程的效果。
2.3 施工质量控制
施工质量必须得到充分保证，因此，在施工过程中必须按设计图纸、设计规范以及施工规范来完成每一道工序，严禁偷工减料。必须贯彻“三检制”，即自检、专检、联检，通过层层检查，从而确保工程的质量。
3 水工保护注意事项
3.1 抛石或石笼防护
抛石工程能起到维持河岸或河床的稳定性，通过抛石可以加强河床或河岸的抗冲能力，目前长输管道水工保护工程的护岸多采用抛石方法。护底抛石工程中要使用石笼发挥工程重要作用，抛石位置更显得十分重要，如处理不当，不仅起不到防护作用，反而会对管道工程有可能构成新的安全隐患。目前，在施工过程中，我们大多采用直接在管道上方压石笼的方式，但必须注意的是在冲击性强烈的河流上护底抛石，抛石点与管道不发生直接关系，有利于施工和管道防护的后续处理，同时，抛石的厚度不能太大，避免干扰水流从而引起河床新的变化。
3.2 浆砌石防护
护岸工程中需要注意的问题是护岸的高度，河流河岸侵蚀严重，当洪水水位超过护岸高度时，水流通过漫顶在护岸工程后部淘刷，使河岸稳定性变差，最后造成工程失败，给工程带来不可估量的损失。因此，在施工中根据水流量来考虑护岸的高度。同时在护岸的背后坡面应整平夯实，尽量将水流通过漫顶在护岸工程后部淘刷的程度降到最低。
3.3 加压重块防护
当管道穿越河流部位时，应根据设计要求加压重块稳管，压重块形式可采取马鞍式、采用C20重晶石混凝土，容重不低于28KN/m3，钢筋保护层厚35mm。这样可确保管道不发生浮管。
4 结束语
水工保护作为长输管道中不可缺少的一部份，对于管道的保护作用日渐突出。其防护结构、设计标准的选择以及施工质量的好坏直接影响到今后管线的安全运行及维护。总之，不同地段的河流防冲防护措施都不相同，在考虑工程防护措施时必须有的放矢，充分分析有关河道的具体情况，根据地形地貌，河床物质的组成特点采取相应的防护措施。
参考文献
[1]张红星、李林，水工保护在长输管道建设中的应用，化学工程与装备 2010.08。
[2]吴卉平，西气东输一线工程新疆段穿越季节性冲沟的水工保护措施，广东水利水电，2014.01。
论文作者:丁海波
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/21
标签：管道论文; 护岸论文; 河流论文; 水工论文; 工程论文; 河床论文; 河岸论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;