摘要：油气输送管道正常的运行的关键就是油气输送管道的水工保护设计，为了保护油气输送管道运行的安全性，油气输送管道布设单位应该对布设位置的实际地质情况进行收集，把对生态环境带来的破坏降到最低。
关键词：油气长输管道；水工保护；设计
在建设长输管道工程时，经常会扰动沿线的山体、河道、地表地貌，使原水土保持功能降低，水土流失现象加重，给管道安全造成威胁。长输管道建设中的一个重要环节就是根据不同地区的水文地质特点，采取不同的水工保护措施，这也是管道建设中保护环境和水土保持的有效手段。本文根据不同的地势条件提出了水工保护设计及施工方法。
一、管道水工保护概念
长距离管线经常与河流交叉，穿越和跨越是处理交叉的主要施工措施。管道从河底穿过就是穿越，但是这种方式有以下两方面安全问题：第一，原来的管道埋设在河床下面，经过河流河床持续冲刷有可能裸露悬空，甚至导致管线断裂，为了防止河床的持续冲刷就要进行水工保护。第二，管道爬伸段由于河床的侵蚀后退而遭到裸露破坏，为了避免持续后退而使管线外漏，影响到管道安全则需要对河岸进行保护。防止河岸后退，保护两岸管道，可以使用跨越管道的水工保护。将管道架空，不与河床发生关系就是所谓的跨越。近年来，管道项目日益增多管道进行日常管理的重要任务之一就是水工维护。
二、油气输送管道水工保护设计方法及施工
2.1 沟谷单元水工保护
沟谷地段多是较为开阔的平缓地形，拥有较好的工程地质条件。但是沟谷弯曲地段多，敷设管道时要经常穿越河流、谷地。同时，通过近河床的低漫滩地段有较长的线路，一旦洪水频率巨大，就可能产生冲刷和侵蚀危害。因此施工前一定分析好河谷的水文情况，为了使管道安全得到确保，一定做好管道的防冲刷和稳管措施，其中可采取混凝土灌浆、砌石护岸、锚杆加固等防护形式
2.2 山地地区水工保护设计及施工
砌筑这样的保护结构通常用做对山地地区油气输送管道的水工保护，石笼结构或者砌石结构都属于砌筑结构设计。如果油气输送管道必须经过泥石流、滑坡等地质灾害地段，在进行水工设计前要对形成上述地质灾害的机理进行分析，综合评价油气输送管道运行的安全程度，评价结果是采取水工保护措施的依据。施工时根据山地坡度采取不同施工措施，山地坡度小于45度，坡体防护施工采用预制混凝土框格的方式，山地坡度大于45度，，坡体防护施工采用重力式挡土墙结构的形式，山坡极为陡峭，应当在管道两侧设置排水沟。
2.3河流单元水工保护
管线穿（跨）越大中型河流、冲沟的水工保护设计：管线穿（跨）越大中型河流、冲沟的防护采用100年一遇洪水位设计标准；中型河流、冲沟的防护采用50年一遇洪水位设计标准。当河流两岸岸坡倾角小于45°时，采用的护坡形式为浆砌块石护坡或空心方格植生带，当河流两岸岸坡倾角大于45°，护岸形式为浆砌块石重力式挡土墙或铅丝石笼、竹笼装石，当岸坡是比较复杂的情况时，护岸形式为重力式挡土墙与护坡相结合。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆管线穿越岸坡处局部最大冲刷深度以下1m是河流岸坡护坡、挡土墙的基础埋深的最小深度。管沟开挖最大松动带宽度两侧各25m是两岸的防护最小宽度。对河床的下切破坏对管线的影响进行治理是管线穿越大中型河流、冲沟段河床的防护主要目的。对岩质段河床，管线埋入稳定基岩，回填方式为管沟混凝土浇筑，目的是为了防止管沟回填土的流失，管线由于卵石撞击受到破坏。对土质段下切作用强烈河床，管线应埋设在河床最大冲刷线以下，并进行河床护坦措施。
管线穿（跨）越小型河流、冲沟的水工保护设计：a.管线穿（跨）越小型河流、冲沟的防护采用20年一遇洪水位设计标准。在进行水工保护设计前，要提前分析地段的水文地质情况以及一些其他基础资料。当河流两岸岸坡倾角小于45°时，采用的护坡形式为浆砌块石护坡或空心方格植生带，当河流两岸岸坡倾角大于45°，采用的护坡形式为浆砌块石挡土墙。岸坡护坡、挡土墙的基础埋深一般不小于管线穿越岸坡处局部最大冲刷深度；两岸的防护宽度不小于管沟开挖最大松动带宽度两侧各5m——10m,情况特殊地段防护宽度可以适当加宽。管线穿越小型河流、冲沟段河床的防护，根据河床基岩性质的不同结合管线稳管要求综合考虑。对于土质河床及河床表面砂砾层较厚的河床，管沟应埋设在冲刷线以下，管基础采用中砂垫层，管线采用砂卵石回填包裹，管沟覆盖后表面铺设0.3m——0.5m的大块卵石护面，或采用混凝土连锁排、FS浆垫、浆砌石、石笼等护坦；对于河床表面砂砾层较浅、其下是岩基的河床，管沟位于砂砾层下面的基岩内，管基础采用C20细石混凝土，管线用C20卵石混凝土浇筑稳定，表面再用砂砾石恢复覆盖。
2.4黄土塬地区水工保护设计及施工
当输气管线经过黄土塬地区时，可采取以下几种水工保护措施。第一，为了及时排泄积水，可以利用泥土设置挡水土埂或者设置排水沟，避免危害管道。第二，为了防止降水造成坍塌和导致管道的断裂，可以用经过夯实的黄土进行填埋易于塌陷的黄土洞穴等危险地段。第三，为了使水力对管道的破坏得到缓解，可以进行鱼鳞坑和挡水墙的设置，设置位置在输气管道遭受水力冲刷的上游，使雨水就地下渗。第四，为了使地表径流的冲刷减少，可以深埋输气管道，让管道在较为稳定的隔水层。
结语
对尤其长输管道进行水工保护，才能更好的保障输气管道的运行安全，在进行设计时，应该分析输气管道经过的不同地带的环境，并且针对性的提出水工保护设计方案，确保把能源输送到需要的地区，时我国经济得到稳步发展。当然油气传输管道水工保护不是一朝一夕完成的，它是一项长期的工程，要认真执行每一个工程阶段，只有把油气管道水工保护工作做好，才能促进国家安定和社会和谐，保证人民生活质量。
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论文作者:丁永银
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/15
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