中俄輸油管道多年凍土區(qū)的水土保持問題及工程措施熊治文

1、V ol .29 N o .3 June 2010第 29 卷 第 3 期2010 年 6 月蘭州 交 通大 學(xué) 學(xué)報(bào)J ou rnal o Lanzh ou J ao ong Un vers y文章編號(hào):1001 4373(2010)03 0033 06輸油管道多年凍土區(qū)的水土保持問題及工程措施, 2, 2渭2楊印海2 ,姜學(xué)田3熊治文 ,廖小平 ,唐,( .中國(guó)鐵道科學(xué), 北京0008 ;2 .,蘭州 730000 ;西北科學(xué)3 .大慶石油管理局設(shè)計(jì)院, 黑龍江 大慶637 2)摘 要:多年凍土區(qū)輸油管道工程的修建往往會(huì)對(duì)管道沿線環(huán)境造成很大的影響.在介紹輸油管道工程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上, 分析了

2、多年凍土的存在對(duì)輸油管道建設(shè)項(xiàng)目水土保持問題的特殊影響, 討論了多年凍土區(qū)輸油管道工程水土流失的成因及特點(diǎn), 并根據(jù)管道工程建設(shè)的要求和特點(diǎn), 提出了相應(yīng)的防治原則和工程措施, 以保護(hù)工程建設(shè)區(qū) 環(huán)境.:多年凍土區(qū);輸油管道;水土保持;工程措施號(hào):T U445 ;T E832文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A矮灌木和以塔頭草為代表的草本, 在山坡為山楊和興安落葉松組成的天然次生林, 植被郁閉度約 80 % 左右.由于郁閉度高 、林下枯落物及腐質(zhì)層厚 , 地表入滲速率大 、水源涵養(yǎng)功能強(qiáng)、地表產(chǎn)流量小 .輸油管道沿線發(fā)生的土壤侵蝕類型主要包括凍融侵蝕、水力侵蝕和風(fēng)力侵蝕三大類 3 , 其中水力侵蝕占85 .7 %,

3、 是沿線主要土壤侵蝕類型, 其次是凍融侵蝕占 10 .6 %, 風(fēng)力侵蝕占 5 .7 %.在我國(guó)普通地區(qū)修建的油(氣)輸送管道 , 水土流失問題呈現(xiàn)多發(fā)的態(tài)勢(shì), 其中經(jīng)常出現(xiàn)的危及管線安全的水土流失問題有 :沖溝向源侵蝕導(dǎo)致管線1工程概況目前, 我國(guó)現(xiàn)有的多年凍土區(qū)輸油管道僅有一條, 即格(格爾木)拉()輸油成品油管道, 全長(zhǎng)1 076 km , 干線直徑為 159 mm.在建的1輸油管道工程線路全長(zhǎng) 1 030 km , 其中中國(guó)境內(nèi)段 965 km .管道自我國(guó)的連崟入境, 經(jīng)興安 、22 站、塔河 、新林 、大揚(yáng)氣、加格達(dá)奇、大揚(yáng)樹至大慶, 其中, 管道經(jīng)過的連崟 大揚(yáng)氣段為我國(guó)高緯度多

4、年凍土發(fā)育地段 .該條輸油管道的建設(shè), 對(duì)于我國(guó)石油具有重要的意義.輸油管道穿越的多年凍土地區(qū), 為東北大興安嶺林區(qū), 年平均降雨量約 500 mm 左右 .宏觀地貌單元為山地丘陵, 屬于侵蝕 、剝蝕中低山及臺(tái)原地貌類型, 其特征地勢(shì)較為平坦 .區(qū)內(nèi)河谷比較開闊 , 大致可分為兩種類型 :一類為寬坦淺盆形谷, 谷中河水流量不大, 谷內(nèi)大部呈沼澤狀態(tài) ;另一類為槽形谷(U 型谷), 谷壁陡直、谷底寬平 , 河谷底部地層多為分選性較差的巖屑堆積層, 表層多為沼澤、泥炭和草炭.區(qū)內(nèi)山坡坡度小于 10°的占總面積的 69 %, 11° 15°坡占 10 %, 16

5、6; 25°坡占 9 %, 大于 25°坡僅占 2 %.山坡土壤為棕壤土, 覆蓋厚度較淺, 約為 20 30 cm ;其下土層多為殘、坡積碎石類土 , 厚度達(dá)數(shù)十厘米至數(shù)米;下伏基巖.植物分布在山間溝谷多為低、懸空;陡崖和高陡邊坡毀管道 ;管溝上部被水沖刷, 管線破壞管線 ;滑坡摧;管溝底部被水沖刷, 管道懸空 ;匯水源及過水道橫向摧毀管溝;穿支墩被水沖毀或管線2 3.多年凍土區(qū)輸油管道水土流失問題的特殊性在于多年凍土的存在 .根據(jù)地質(zhì)勘探資料,輸油管道沿線多年凍土以山間溝谷和山地中下部最為發(fā)育 .由于多年凍土在擾動(dòng)條件下極易發(fā)生融化, 且這種融化是的過程, 凍土融化后的工

6、程穩(wěn)定及水土流失問題將加劇 .另一方面, 本工程多年凍土區(qū)管段, 山區(qū)地表覆蓋層薄, 對(duì)水土保持也是不利的 .因此 , 工程區(qū)域山地水土流失問題較為突出和復(fù)雜.* 收稿日期:20 0-03-6基金項(xiàng)目“ 十一五” 科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2006 BAC07B02)作者簡(jiǎn)介:熊治文( 968-), 男,天水人, 副研究員.34蘭州 交 通大 學(xué) 學(xué)報(bào)第 29 卷般僅 20 30 cm .作業(yè)帶及其施工影響帶內(nèi)表土很容易因施工的擾動(dòng)而破壞或丟失 .在這種情況下 , 植物賴以生存的條件就不復(fù)存在, 對(duì)多年凍土和工程的影響將是較大的和長(zhǎng)期的.2) 管溝開挖輸油管道采用埋地式敷設(shè)方案, 管道一般埋設(shè)在地表下

7、 1 .5 2 m .暖季施工時(shí) , 多年凍土直接與正溫的空氣接觸, 引起多年凍土的升溫和融化. 如果因地表水流入管溝, 多年凍土受到的熱擾動(dòng)將大幅度增加.3) 管道正溫輸油輸油管道采用常溫輸油工藝, 在一個(gè)年輸油周期中, 某些時(shí)段的部分輸油管道需要輸送正溫油品, 由此在多年凍土地基中形成一定范圍的融化圈.4) 氣候升溫2多年凍土區(qū)輸油管道工程水土流失成因及特點(diǎn)多年凍土區(qū)輸油管道工程建設(shè)項(xiàng)目水土流失是在區(qū)域自然地理因素即水土流失類型區(qū)的支配和制約下, 由于各種自然因素包括氣候 、地質(zhì) 、地形地貌 、土壤植被等的潛在影響, 通過人為生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)的誘發(fā)、觸發(fā)作用而產(chǎn)生的一種特殊的水土流失類型, 它

8、既具有水土流失的共性, 也具有自身的特性即凍土的和融化與水土流失問題緊密相關(guān).根據(jù)其本身的特點(diǎn), 輸油管道工程建設(shè)項(xiàng)目對(duì)水土流失的影響可分為施工期和運(yùn)營(yíng)期兩階段, 尤其是施工期的影響尤為顯著.在施工期的水土流失主要表現(xiàn)為對(duì)沿線土地表層的熱量 、水力侵蝕以及當(dāng)?shù)厮w的損失;在運(yùn)營(yíng)期則主要表現(xiàn)為坡體變形及凍土和植被的等 .具體有以下幾個(gè)方面:長(zhǎng)期條件下, 多年凍土全球氣溫升高的壓2 .1凍土的融化和引起的水土流失力 .據(jù)推測(cè), 未來 30 年全球氣溫可能升高 2 .5 , 在這種情況下, 我國(guó)現(xiàn)有島狀多年凍土區(qū)將基本消失,輸油管道沿線的多年凍土, 埋藏在地表下2 3 .5 m 深處, 厚度為數(shù)米至

9、數(shù)十米不等.在凍結(jié)狀態(tài)下, 多年凍土中水分的大部分或全部以冰的形大片連續(xù)多年凍土將發(fā)生2 .2 人工邊坡的水土流失.式賦存.當(dāng)凍土冰轉(zhuǎn)化為凍水,(主要表現(xiàn)為凍土升溫)時(shí) , 部分的水分向凍土的頂板或其上覆輸油管道在山地通過時(shí), 往往因填土或開挖形成人工邊坡, 改變?cè)乇砥露?、坡長(zhǎng), 使沿線土地表層受到侵蝕, 同時(shí)破壞作業(yè)帶用地范圍內(nèi)的原有地表植被, 產(chǎn)生新的 露坡面 .這就使得土壤的抗蝕能力降低, 誘發(fā)水土流失.需要密切關(guān)注的情況是, 如果在高含冰量多年凍土地段形成人工邊坡, 水土流失問題可能變得非常嚴(yán)重 .除需按照一般地區(qū)考慮人工邊坡的力學(xué)穩(wěn)蓋層移動(dòng), 導(dǎo)致凍土水分變化 .當(dāng)凍土融化時(shí), 冰

10、全部轉(zhuǎn)化為自由水, 土中水分發(fā)生轉(zhuǎn)移.當(dāng)多年凍土含冰量較高時(shí), 凍土和融化引起土體強(qiáng)度降低, 流失的水分量較大, 往往伴隨地表下沉、地表植物等, 水土流失問題加劇 .在斜坡地段 , 凍土尤其是高含冰量?jī)鐾恋娜诨? 還可能引起斜坡的變形或失穩(wěn), 水土流失問題更加嚴(yán)重.輸油管道工程在多個(gè)建設(shè)環(huán)節(jié)容易引起凍土退化或融化, 概括起來有以下幾個(gè)方面:1)地表植被和表土破壞輸油管道建設(shè)過程中, 需要建設(shè) 20 m 寬的施工作業(yè)帶, 作業(yè)帶內(nèi)植被在建設(shè)期間被工作墊層覆蓋或被鏟除;人工開挖邊坡 , 植被被清除.在這種情況下, 植物對(duì)地表的降溫作用受到影響或破壞, 在暖季施工時(shí), 下伏多年凍土溫度升高乃至融化.

11、據(jù)有關(guān)資料介紹, 在東北大興安嶺多年凍土區(qū), 破壞植被后, 地表吸熱能力增加 1 .5 2 倍, 因此季節(jié)最大融化深度為原來的 2 3 倍, 由此帶來的地表下沉量顯著, 在高、低含冰量?jī)鐾恋囟? 由此引起的地面下沉量分別可達(dá) 50 cm 及 18 cm 以上.定性外, 還需重點(diǎn)考慮以下兩方面的:其一, 高含冰量多年凍土邊坡的熱學(xué)防護(hù)如果防護(hù)不當(dāng), 將引起坡面變形乃至范圍逐漸擴(kuò)大的坡體滑移 、熱融滑塌等災(zāi)害, 對(duì)輸油管道的安全威脅;其二, 由于多年凍土頂板具有隔水性, 高大的人工邊坡的上側(cè)邊坡成為凍結(jié)層上水的泄水通道, 邊坡下臥高含冰量多年凍土在凍結(jié)層上水的熱侵蝕作用下逐漸融化, 也可能引起上側(cè)

12、邊坡的較大變形或失穩(wěn).這樣的病害在青藏鐵路高含冰量多年凍土地段的路塹邊坡上已有發(fā)生, 在管道工程中應(yīng)引起重視.2 .3 沖溝地段的水土流失在沖溝地段, 側(cè)向和豎向的水力侵蝕作用是客觀存在的.工程條件下, 部分地段地表水匯集 、排泄路徑不可避免的發(fā)生改變, 一些沖溝的水土流失問題加劇 .管道附近沖溝的水土流失, 能夠引起管道頂?shù)乇碇脖黄茐氖且鸲嗄陜鐾粱蛉诨闹饕蛩剌斢凸艿蓝嗄陜鐾羺^(qū)地表土壤較薄, 一第 3 期熊治文等輸油管道多年凍土區(qū)的水土保持問題及工程措施35部覆蓋層減薄, 形成露管 、懸管現(xiàn)象 , 威脅管道安全.量?jī)鐾恋囟我藘?yōu)先采用管堤 、管架、管墩等基礎(chǔ)形式, 當(dāng)必須采用管溝形式時(shí),

13、應(yīng)采用管道保溫 、地基2 .4取土 、棄土的水土流失在輸油管道工程施工過程中, 在原地面上的作業(yè)帶修筑導(dǎo)致一定數(shù)量的土石方搬運(yùn);處在高含冰量?jī)鐾恋囟蔚墓軠祥_挖和河流地段的穿越工程則會(huì)產(chǎn)生許多棄土.取 、棄土一般就近在專門的場(chǎng)地進(jìn)行, 廢棄的土石方往往傾倒 .取 、棄土場(chǎng)一般合并使用, 常設(shè)在低含冰量?jī)鐾恋囟位蛉趨^(qū), 對(duì)多年凍土的影響是次要的.但取、棄土形成的松散巖土和棄渣 , 孔隙大、結(jié)構(gòu)疏松, 分布也較分散, 若不采取有效的換填等方式, 減小或地基融化圈的范圍.在站場(chǎng)工程中, 房屋基礎(chǔ)應(yīng)采用采取基礎(chǔ) 、通風(fēng)管基礎(chǔ) 、熱棒地基等措施, 并做好站場(chǎng)的污水處理與綜合利用.凍土沼澤濕地地段管線工程的

14、設(shè)計(jì)和施工應(yīng)避免進(jìn)行水體的相互交換, 注意不要向沼澤地排水, 也不宜將沼澤水疏干, 沼澤濕地地段嚴(yán)禁取土, 也不得修排水溝.防治措施, 在溫度、暴雨、水分下滲 、及人為活動(dòng)在施工過程中, 應(yīng)采取開挖面大小及基坑的觸發(fā)下, 有可能發(fā)生一系列如瀉溜、陷穴、崩塌、滑時(shí)間、施工時(shí)遮陽(yáng)棚等施工措施, 減少對(duì)凍坡等重力侵蝕, 導(dǎo)致新的水土流失及環(huán)境的惡土的熱干擾, 保護(hù)多年凍土.2) 貫徹“ 寧填勿挖”原則, 盡量避免在高含冰量?jī)鐾恋囟涡纬扇斯み吰?在輸油管道工程建設(shè)的作業(yè)面制作、管溝開挖等過程中, 在高含冰量地帶, 必須注意不能在山前緩坡 、山前沼澤化斜坡濕地開挖形成的人工邊坡, 以避免形成本文前述的病

15、害.3) 合理選擇施工季節(jié) .相比于寒季, 在暖季施工時(shí)一般意味著對(duì)多年凍土較大的熱擾動(dòng)和較大范圍的凍土融化 .由于含冰量的不同, 高、低含冰量多年凍土在融化后產(chǎn)生的水分流失量差別明顯:伴隨著顯著的土體體積減小, 高含冰量多年凍土水分流失嚴(yán)重;而低含冰量多年凍土因融化后土體含水率一般并不達(dá)到飽和, 體積變化和水分的流失有限 .因此, 高含冰量多年凍土地段的施工季節(jié)應(yīng)慎重選擇, 低含冰量多年凍土地段則可放寬要求.輸油管道沿線高含冰量多年凍土的分布受化, 甚至可能影響輸油管道工程的安全運(yùn)營(yíng) 5 .2 .5其它臨時(shí)占地的水土流失在工程建設(shè)過程中, 除取、棄土場(chǎng)外, 施工區(qū)內(nèi)的臨時(shí)占用地(包括臨時(shí)工棚

16、 、料場(chǎng) 、倉(cāng)庫(kù)、臨時(shí)便道等)一般都缺少必要的水土保持措施, 一遇暴雨將不可避免的產(chǎn)生水土流失.雖然臨時(shí)占地的水土流失沒有主體工程和取棄土場(chǎng)那樣嚴(yán)重, 但是從區(qū)域和全局的水土保持來看也是不容忽視的.總之, 由于輸油管道工程建設(shè)項(xiàng)目工程規(guī)模大, 不可避免地對(duì)周邊環(huán)境、沿線城鎮(zhèn)、村莊、農(nóng)田及水利設(shè)施產(chǎn)生不利影響, 對(duì)沿線的土地產(chǎn)生破壞,導(dǎo)致土地質(zhì)量和生產(chǎn)力下降, 這不僅影響輸油管道工程自身的安全運(yùn)行, 使區(qū)域性環(huán)境, 如凍土和融化、沿線河流含沙量增大、淤積河床 、影響河道排洪、加大洪災(zāi)程度 , 誘發(fā)山洪暴發(fā)、河岸侵蝕、泥石流侵蝕以及滑坡等地質(zhì)災(zāi)害.因此, 必須加強(qiáng)輸油管道工程的水土保持措施.地形和

17、相對(duì)海拔高度的, 高含冰量多年凍土一輸油管道工程水土流失的防治對(duì)策多年凍土區(qū)輸油管道工程水土流失的防治, 必須從保護(hù)多年凍土的角度出發(fā), 結(jié)合輸油管道工程的具體特點(diǎn), 從工程措施和施工組織措施兩個(gè)方面著手考慮.3 .1總體原則3般僅分布于山間溝谷和坡度小于 7°的山前緩坡地帶 .這些地段多為沼澤濕地或潮濕坡地, 暖季施工時(shí)施工機(jī)械難以行進(jìn).冬季施工時(shí) , 由于地表凍結(jié), 易于機(jī)械展開作業(yè), 對(duì)凍土的熱擾動(dòng)也最小, 且可利用東北冬季降雪、氣候寒冷的特點(diǎn)采用冰雪道路作為臨時(shí)施工便道.輸油管道沿線低含冰量分布于山地 .雖然暖季施工并不造成大的水分流失, 但考慮地表植被恢復(fù)的便利和地表失去植

18、被層所帶來的影響, 最好安排在暖季末的 9 10 月份施工.綜上所述, 山間溝谷等高含冰量多年凍土地段, 應(yīng)選擇在冬季施工, 山地低含冰量多年凍土地段可在暖季施工, 但最好是在暖季末期.多年凍土區(qū)工程水土保持問題的, 是在施工和運(yùn)營(yíng)過程中保護(hù)多年凍土, 不使其產(chǎn)生大量的融化或.所以,輸油管道工程建設(shè)項(xiàng)目水土流失問題防治的總體原則是“ 保護(hù)多年凍土” .1)采取“ 保護(hù)凍土”的設(shè)計(jì)和施工原則.在輸油管道工程設(shè)計(jì)中, 應(yīng)采取“ 保護(hù)凍土原則”進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和施工 在管線工程中, 在高含冰36蘭州 交 通大 學(xué) 學(xué)報(bào)第 29 卷4)保護(hù)地表土壤, 盡早恢復(fù)植被.地表土壤是施工擾動(dòng)帶植物恢復(fù)的基本條件.

19、 輸油管道沿線的大興安嶺林區(qū), 溝谷表層土壤較厚, 可達(dá)數(shù)十厘米至數(shù)米, 但山地表層土壤較薄, 最薄處(一般為山腰以上部位)僅 20 30 cm .在工程活動(dòng)中如不采取措施, 表層土壤極易丟失.如上所述, 地表植被破壞后將對(duì)多年凍土帶來極大影響, 盡早恢復(fù)植被是多年凍土工程中避免水土流失問題的關(guān)鍵一環(huán).3 .2 工程措施(11 月 次年 3 月)施工的段落, 施工便道應(yīng)采用冰雪路面, 有條件時(shí)可在筑路冰雪中加入樹枝.3 .2 .3植被大興安嶺地區(qū)樹木茂密, 施工作業(yè)帶修筑時(shí)盡量收坡以減少占用林、草地 , 可在斜坡地段作業(yè)帶內(nèi)樹木砍伐時(shí)預(yù)留一定高度的樹樁, 并用樹枝和樹木結(jié)合, 形成輔助擋土墻(

20、見圖 1).多年凍土區(qū)輸油管道水工保持問題的工程措施, 應(yīng)根據(jù)管道沿線所經(jīng)過的地形、地貌、凍土條件、植被條件等因素綜合考慮 6 .3 .2 .1 取 、棄土場(chǎng)的設(shè)置取、棄土場(chǎng)應(yīng)貫徹“分段集中、合理調(diào)配”的原則設(shè)置, 并應(yīng)盡量合并使用.在管線兩側(cè) 100 m 以內(nèi)圖 1 樹枝輔助擋土墻示意圖Fig.1 Instruction for retaining wall with auxiliary branches在修筑施工作業(yè)帶時(shí), 應(yīng)將表層土壤與下層土體分離, 堆放于作業(yè)帶一側(cè).在坡度較陡的地段, 最好將表土裝在植物生長(zhǎng)袋內(nèi), 便于存放和作業(yè)帶恢復(fù)時(shí)回鋪.選擇寒季施工時(shí) , 高含冰量地段和沼澤濕地

21、地段地表草皮和腐植土層不予清除.3 .2 .4施工作業(yè)帶制作施工作業(yè)帶制作宜選用粗顆粒土做施工墊層, 施工墊層宜分層填筑、分層碾壓 , 按設(shè)計(jì)要求達(dá)到墊層厚度的要求.1) 高含冰量多年凍土地段高含冰量多年凍土地段施工作業(yè)帶修筑宜在寒季進(jìn)行 .施工作業(yè)帶宜采用填方形式 .2) 低含冰量多年凍土和季節(jié)凍土地段對(duì)于低含冰量多年凍土巖石段和季節(jié)凍土地段, 宜采取“ 移挖做填”的方式, 對(duì)土石方進(jìn)行綜合利用 .當(dāng)山體坡度小于 20 時(shí), 直接制作施工作業(yè)帶, 施工作業(yè)帶上坡側(cè)刷成穩(wěn)定邊坡并作必要的防護(hù), 下坡側(cè)按照護(hù)坡類型先修筑擋墻再進(jìn)行回填 ;當(dāng)山體坡度大于 20 時(shí), 應(yīng)在底部挖臺(tái)階, 如圖 2 所

22、示.3 .2 .5管溝防沖刷1) 管溝回填質(zhì)量管溝回填質(zhì)量往往在實(shí)際工程中遭到忽視, 容不宜設(shè)置取、棄土場(chǎng) ,直接在管線兩側(cè)取 、棄土 .不宜在下列地帶設(shè)置取、棄土場(chǎng):熱融滑塌等不良凍土現(xiàn)象發(fā)育的地段;富冰 、飽冰 、含土冰層地段 ; 橫坡明顯的坡地邊緣地帶 ;植被茂密地帶.自然保護(hù)區(qū)區(qū)和緩沖區(qū)河道(岸)內(nèi)不得設(shè)置取、棄土場(chǎng) .取、棄土場(chǎng)選定后, 應(yīng)將場(chǎng)地原有的植被進(jìn)行移植保護(hù)、將地表面的腐植土異地堆放 , 待施工結(jié)束后, 再進(jìn)行覆土回填和移植恢復(fù), 防止水土流失.取土場(chǎng)取土完畢后, 對(duì)取土場(chǎng)內(nèi)及周邊進(jìn)行平整, 盡量恢復(fù)原有地貌.廢棄的土石方應(yīng)棄至指定的棄渣場(chǎng), 嚴(yán)禁棄入河道或河灘, 於塞河道

23、.棄土場(chǎng)應(yīng)作好防護(hù)工程, 先擋后棄, 頂面進(jìn)行平整、碾壓, 并做好地表徑流的引排.3 .2 .2 其它臨時(shí)工程的設(shè)置施工營(yíng)地、施地的布設(shè)應(yīng)充分利用林場(chǎng)、養(yǎng)路工區(qū)現(xiàn)有的和已廢棄的營(yíng)地等地帶, 盡量減少在擾動(dòng)的多年凍土地段場(chǎng)地的布設(shè)數(shù)量.施工營(yíng)地、施工便道 、材料堆場(chǎng) 、預(yù)制場(chǎng)、機(jī)械保養(yǎng)場(chǎng)等臨時(shí)工程和臨時(shí)用地可選擇在低含冰量多年凍土分布地段、融區(qū)或基巖出露的平緩山坡布設(shè), 不得在植被覆蓋良好的地段和高含冰量多年凍土地段布設(shè) .施工營(yíng)地距管線的距離不宜小于 100 m .縱向施工便道盡量利用既有道路, 不建或少建施工便道 ;橫向施工便道應(yīng)以少布設(shè)、拉大間距 、距離最短為原則, 并避開環(huán)境敏感區(qū).在多

24、年凍土地區(qū)修筑施工便道時(shí), 宜直接在原地面上修筑, 不宜鏟除地表植被.在通過高含冰量?jī)鐾恋貐^(qū)時(shí) 其填筑高度不宜小于 0 .7 m 選項(xiàng)在冬季易管溝土體流失 .尤其是高含冰量多年凍土寒季施工時(shí), 管道頂面以上回填的凍土難以壓實(shí).可先填一部分, 剩余部分待來年回填料融化后再行補(bǔ)填. 同時(shí), 對(duì)回填土質(zhì)量應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn).第 3 期熊治文等輸油管道多年凍土區(qū)的水土保持問題及工程措施37墻可選用漿砌片石 、澆筑片石混凝土等方式.3 .2 .6邊坡工程如上所述, 不能在高含冰地段開挖形成人工邊坡, 但在山脊等低含冰量多年凍土地段進(jìn)行開挖形成人工邊坡是不可避免的 .這類人工邊坡有以下兩個(gè)方面需要加以重視:1)

25、在防護(hù)措施方面, 考慮凍結(jié)層上水的作用,多年凍土區(qū)路塹邊坡防護(hù)措施不宜采用封閉坡面的圖 2 山體坡度大于 20 時(shí)施工作業(yè)帶制作Fig.2 Construction operation area making when mountain slope is bigger than 20 degrees2)管溝截水墻輸油管道沿山坡縱向敷設(shè)地段所占的比例較大, 占管道沿山坡地敷設(shè)總長(zhǎng)度的 75 %, 是水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)段.管道沿山坡坡度大于 7°縱向敷設(shè)或坡度大于 3°但坡面長(zhǎng)度超過 300 m 的長(zhǎng)坡面縱向敷設(shè)管道時(shí), 均應(yīng)在管溝內(nèi)設(shè)截水墻, 截水墻措施, 如漿砌片石護(hù)坡、

26、噴射混凝土層等凍結(jié)層上水參與的情況下, 水分在防護(hù)層后.因?yàn)樵? 在凍融作用下, 這些封閉坡面的工程措施很快發(fā)生鼓脹 、破損等病害, 從而失去防護(hù)作用.因此 , 應(yīng)采用骨架護(hù)坡 、六棱塊護(hù)坡等開放式坡面防護(hù)形式, 必要時(shí)進(jìn)行邊坡植草綠化.支擋結(jié)構(gòu)也應(yīng)采用錨桿框架等形式.2)在塹頂排水方面, 應(yīng)首選擋水埝 .擋水埝應(yīng)采用黏性土填筑, 碾壓密實(shí) .擋水埝外應(yīng)設(shè)置排水溝.應(yīng)管溝側(cè)壁, 沿管道方向的相鄰的截水墻頂部與底部應(yīng)相互照應(yīng), 截水墻強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)側(cè)向土進(jìn)行核算, 保證其穩(wěn)固可靠, 管溝內(nèi)截水墻可選用漿砌片石、澆筑片石混凝土 、砂袋堆砌等方式, 如圖 3 所示.結(jié)語多年凍土區(qū)輸油管道工程建設(shè)造成的環(huán)

27、境破壞和水土流失危害, 有其自身的規(guī)律和特點(diǎn), 防治多年凍土區(qū)輸油管道工程建設(shè)造成環(huán)境破壞和水土流4失, 要根據(jù)其工程建設(shè)的要求和特點(diǎn),可能造成的不良和水土流失危害, 采取保護(hù)凍土原則和相應(yīng)的工程措施, 以減小水土流失, 保護(hù)工程建設(shè)區(qū)環(huán)境, 保證輸油管道工程的安全.參考文獻(xiàn): 1姚志祥.格拉輸油管道存在的技術(shù)問題 J .油氣儲(chǔ)運(yùn), 1999, 18(3):45 47.梅云新.馬惠寧管道地質(zhì)災(zāi)害類型及水工保護(hù)問題 2 J .油氣儲(chǔ)03, 22(11):35 38 . 3曾多禮.格拉輸油管道地質(zhì)災(zāi)害類型與技術(shù)措施 J .管道技術(shù)與裝備, 2004 , 12(6):33 35.趙相卿, 熊治文,

28、韓龍武, 等.多年凍土區(qū)典型路塹邊坡失穩(wěn)病害的防治 J .鐵道工程學(xué)報(bào), 2009, 16(1):3235. 4圖 3 管溝截水墻設(shè)置Intercept water wall installation in pipe trenchFig.3對(duì)于高含冰量多年凍土和低含冰量土質(zhì)地段的管溝內(nèi)設(shè)置的截水墻, 應(yīng)采用砂袋堆砌方式, 這類截水墻透水不透土, 具有很大的柔性, 能適應(yīng)較大的變形 .低含冰量多年凍土和季節(jié)凍土地段管溝內(nèi)截水 5顧廣明, 周其剛, 曹育紅, 等.輸油輸氣工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià) J .能源環(huán)境保護(hù), 2006, 20(5):62 65.朱季萍.高速公路建設(shè)水土保持問題的研究 J .山西

29、科技, 2006 , 20(5):6 7. 638蘭州 交 通大 學(xué) 學(xué)報(bào)第 29 卷Study on Water and Soil Conservation Problems and Technical Countermeasures ofChina-Russia Oil Transportation Project in Permafrost BeltXIO NG Zhi-w en1 2 ,LIAO Xiao-ping1 2 ,TANG Wei2 ,YANG Yin-hai2 ,JIANG Xue-tian3( .Ch na Acade y o Ra lway Sc ences, Be j

30、 ng0008 , Ch na;2 .N or hw esResearch Ins u e o CREC , Lanz hou 730000 , Ch na;3.Ins u e o Pe roCh na Daq ng O l eld Ad n s ra on , Daq ng 637 2 , C h na)Abstract :T he ecological enviro nment alo ng the oil t ranspo rtation pipeline is alw ay s affected considerably by the oil t ransportatio n proj

31、ect co nstructio n .Based on introducing the characteristics of Russia China oil t ranspo rtation project , the special inf luence o f permafrost upon w ate r and soil conservatio n in oil t ranspo r tation project is analy zed , the causes and the characteristics of w ater and soil erosio n of oil t ranspo rtation pro ject in perm af ro st belt are discussed .A ccording to the requirem ents and features o f oil t ranspo rtation pro ject , som e appropriate t reatment principles and technical countermeasures are provided to protect the eco logical