沈汉超
华东管道设计研究院有限公司 江苏 徐州 221008
摘要：随着改革开放的深入，国内油气管道建设迅猛发展，目前已经基本建成油气管道整体网络体系。水工保护在各种地质条件下保护管道上方覆土，对于油气管道的安全稳定和正常运行关系重大。论文就国内油气管道水工保护的建设现状进行分析，以期为后面的工程建设提供一些思路。
关键词：油气管道；水工保护；安全管理
引言
水毁灾害主要指由水动力引起的自然灾害，表现为因溪流和洪水冲击、冲刷地表，造成坡面滑（垮）塌、冲沟、河床下切、河流改道等现象，常常引起伴行敷设的油气管道受力、形变，裸露、悬空，甚至失稳、断裂。根据其发生所处的微地貌类型，可分为坡面水毁、河沟道水毁和台田地水毁。因其较高的易发和易损性，水毁灾害成为威胁长输油气管道安全最主要的地质灾害类型，约占总灾害数量的70％。为保护油气管道及其附属设施，针对水毁灾害而修建的防御性工程称为水工保护工程。根据我国输油管道水工保护工程现状的调查结果，水毁灾害极易导致管道冲毁、泄漏及环境污染等事故，是当前管道运营公司投入防治资源最多的灾害类型，约占防治投资总额的66％。但在水工防护实践过程中，发现一些水工保护工程处于高成本、低效率的运行状态，以致不能使有限的管道维护资源得到高效的优化配置：①由于勘察设计不合理，部分水毁严重区段管道水工防护不足，时常发生水工损毁情况；②部分水毁一般区段管道水工防护过度，造成不必要的资源浪费；③沿线一些水工保护工程存在施工质量问题，不能有效保证管道的安全性，需要反复投资，造成资源浪费。因此，需要一个有效的评价机制对其进行效能评价，根据评价结果推广效能高的、舍弃效能低的水工保护工程，提高管道维护资源的使用效率。
1目前管道工程中的水工保护的问题
1.1管理上的粗放
水工保护工程虽然现在已经被社会广泛重视，但是和长输管道工程相比还是属于线路附属的小型工程，施工一般采用分包、转包施工，在这种情况下，我们质量安全的管控能力、员工整体素质、施工的水平都有一定局限性。为了追求利润，技术人员和管理人员配置不足，施工管理松散，不能严格执行设计方案，存在赶工期和偷工减料的现象，存在着管理漏洞，给水工保护工程带来一定的隐患。
1.2水网地区危害
若在管道铺设的区域中存在丰富的水网，在穿越该地区时，不得不经过农业用水设施和农田，在这种情况下，如果农民在进行日常劳作时没有注意到警示标识，很容易就出现刮伤管线的情况，使得管道表层暴露在空气中，极大地增大了管道腐蚀的速度，严重影响了管道运行的安全可靠。
2管道工程中的水工保护的技术措施
在合理的经济条件下，正确选择管道走向是避免水害的根本方法，对一些特殊地区，通过管道的绕行合理的避开河流、沟壑，不能绕行应避开河流弯道。管道埋设在复杂河流区域，在设计上选择河流冲刷线以下，充分的了解当地水文地质资料，并结合自然状况进行梳理，准确的资料是设计的前提基础，从根本上避免因为设计带来的缺陷。
2.1沟内防护
沟内防护我们主要通过截水墙来实现，在斜坡地段坡度大于11度的斜坡，配合回填施工。在施工过程中考虑季节特点，发生暴雨后回填细土顺水流冲刷流失严重，管沟塌陷，就成为了排水沟，细土不断的流失，水流就剥蚀周围的土壤，亏空越来越严重，造成输油管道裸露地表、悬空，管线由于自身重量发生变形，严重造成管线塌陷，造成安全环保事故。所以要充分考虑雨季的特点，根据坡度的大小，选择合理的间距，从坡底沿管道设置截水墙，目前截水墙间隔大致6到12米之间。
截水墙在沟底底部300mm开始，高出管沟顶300mm，并且嵌入管沟壁大于500mm。截水墙两侧留出排水沟，将雨水引走，在回填过程中，避免出现雨季，应该夯实回填土，缩短回填时间，并且在两侧编织袋装土砌成挡土墙，防止细土流失造成的地下亏空。
2.2山区地段水工保护设计
在山区地段设计油气输送管道的水工保护方案时，一般采取的设计标准是50年一遇洪水。但同时由于山区的地形十分复杂，我们也需要根据山区的地形地貌地质特征等实际情况采取不同的保护措施。在山地坡度小的地区，预制混凝土框格的方式是一种优选的施工方法，通过这种方法，我们可以对山坡进行完善合理的护坡处理。同时，针对山体坡度大的山区地段，重力式挡土墙结构的形式是我们进行坡体保护的首选方案，选用浆砌混凝土预制块等作为材料，可以在很大程度上加固坡体。若是山坡坡度极大，我们也可以在两侧设置排水沟，避免在雨季，因为坡体排水慢而形成积水，从而对管道造成损害。
2.3冲刷防护
在河流穿越处考虑冲刷防护，主要包括护坡、混凝土稳管、护岸、石笼护底主要形式，针对水流对河岸、河床冲刷进行有效的设防。这些河流多为季节性河流，如果保护措施不当，严重就会造成管道冲断。同时受到周围地貌的扰动影响，造成防护位置不符，因此两端采用冷弯管同时结合弹性敷设将管道抬升，在施工设计前认真勘测，熟悉河床、河岸、地貌特征，减少施工过程的破坏，管道爬升段的位置记录准确无误，保证防护工程起到作用。冲刷的河岸上可以采用刚性护岸工程，减少水流侵蚀，护岸工程满足足够的设计强度满足应对洪水的设计要求，岸边可以采取抛石护管达到稳固作用。抛石使用300mm厚度的块石，抛石不能太大，以免引起河床变化，距离管顶大于80厘米。抛石的防护特点充分结合洪水流势，保证抛石稳定性。因此，在防护过程中根据水流量的特点，设计来护岸的高度。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。从管道运行安全来说，管道穿越存在两方面的影响因素。当雨季来临，受到河床持续冲刷作用后,原来埋设在河床下面的管道就会被裸露架空,水流冲刷导致管道防腐层破坏或管道断裂;再就是河岸的侵蚀后退使管道爬伸段裸露破坏。对于上述情况,穿越管道的水工保护措施就是防止河床的持续冲刷,当这种冲刷不能限制时,采用一定的工程措施固定管道使其免遭破坏;对于后一种情况,则需要保护河岸,避免持续后退导致管道外露进而威胁管道安全。
2.4过水堤
为了阻止沟谷河道的继续下切，我们一般采取过水堤的方式进行管道的水工保护。这种方式可以淤积上游河道挟夹下来的沙土，提高原有河床面，充分保证了管道的埋深。但同时也会对下游形成冲刷，所以此时我们也需要去其根部进行消能防护。如果在地质基础比较松软的地区，为了防止侧蚀和塌陷等情况产生，我们也需要对两侧的边坡进行防护处理。必要时可以采取深埋措施，保障管道安全的运行。
结语
为了保障油气输送管道的安全，我们不得不对水工保护给予足够的重视。同时需要结合不同地区的不同特质因素进行不同的方案设计。在水工保护的设计施工以及维护等多个阶段，认真执行规范，严把质量关，切实做好油气管道输送的水工保护工作，才能真正意义上的保证油气管道输送的安全，保障附近居民的安全，真正实现促进人民生活水平不断提高的根本目的。
参考文献
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