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【摘要】长输管道工程是由线型工程和点状工程组成，基本涵盖了各类开发建设项目工程建设造成水土流失的特性，其造成的水土流失形式复杂而多样且治理难度很大。本文以锦州—郑州成品油管道工程（在建）建设要求为例，使管道施工单位明确管道建设水土流失防治责任范围，防治目标；了解各种施工作业对水土流失的影响和危害；采取确实有效地措施使水土流失在工程建设中得到及时有效的控制与治理。
【关键词】工程 水土流失 影响和危害 控制与治理
1 工程概况
1.1 项目设计规模
管道工程由1条干线，1条支干线，3条输入支线，13条分输支线构成，其中干线近1300km、支干线近1200km。沿线经过辽宁省、河北省、北京市、天津市、河南省、山东省等23个市、84个县。
1.2 项目区自然状况
管道工程由东北向西南敷设，跨越辽西低山丘陵台地区、燕山山前台地区和华北平原区等三大地貌类型区。管道沿线跨越我国辽河、海河、黄河及淮河三大流域，沿途穿越辽西与河北诸河水系、滦河水系、海河水系和黄河水系等。项目区水土流失主要为水蚀，局部地区伴有风蚀和重力侵蚀。水土流失面积近6万亩，占总面积95%以上，属轻度流失区。
2 工程建设对水土流失的影响因素与危害
2.1 工程建设对水土流失的影响因素
管道工程建设将扰动作业区域地表、破坏植被、增加地表裸露面积、加剧区域水土流失、破坏生态环境。根据项目经过区域的自然条件和社会经济情况，结合主体工程的总体布局、建设内容，施工工艺和工序等方面进行综合分析，管道建设水土流失呈现如下特点：
（1）项目区涉及地貌类型多样，即有辽西低山丘陵地区又有燕山山前台地区和华北平原地区。部分区域地表起伏大、土层贫瘠、降水集中，水土流失潜在危险性较大。在上述地区进行强度人为扰动，必将发生水土流失。
（2）工程组成复杂，水土流失影响因子、流失形式多样，且流失强度分布不均；施工形式多样，由沟埋敷设、定向钻穿越、大开挖穿越、顶管穿越；施工作业面分布较广、占地类型多样、地表扰动方式和强度各异，造成工程区内水土流失形式多样、分布不均。
（3）水土流失主要集中建设期，以施工期为最大，自然恢复后，水土流失也随之减小，趋于稳定。
从上述管道建设产生水土流水的特点可以看出，产生水土流的因素很多，地貌类型、地表组成物质与结构以及降雨的强度是造成水土流失强弱的主导因素，而每一项施工工艺的实施都将导致水土流失的发生，对主体工程和周边地区生态环境产生危害。
2.2 项目建设可能造成的水土流失危害
管道工程建设在施工准备期与施工期、自然恢复期两个时期造成水土流失，而且主要集中在施工准备期与施工期，其可能产生的水土流失占总流失的65%。在工程建设工程中，管道作业带区、河流穿越区、施工道路区是水土流失发生的重点地段。
（1）管道作业带区水土流失危害。从项目总占地和临时占地的数据分析，线路工程为临时占地，管道施工作业带区占总建设区95%以上，占水土流失总量的90%～95%。管道施工破坏原地貌植被，增强了地表可蚀性，对管道稳定和安全带来极大的隐患。尤其是管道回填后形成沉陷，极有可能导致径流淘蚀，使管道裸露影响管道安全。管道经过大量农田，如不采取相应的水土保持措施，将影响土壤肥力，降低土地生产力，给农业生产造成一定影响，管道经过辽西低山丘陵台地区、燕山山前台地区，必然会破坏部分林草地，使其原有的水土保持功能丧失。
（2）跌路、公路穿越区水土流失危害。管道穿越铁路和公路将产生一定土石方量，如不采取行之有效的保护措施，合理堆放土石方，将会发生严重水土流失，对管道安全和下游农田、村庄带来威胁。开挖方式穿越县、乡级公路，如不及时恢复路边排水和采取植被措施，将一定程度上影响交通安全。
（3）河流穿越区水土流失危害。河流穿越施工过程中，将会有一定量堆土，若不能进行及时、合理防护，临时堆土流失将增加河床泥沙淤积和影响行洪。
（4）施工便道区水土流失危害，施工便道施工剧烈扰动地表，对原地貌形态和植被破坏较大，水土流失严重，对道路两侧植被、农田带来很大的干扰；同时，道路施工土石方开挖、回填形成大面积的裸露边坡，削弱了自然边坡的稳定性，会进一步诱发重力侵蚀，影响道路建设及后期运营安全。
（5）站场阀室区水土流失危害。站场建设破坏地貌植被，减弱表层土体抗侵蚀能力，增强了地表径流量和冲刷强度，给站场防洪、排水添加了压力。另外工程建设产生的水土流失会对站场周边的农田产生一定淤积，影响农业生产条件。
3 水土流失防治责任范围及防治目标
3.1 水土流失防治责任范围
长输管道工程水土流失的防治责任范围主要由项目建设区和直接影响区组成。根据“谁开发、谁保护，谁造成水土流失、谁负责治理”的原则，按照《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433—2008）的有关规定，结合工程建设和可能产生水土流失范围确定，工程建设所涉及的永久和临时占地的范围为项目建设区，工程建设过程中对项目建设区周边可能造成水土流失危害的区域为直接影响区。项目建设造成水土流失主要集中在建设区，这是施工单位关注的重点。
（1）项目建设区。根据项目工程占地情况，项目建设区包括管道作业带，河流、长城、公路、铁路穿越，站场阀室，施工道路等。
（2）直接影响区。本工程直接影响区主要包括管道作业带直接影响区、穿越工程直接影响区、站场阀室直接影响区以及拆迁直接影响区等。
3.2 水土流失防治目标
按照《开发建设项目水土流失防治标准》（GB50434—2008）要求，全面考虑项目区所处国家级、省级水土流失重点预防保护区、重点治理区、重点监督区的情况，以及开发建设项目所处地理位置、水系、水资源和水功能、防洪功能等，加权计算工程水土流失整体防治目标为： （1）通过实施水土保持工程措施、植物措施，将工程水土流失及其危害减少到最低限度，扰动土地整治率达到94%。
（2）水土保持措施实施后，全面防止弃土乱堆、乱放、滥流，拦渣率达到94%，工程防治责任范围内的的水土流失治理度达到92%，土壤流失控制比达到1.0，林草覆盖率达到10%，林草植被恢复率达到96%。
4 水土流失防治措施
4.1 水土流失防治措施体系
根据水土流失预测结果。结合项目区水土流失防治分区及主体工程已有水土保持功能工程的分析评价，确定工程水土流失防治措施体系由预防保护措施和综合治理措施两大部分组成。其中，综合治理措施包括工程措施、植物措施和临时措施。
4.1.1 工程措施
（1）护岸工程。护岸工程主要布设在河流穿越区，采用浆砌石式护岸。护岸结构、材料选择及与原岸的结合方式相关设计有明确的要求，施工应严格按照设计施工。护岸的施工方案应在施工前，与当地水利和河道管理部门结合，征求其意见并在施工方案中落实，以便于工程验收。
（2）排水沟。排水沟一般布设在挡土墙、护坡脚趾、坡面排水、沉砂池进、出口水道等。修建时充分考虑就地取材，采用M705浆砌块石结构，排水沟采用梯形断面。坡面上的排水沟比降较大，比降由设计边坡或地形坡度而定，并在坡脚设置小型效能跌水坎，作为防冲措施。排水沟断面结构按照设计参数施工。
（3）沉砂池。为防止定向钻工程施工过程中造成水土流失，妥善处理废弃泥浆，应设置沉砂池。沉砂池为矩形断面，出口大于入口，施工时按照设计要求进行。
（4）坡耕地改造。坡耕地改造一般在丘陵山地及地形起伏较大的坡地上，沿管线成台阶状或平行于等高线设置。施工时要因地制宜，山、水、田、林、路统一规划，坡面水系、田间道路和梯田综合配套优化布局。改造的范围是5-25°之间的坡耕地和施工扰动后的梯田。具体的改造施工按照设计要求进行。
（5）土地整治措施。工程施工场地的土地整治以恢复耕地为主，部分种植林草。整治方式的确定要充分考虑当地自然条件，保证整治措施具有针对性和适应性。土地整治应以最大限度地恢复土地生产力为原则，搞好覆土、压实、田块平整等。
（6）表土剥离。管沟开挖施工时，将表土堆放在管沟一侧，生土堆放在管沟另一侧；各类穿越工程和站场建设等临时挖方堆土应集中堆放在指定的场地，临时堆土与剥离的表土应分开，并进行临时挡护。堆土表层应采用密目网覆盖，坡脚可将剥离的表土装入草袋做临时防护，有汇水区域的地段应设置排水沟防护。
4.1.2 植物措施
植物措施主要包括管沟面种草、作业带种草、渣面种草、草坪、植物护坡、种树等六种措施。在植物种类选择中要注意如下事项：
（1）选择耐旱、耐寒、耐瘠薄、繁殖容易、根系发达、保水固土能力强的树（草）种。
（2）选择抗污染性能强，尤其是抗有害气体和有较强滞尘能力的树（草）种。
（3）选择容易种植、繁殖和管理、抗病虫能力强的树（草）种。
（4）树、草种应具有良好的景观效果，与周围的植被和景观协调。
（5）草坪植物选择适应性强、耐寒、耐践踏、易繁殖、株矮叶绿、生长一致的草种。
（6）按照《石油天然气管道保护条例》的要求，管道中心线两侧5米范围内禁止种植深根系植物，选择植物的主根不得超过2米。
4.1.3 临时措施
临时措施是指在工程施工期间对工程水土流失和开挖的土石方所采取的水土流失防治措施，一般与主体工程同时施工。
（1）管道作业带
管道开挖敷设应合理选择施工时序。在风蚀地区，作业时间应尽量避开大风集中季节（3-5月），在水蚀地区，应尽可能避开暴雨季节施工。在施工过程中应采取临时拦挡、排水、临时覆盖等防护措施，以防止施工过程中的水土流失。
A、临时拦挡。临时拦挡采用草袋堡坎围挡，草袋土利用作业带临时挖土或表层剥离土。施工完毕后，集中处理，或回填管沟（临时挖土），或平铺作业带表层（表层剥离土）。
B、临时排水。临时排水沟主要布设在作业带两侧，采用底宽0.3m，深0.3m，边坡1：1的梯形断面土质边沟，沟内用土工薄膜垫护。施工结束后，结合原有农田排水沟，进行部分排水沟的恢复并完善坡面排水设施。
C、临时覆盖。对剥离的表层熟土和开挖的临时堆土，采用密目网覆盖；汛期施工应用防雨布覆盖。
（2）河流、沟渠穿越区
采用定向钻方式穿越大型河流时，应设置排水措施和沉砂池，废弃泥浆淤埋前要进行处理，防止影响环境。河流两侧作业区挖土要采用临时拦挡、临时排水和临时覆盖措施，施工完成后及时恢复原地貌。围堰大开挖穿越河流要做好围堰土的填筑与拆除。
（3）公路、铁路穿越区和施工道路区
施工前应先将排水设施和拦挡措施布设好，以防止施工过程中水土流失。作业区挖土集中堆放，并采取临时拦挡、排水和临时覆盖措施。施工完成后及时恢复原地貌。
4）站场阀室区
施工前应对施工场地周边布设排水设施和拦挡措施，防止在施工过程中的水土流失对周边产生危害。土建工程和设备基础开挖土要集中堆放，并采取临时覆盖、拦挡措施，施工结束后及时进行土地整治。
作者简介
张继光（1960-），男（ 汉族），辽宁盘锦人，工程师，中油辽河工程有限公司总承包项目部副总工程师，从事地面建设施工工程管理工作。
【关键词】工程 水土流失 影响和危害 控制与治理
1 工程概况
1.1 项目设计规模
管道工程由1条干线，1条支干线，3条输入支线，13条分输支线构成，其中干线近1300km、支干线近1200km。沿线经过辽宁省、河北省、北京市、天津市、河南省、山东省等23个市、84个县。
1.2 项目区自然状况
管道工程由东北向西南敷设，跨越辽西低山丘陵台地区、燕山山前台地区和华北平原区等三大地貌类型区。管道沿线跨越我国辽河、海河、黄河及淮河三大流域，沿途穿越辽西与河北诸河水系、滦河水系、海河水系和黄河水系等。项目区水土流失主要为水蚀，局部地区伴有风蚀和重力侵蚀。水土流失面积近6万亩，占总面积95%以上，属轻度流失区。
2 工程建设对水土流失的影响因素与危害
2.1 工程建设对水土流失的影响因素
管道工程建设将扰动作业区域地表、破坏植被、增加地表裸露面积、加剧区域水土流失、破坏生态环境。根据项目经过区域的自然条件和社会经济情况，结合主体工程的总体布局、建设内容，施工工艺和工序等方面进行综合分析，管道建设水土流失呈现如下特点：
（1）项目区涉及地貌类型多样，即有辽西低山丘陵地区又有燕山山前台地区和华北平原地区。部分区域地表起伏大、土层贫瘠、降水集中，水土流失潜在危险性较大。在上述地区进行强度人为扰动，必将发生水土流失。
（2）工程组成复杂，水土流失影响因子、流失形式多样，且流失强度分布不均；施工形式多样，由沟埋敷设、定向钻穿越、大开挖穿越、顶管穿越；施工作业面分布较广、占地类型多样、地表扰动方式和强度各异，造成工程区内水土流失形式多样、分布不均。
（3）水土流失主要集中建设期，以施工期为最大，自然恢复后，水土流失也随之减小，趋于稳定。
从上述管道建设产生水土流水的特点可以看出，产生水土流的因素很多，地貌类型、地表组成物质与结构以及降雨的强度是造成水土流失强弱的主导因素，而每一项施工工艺的实施都将导致水土流失的发生，对主体工程和周边地区生态环境产生危害。
2.2 项目建设可能造成的水土流失危害
管道工程建设在施工准备期与施工期、自然恢复期两个时期造成水土流失，而且主要集中在施工准备期与施工期，其可能产生的水土流失占总流失的65%。在工程建设工程中，管道作业带区、河流穿越区、施工道路区是水土流失发生的重点地段。
（1）管道作业带区水土流失危害。从项目总占地和临时占地的数据分析，线路工程为临时占地，管道施工作业带区占总建设区95%以上，占水土流失总量的90%～95%。管道施工破坏原地貌植被，增强了地表可蚀性，对管道稳定和安全带来极大的隐患。尤其是管道回填后形成沉陷，极有可能导致径流淘蚀，使管道裸露影响管道安全。管道经过大量农田，如不采取相应的水土保持措施，将影响土壤肥力，降低土地生产力，给农业生产造成一定影响，管道经过辽西低山丘陵台地区、燕山山前台地区，必然会破坏部分林草地，使其原有的水土保持功能丧失。
（2）跌路、公路穿越区水土流失危害。管道穿越铁路和公路将产生一定土石方量，如不采取行之有效的保护措施，合理堆放土石方，将会发生严重水土流失，对管道安全和下游农田、村庄带来威胁。开挖方式穿越县、乡级公路，如不及时恢复路边排水和采取植被措施，将一定程度上影响交通安全。
（3）河流穿越区水土流失危害。河流穿越施工过程中，将会有一定量堆土，若不能进行及时、合理防护，临时堆土流失将增加河床泥沙淤积和影响行洪。
（4）施工便道区水土流失危害，施工便道施工剧烈扰动地表，对原地貌形态和植被破坏较大，水土流失严重，对道路两侧植被、农田带来很大的干扰；同时，道路施工土石方开挖、回填形成大面积的裸露边坡，削弱了自然边坡的稳定性，会进一步诱发重力侵蚀，影响道路建设及后期运营安全。
（5）站场阀室区水土流失危害。站场建设破坏地貌植被，减弱表层土体抗侵蚀能力，增强了地表径流量和冲刷强度，给站场防洪、排水添加了压力。另外工程建设产生的水土流失会对站场周边的农田产生一定淤积，影响农业生产条件。
3 水土流失防治责任范围及防治目标
3.1 水土流失防治责任范围
长输管道工程水土流失的防治责任范围主要由项目建设区和直接影响区组成。根据“谁开发、谁保护，谁造成水土流失、谁负责治理”的原则，按照《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433—2008）的有关规定，结合工程建设和可能产生水土流失范围确定，工程建设所涉及的永久和临时占地的范围为项目建设区，工程建设过程中对项目建设区周边可能造成水土流失危害的区域为直接影响区。项目建设造成水土流失主要集中在建设区，这是施工单位关注的重点。
（1）项目建设区。根据项目工程占地情况，项目建设区包括管道作业带，河流、长城、公路、铁路穿越，站场阀室，施工道路等。
（2）直接影响区。本工程直接影响区主要包括管道作业带直接影响区、穿越工程直接影响区、站场阀室直接影响区以及拆迁直接影响区等。
3.2 水土流失防治目标
按照《开发建设项目水土流失防治标准》（GB50434—2008）要求，全面考虑项目区所处国家级、省级水土流失重点预防保护区、重点治理区、重点监督区的情况，以及开发建设项目所处地理位置、水系、水资源和水功能、防洪功能等，加权计算工程水土流失整体防治目标为： （1）通过实施水土保持工程措施、植物措施，将工程水土流失及其危害减少到最低限度，扰动土地整治率达到94%。
（2）水土保持措施实施后，全面防止弃土乱堆、乱放、滥流，拦渣率达到94%，工程防治责任范围内的的水土流失治理度达到92%，土壤流失控制比达到1.0，林草覆盖率达到10%，林草植被恢复率达到96%。
4 水土流失防治措施
4.1 水土流失防治措施体系
根据水土流失预测结果。结合项目区水土流失防治分区及主体工程已有水土保持功能工程的分析评价，确定工程水土流失防治措施体系由预防保护措施和综合治理措施两大部分组成。其中，综合治理措施包括工程措施、植物措施和临时措施。
4.1.1 工程措施
（1）护岸工程。护岸工程主要布设在河流穿越区，采用浆砌石式护岸。护岸结构、材料选择及与原岸的结合方式相关设计有明确的要求，施工应严格按照设计施工。护岸的施工方案应在施工前，与当地水利和河道管理部门结合，征求其意见并在施工方案中落实，以便于工程验收。
（2）排水沟。排水沟一般布设在挡土墙、护坡脚趾、坡面排水、沉砂池进、出口水道等。修建时充分考虑就地取材，采用M705浆砌块石结构，排水沟采用梯形断面。坡面上的排水沟比降较大，比降由设计边坡或地形坡度而定，并在坡脚设置小型效能跌水坎，作为防冲措施。排水沟断面结构按照设计参数施工。
（3）沉砂池。为防止定向钻工程施工过程中造成水土流失，妥善处理废弃泥浆，应设置沉砂池。沉砂池为矩形断面，出口大于入口，施工时按照设计要求进行。
（4）坡耕地改造。坡耕地改造一般在丘陵山地及地形起伏较大的坡地上，沿管线成台阶状或平行于等高线设置。施工时要因地制宜，山、水、田、林、路统一规划，坡面水系、田间道路和梯田综合配套优化布局。改造的范围是5-25°之间的坡耕地和施工扰动后的梯田。具体的改造施工按照设计要求进行。
（5）土地整治措施。工程施工场地的土地整治以恢复耕地为主，部分种植林草。整治方式的确定要充分考虑当地自然条件，保证整治措施具有针对性和适应性。土地整治应以最大限度地恢复土地生产力为原则，搞好覆土、压实、田块平整等。
（6）表土剥离。管沟开挖施工时，将表土堆放在管沟一侧，生土堆放在管沟另一侧；各类穿越工程和站场建设等临时挖方堆土应集中堆放在指定的场地，临时堆土与剥离的表土应分开，并进行临时挡护。堆土表层应采用密目网覆盖，坡脚可将剥离的表土装入草袋做临时防护，有汇水区域的地段应设置排水沟防护。
4.1.2 植物措施
植物措施主要包括管沟面种草、作业带种草、渣面种草、草坪、植物护坡、种树等六种措施。在植物种类选择中要注意如下事项：
（1）选择耐旱、耐寒、耐瘠薄、繁殖容易、根系发达、保水固土能力强的树（草）种。
（2）选择抗污染性能强，尤其是抗有害气体和有较强滞尘能力的树（草）种。
（3）选择容易种植、繁殖和管理、抗病虫能力强的树（草）种。
（4）树、草种应具有良好的景观效果，与周围的植被和景观协调。
（5）草坪植物选择适应性强、耐寒、耐践踏、易繁殖、株矮叶绿、生长一致的草种。
（6）按照《石油天然气管道保护条例》的要求，管道中心线两侧5米范围内禁止种植深根系植物，选择植物的主根不得超过2米。
4.1.3 临时措施
临时措施是指在工程施工期间对工程水土流失和开挖的土石方所采取的水土流失防治措施，一般与主体工程同时施工。
（1）管道作业带
管道开挖敷设应合理选择施工时序。在风蚀地区，作业时间应尽量避开大风集中季节（3-5月），在水蚀地区，应尽可能避开暴雨季节施工。在施工过程中应采取临时拦挡、排水、临时覆盖等防护措施，以防止施工过程中的水土流失。
A、临时拦挡。临时拦挡采用草袋堡坎围挡，草袋土利用作业带临时挖土或表层剥离土。施工完毕后，集中处理，或回填管沟（临时挖土），或平铺作业带表层（表层剥离土）。
B、临时排水。临时排水沟主要布设在作业带两侧，采用底宽0.3m，深0.3m，边坡1：1的梯形断面土质边沟，沟内用土工薄膜垫护。施工结束后，结合原有农田排水沟，进行部分排水沟的恢复并完善坡面排水设施。
C、临时覆盖。对剥离的表层熟土和开挖的临时堆土，采用密目网覆盖；汛期施工应用防雨布覆盖。
（2）河流、沟渠穿越区
采用定向钻方式穿越大型河流时，应设置排水措施和沉砂池，废弃泥浆淤埋前要进行处理，防止影响环境。河流两侧作业区挖土要采用临时拦挡、临时排水和临时覆盖措施，施工完成后及时恢复原地貌。围堰大开挖穿越河流要做好围堰土的填筑与拆除。
（3）公路、铁路穿越区和施工道路区
施工前应先将排水设施和拦挡措施布设好，以防止施工过程中水土流失。作业区挖土集中堆放，并采取临时拦挡、排水和临时覆盖措施。施工完成后及时恢复原地貌。
4）站场阀室区
施工前应对施工场地周边布设排水设施和拦挡措施，防止在施工过程中的水土流失对周边产生危害。土建工程和设备基础开挖土要集中堆放，并采取临时覆盖、拦挡措施，施工结束后及时进行土地整治。
作者简介
张继光（1960-），男（ 汉族），辽宁盘锦人，工程师，中油辽河工程有限公司总承包项目部副总工程师，从事地面建设施工工程管理工作。