(2)管道穿越工程 本工程的穿越工程有河流、隧道以及公路、鐵路穿越。按照可行性研究報告,對于特大型河流黃河穿越將采用隧道方式,其他大中型河流穿越將采用定向鉆或開挖方式,公路、鐵路穿越均采用套管方式施工。
①河流穿越 各種穿(跨)越施工活動對河流和環(huán)境的主要影響因素分析見表2。
a.大開挖溝埋方式穿越 大開挖方式穿越河流,適合于河水較淺、水流量較小、河漫灘較寬闊的河流,施工作業(yè)一般選在枯水期進行。在河流一側(cè)開挖導流渠,然后開挖河床管溝,采用管段上加混凝土壓塊進行穩(wěn)管處理,管道埋深在河底穩(wěn)定層中,管頂埋深約在沖刷層以下1m。管道沿線經(jīng)過的大部分河流適合于開挖方式穿越。
b.定向鉆穿越 定向鉆施工系統(tǒng)主要包括鉆機、動力源、泥漿系統(tǒng)、鉆具、控向測量儀器及重型吊車、推土機等輔助設(shè)備。其穿越施工場地要求較大;施工機具龐大,大型鉆機全套設(shè)備總重量達115t;對運輸車輛和道路也有一定的要求。
定向鉆穿越可常年施工,不受季節(jié)限制;工期短,質(zhì)量好,可保證不會受洪水沖刷,不影響河流通航和防洪,可保證埋深,安全性較高;且施工人員少,對周圍的環(huán)境影響較小,對水生生物和河流水質(zhì)均不會造成影響。一般定向鉆施工的出、入土場地距河流均有一定距離。
施工所用泥漿的主要成分是膨潤土和少量(一般為5%左右)的添加劑(羧甲基纖維素鈉CMC),其成分無毒無害。鉆屑和廢棄泥漿一旦進入水體會使河水中懸浮物顯著升高,對周圍環(huán)境和水體水質(zhì)影響不大。
c.黃河隧道穿越 隧道穿越技術(shù)比較成熟,西氣東輸工程采用隧道方式已成功地穿越了延水關(guān)黃河。隧道穿越的主要優(yōu)點是便于管理和維修檢查,并可同時進行多條管道穿越;缺點是工期長,會產(chǎn)生大量的棄土石方。
黃河隧道施工臨時占地主要為隧道進出口兩端洞前的回車場,渣場占地為永久占地。隧道洞口明洞采用平底直墻半圓拱,毛斷面15m’,總長約950m。黃河隧道棄渣量及占地情況詳見表3。
d.地表水源、地下水源保護區(qū)穿越 管道沿線將穿越榆林市集中生活用水水源保護區(qū)紅石峽水庫的二級保護區(qū)、山西省汾河流域水污染一級防治區(qū)(汾河);穿越河北省崗南、黃壁莊水庫地表水源二級保護區(qū)(冶河);穿越石家莊地下水源一級保護區(qū)(滹沱河)及其地下水源二級保護區(qū)地段;穿越廊坊市城區(qū)地下水源二級保護區(qū)和準保護區(qū)等。
以上這些河流和水源地的穿越均采用大開挖或定向鉆方式,穿越施工期間,除表2所列的環(huán)境影響因素以外,機械設(shè)備油污、施工中丟棄的固體廢物、施工機具車輛的洗污水、冷卻水、管道試壓產(chǎn)生的廢水、施工隊伍的生活污水、生活垃圾等都將對水源保護區(qū)的周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的不利影響。
②太行山大梁隧道穿越 本管道工程將在太行山區(qū)開挖隧道1座,長1.787km,隧道斷面為半圓拱的結(jié)構(gòu)形式,開挖斷面積為13.28m’。根據(jù)工程設(shè)計方案,對開挖隧道產(chǎn)生的渣石方一部分用于隧道進、出口兩端道路的路堤填方;大部分集中堆放在棄渣場。隧道開挖的主要環(huán)境問題有以下幾個方面:
a.施工占地 隧道進出口兩端的回車場臨時占地約8000m’;施工產(chǎn)生的棄土石方永久占地為11 024m’,兩洞口棄渣量及占地情況見表4。
b.隧道排水 根據(jù)隧道工程地質(zhì)初步勘察報告,隧道位于區(qū)域地下水位之上,隧道出現(xiàn)大規(guī)模涌水的可能性不大。但由于大氣降水下滲,隧道開挖將可能出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象,該水量較小,對周圍的環(huán)境影響不大;但是南吊魚欄溝源頭與城西溝源頭交會段,由于存在地下溶洞和古暗河,溶洞內(nèi)可能有積水;有可能發(fā)生突水、涌泥現(xiàn)象,當缺少攔擋措施時,水和涌泥順山坡而下,將造成水土流失和滑坡觀象。
c.經(jīng)同類工程管道開挖隧道的現(xiàn)場調(diào)查,各隧道施工現(xiàn)場還存在有土石方堆放地點不合理、堆放場未做攔擋和導水溝,遇暴雨土石順坡而下,造成大量的水土流失;另外,爆破施工過程中若大量使用硝銨炸藥(TNT含量為10%~20%)或爆炸反應不完全,將可能產(chǎn)生TNT殘余。在隧道巖洞內(nèi)有巖石裂隙水的情況下,殘余的TNT有可能隨裂隙水流出,進而污染下游的水源或地下水。因此,大梁隧道的爆破過程中應引起重視,避免發(fā)生類似污染事故。
③大型沖溝穿越 管道在黃土地區(qū)穿越大型黃土沖溝8次,黃土沖溝不同于一般河流,黃土具有濕陷性,很容易被侵蝕。穿越大型沖溝不僅土方量大,而且水土保持和治理的工程量非常大。經(jīng)對其棄渣量的預測,約產(chǎn)生54.39X104m’。對于該部分棄渣的處置,水保方案設(shè)計堆放在沿線的天然支溝床內(nèi),并建設(shè)擋土壩進行攔擋,施工完畢后可作為一小型淤地壩。
④公路、鐵路穿越 本工程穿越高速公路4次,干線公路30余次。管線穿越高速公路、二級以上公路及交通較繁忙的三、四級公路,采用頂混凝土套管方式通過;對其他三、四級公路采用開挖管溝再下混凝土套管方式穿越。開挖穿越將短時間阻斷交通,還將產(chǎn)生部分棄土。
管線穿越鐵路方案要報鐵路主管部門或產(chǎn)權(quán)單位批準同意,或根據(jù)鐵路主管部門或產(chǎn)權(quán)單位的要求進行。
(3)站場建設(shè) 本工程站場建設(shè)將永久占地11.94hm2,改變了土地使用功能,主要對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定的影響。站場內(nèi)工藝管線等施工將產(chǎn)生一定量剩余土方,一般可用于場地平整,對周圍環(huán)境影響較小。
①河流穿越 各種穿(跨)越施工活動對河流和環(huán)境的主要影響因素分析見表2。
a.大開挖溝埋方式穿越 大開挖方式穿越河流,適合于河水較淺、水流量較小、河漫灘較寬闊的河流,施工作業(yè)一般選在枯水期進行。在河流一側(cè)開挖導流渠,然后開挖河床管溝,采用管段上加混凝土壓塊進行穩(wěn)管處理,管道埋深在河底穩(wěn)定層中,管頂埋深約在沖刷層以下1m。管道沿線經(jīng)過的大部分河流適合于開挖方式穿越。
b.定向鉆穿越 定向鉆施工系統(tǒng)主要包括鉆機、動力源、泥漿系統(tǒng)、鉆具、控向測量儀器及重型吊車、推土機等輔助設(shè)備。其穿越施工場地要求較大;施工機具龐大,大型鉆機全套設(shè)備總重量達115t;對運輸車輛和道路也有一定的要求。
定向鉆穿越可常年施工,不受季節(jié)限制;工期短,質(zhì)量好,可保證不會受洪水沖刷,不影響河流通航和防洪,可保證埋深,安全性較高;且施工人員少,對周圍的環(huán)境影響較小,對水生生物和河流水質(zhì)均不會造成影響。一般定向鉆施工的出、入土場地距河流均有一定距離。
施工所用泥漿的主要成分是膨潤土和少量(一般為5%左右)的添加劑(羧甲基纖維素鈉CMC),其成分無毒無害。鉆屑和廢棄泥漿一旦進入水體會使河水中懸浮物顯著升高,對周圍環(huán)境和水體水質(zhì)影響不大。
c.黃河隧道穿越 隧道穿越技術(shù)比較成熟,西氣東輸工程采用隧道方式已成功地穿越了延水關(guān)黃河。隧道穿越的主要優(yōu)點是便于管理和維修檢查,并可同時進行多條管道穿越;缺點是工期長,會產(chǎn)生大量的棄土石方。
黃河隧道施工臨時占地主要為隧道進出口兩端洞前的回車場,渣場占地為永久占地。隧道洞口明洞采用平底直墻半圓拱,毛斷面15m’,總長約950m。黃河隧道棄渣量及占地情況詳見表3。
d.地表水源、地下水源保護區(qū)穿越 管道沿線將穿越榆林市集中生活用水水源保護區(qū)紅石峽水庫的二級保護區(qū)、山西省汾河流域水污染一級防治區(qū)(汾河);穿越河北省崗南、黃壁莊水庫地表水源二級保護區(qū)(冶河);穿越石家莊地下水源一級保護區(qū)(滹沱河)及其地下水源二級保護區(qū)地段;穿越廊坊市城區(qū)地下水源二級保護區(qū)和準保護區(qū)等。
以上這些河流和水源地的穿越均采用大開挖或定向鉆方式,穿越施工期間,除表2所列的環(huán)境影響因素以外,機械設(shè)備油污、施工中丟棄的固體廢物、施工機具車輛的洗污水、冷卻水、管道試壓產(chǎn)生的廢水、施工隊伍的生活污水、生活垃圾等都將對水源保護區(qū)的周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的不利影響。
②太行山大梁隧道穿越 本管道工程將在太行山區(qū)開挖隧道1座,長1.787km,隧道斷面為半圓拱的結(jié)構(gòu)形式,開挖斷面積為13.28m’。根據(jù)工程設(shè)計方案,對開挖隧道產(chǎn)生的渣石方一部分用于隧道進、出口兩端道路的路堤填方;大部分集中堆放在棄渣場。隧道開挖的主要環(huán)境問題有以下幾個方面:
a.施工占地 隧道進出口兩端的回車場臨時占地約8000m’;施工產(chǎn)生的棄土石方永久占地為11 024m’,兩洞口棄渣量及占地情況見表4。
b.隧道排水 根據(jù)隧道工程地質(zhì)初步勘察報告,隧道位于區(qū)域地下水位之上,隧道出現(xiàn)大規(guī)模涌水的可能性不大。但由于大氣降水下滲,隧道開挖將可能出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象,該水量較小,對周圍的環(huán)境影響不大;但是南吊魚欄溝源頭與城西溝源頭交會段,由于存在地下溶洞和古暗河,溶洞內(nèi)可能有積水;有可能發(fā)生突水、涌泥現(xiàn)象,當缺少攔擋措施時,水和涌泥順山坡而下,將造成水土流失和滑坡觀象。
c.經(jīng)同類工程管道開挖隧道的現(xiàn)場調(diào)查,各隧道施工現(xiàn)場還存在有土石方堆放地點不合理、堆放場未做攔擋和導水溝,遇暴雨土石順坡而下,造成大量的水土流失;另外,爆破施工過程中若大量使用硝銨炸藥(TNT含量為10%~20%)或爆炸反應不完全,將可能產(chǎn)生TNT殘余。在隧道巖洞內(nèi)有巖石裂隙水的情況下,殘余的TNT有可能隨裂隙水流出,進而污染下游的水源或地下水。因此,大梁隧道的爆破過程中應引起重視,避免發(fā)生類似污染事故。
③大型沖溝穿越 管道在黃土地區(qū)穿越大型黃土沖溝8次,黃土沖溝不同于一般河流,黃土具有濕陷性,很容易被侵蝕。穿越大型沖溝不僅土方量大,而且水土保持和治理的工程量非常大。經(jīng)對其棄渣量的預測,約產(chǎn)生54.39X104m’。對于該部分棄渣的處置,水保方案設(shè)計堆放在沿線的天然支溝床內(nèi),并建設(shè)擋土壩進行攔擋,施工完畢后可作為一小型淤地壩。
④公路、鐵路穿越 本工程穿越高速公路4次,干線公路30余次。管線穿越高速公路、二級以上公路及交通較繁忙的三、四級公路,采用頂混凝土套管方式通過;對其他三、四級公路采用開挖管溝再下混凝土套管方式穿越。開挖穿越將短時間阻斷交通,還將產(chǎn)生部分棄土。
管線穿越鐵路方案要報鐵路主管部門或產(chǎn)權(quán)單位批準同意,或根據(jù)鐵路主管部門或產(chǎn)權(quán)單位的要求進行。
(3)站場建設(shè) 本工程站場建設(shè)將永久占地11.94hm2,改變了土地使用功能,主要對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定的影響。站場內(nèi)工藝管線等施工將產(chǎn)生一定量剩余土方,一般可用于場地平整,對周圍環(huán)境影響較小。