案例五：陜京二線輸氣管道工程（P501）
一、項目工程概況
1.項目背景
該工程是繼西氣東輸之后，又一條連接我國東西部、將西部資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢的輸氣管道工程。該管道天然氣供氣目標(biāo)定位于京、津、冀、魯、晉5省市，其中，北京市是重點。該管道的建設(shè)具有改善首都環(huán)境質(zhì)量、為北京2008年奧運會做出貢獻(xiàn)、促進(jìn)環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要意義。
2.工程項目的組成和建設(shè)規(guī)模
該工程管道全長約860km。設(shè)計輸量為120×108m3/a，管徑Ф1016mm，設(shè)計壓力為10MPa。該工程建設(shè)的項目組成詳見表1。
3.工程地理位置和特征
該工程線路起始于陜西省榆林市以西的榆林首站，止于北京市大興區(qū)采育鎮(zhèn)的北京末站，途經(jīng)陜西、山西、河北和北京三省一市，沿途跨越了39個市縣。線路走向詳見圖1。
二、工程分析
管道工程建設(shè)對環(huán)境的影響分為施工期和運行期兩種情況。施工期對環(huán)境的影響主要表現(xiàn)為各種施工活動對生態(tài)環(huán)境的影響，運行期的影響主要是管道沿線各站場排污、壓氣站壓縮機組噪聲對周圍環(huán)境的影響。
(一)施工期環(huán)境影響因素分析
1.施工過程分析
管道施工一般可分為線路施工和站場施工。其過程概述如下：
(1)在線路施工時，首先要清理施工現(xiàn)場，并修建必要的施工道路(以便施工人員、施工車輛、管材等進(jìn)入施工場地)。在完成管溝開挖、鐵路、公路、河流、隧道穿越等基礎(chǔ)工作以后，將現(xiàn)場管道進(jìn)行焊接、補口、補傷、接口防腐等，然后下到管溝內(nèi)。
(2)建設(shè)工藝站場時，首先要清理場地，然后安裝工藝裝置，并建設(shè)相應(yīng)的輔助設(shè)施。
(3)以上建設(shè)完成以后，對管道進(jìn)行試壓、清掃，然后覆土回填，清理作業(yè)現(xiàn)場，恢復(fù)地貌、恢復(fù)地表植被；對站場進(jìn)行綠化。管道建設(shè)的施工過程見圖2。
2.環(huán)境影響因素分析
施工期對環(huán)境的影響主要來自施工帶清理、開挖管溝、施工便道建設(shè)等施工活動中施工機械、車輛、人員踐踏等對土壤的擾動和植被的破壞，工程占地對土地利用類型以及對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響；河流等穿跨越對地表水體的水質(zhì)、功能影響；隧道穿越等產(chǎn)生的棄渣引起的水土流失影響等。
(1)施工作業(yè)帶清理、施工便道建設(shè)和管溝開挖
管道施工的作業(yè)帶清理、伴行路建設(shè)和管溝開挖總是同時進(jìn)行，棄渣、土可以相互利用，其對環(huán)境的影響也大致相同。但由于管道建設(shè)是線型工程，沿線所經(jīng)地貌和生態(tài)環(huán)境有很大區(qū)別，管線在石家莊分輸站以西主要地貌為毛烏素沙漠、黃土溝壑、山區(qū)和河谷川臺地地貌，以東為華北平原地貌。因此，在不同的地貌區(qū)段施工活動產(chǎn)生的影響將不盡相同。
①毛烏素沙漠地段，本段為風(fēng)沙草灘地貌。地形波狀起伏，地層巖性為風(fēng)積沙，下伏黃土和黃土狀土，風(fēng)蝕作用較為強烈。近年來，人類種植固沙植被對其進(jìn)行治理，沿線大部分地段植被較好，灘地地段局部有密灌，風(fēng)沙活動也得到一定控制，但生態(tài)環(huán)境仍較脆弱。管道施工活動將破壞地表保護層，對已固定的沙丘產(chǎn)生擾動，在風(fēng)蝕的作用下，有可能激活沙丘。因此，施工會降低風(fēng)沙區(qū)地表穩(wěn)定性，加快土壤侵蝕過程，使已固定的沙丘變?yōu)榘牍潭ㄉ城鸹虍a(chǎn)生新的流動沙丘。
②在黃土溝壑區(qū)，以水蝕型為重要特征，特點是干溝萬壑、丘陵起伏、墚峁逶迤、沖溝發(fā)育。區(qū)內(nèi)分布有大面積的馬蘭黃土，是一種灰黃色或棕黃色的特殊土狀堆積物，質(zhì)地均一，以粉沙為主，但其結(jié)構(gòu)疏松，遇水侵蝕后極易流失，同時發(fā)生潛蝕、沖溝等現(xiàn)象。在該段開挖管溝易改變地貌形態(tài)，加劇水土流失，同時也將加重黃土的濕陷和潛蝕現(xiàn)象，使之失去原有的生態(tài)功能。
③呂梁山、太行山區(qū)段，管道在山區(qū)內(nèi)敷設(shè)基本是先沿半山腰劈山修建施工道路或拓寬原有山路，再沿施工道路靠山邊挖溝；巖石段要先劈山炸石鋪路，然后再炸出管溝，其施工過程將對山區(qū)植被造成較大的破壞，另外，山區(qū)巖石段還將產(chǎn)生大量的棄石渣。若處置不當(dāng)，更加劇對山區(qū)植被的破壞，有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失；管道沿線經(jīng)過兩個自然保護區(qū)、部分水保工程區(qū)、退耕還林區(qū)，管道中心線兩側(cè)5m范圍內(nèi)將不能種植根深植物。
④華北平原區(qū)段。該區(qū)段施工作業(yè)帶寬度約為20m。在施工中，施工作業(yè)帶范圍內(nèi)的土壤和植被都可能受到擾動和破壞，尤其是在開挖管溝2~3m內(nèi)，植被破壞嚴(yán)重，開挖管溝造成的土體擾動將使土壤的結(jié)構(gòu)、組成及理化特性等發(fā)生變化，進(jìn)而影響植被的恢復(fù)。該區(qū)段施工活動主要表現(xiàn)為對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，一般將直接造成一季農(nóng)作物的損失或減產(chǎn)，至于因施工造成土壤肥力下降帶來的影響將會持續(xù)一段時間。
⑤管道施工的棄土也將對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，棄土主要來自于兩部分， 一是敷設(shè)管道本身置換的土方；二是開挖造成土壤松散，回填后剩余的土方。平原地段基本能做到挖填平衡。棄渣處置不當(dāng)，將對山區(qū)植被造成破壞或造成水土流失。
(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(jìn)行。
b.定向鉆穿越 施工機具龐大，大型鉆機全套設(shè)備總重量達(dá)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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
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（P505）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13.28m2。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(jìn)、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(jìn)出口兩端的回車場臨時占地約8000m2；施工產(chǎn)生的棄土石方永久占地為11 024m2，兩洞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(dāng)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(dǎo)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(yīng)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(jìn)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(yīng)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。
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(zhǔn)同意，或根據(jù)鐵路主管部門或產(chǎn)權(quán)單位的要求進(jìn)行。
一、項目工程概況
1.項目背景
該工程是繼西氣東輸之后，又一條連接我國東西部、將西部資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢的輸氣管道工程。該管道天然氣供氣目標(biāo)定位于京、津、冀、魯、晉5省市，其中，北京市是重點。該管道的建設(shè)具有改善首都環(huán)境質(zhì)量、為北京2008年奧運會做出貢獻(xiàn)、促進(jìn)環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要意義。
2.工程項目的組成和建設(shè)規(guī)模
該工程管道全長約860km。設(shè)計輸量為120×108m3/a，管徑Ф1016mm，設(shè)計壓力為10MPa。該工程建設(shè)的項目組成詳見表1。
3.工程地理位置和特征
該工程線路起始于陜西省榆林市以西的榆林首站，止于北京市大興區(qū)采育鎮(zhèn)的北京末站，途經(jīng)陜西、山西、河北和北京三省一市，沿途跨越了39個市縣。線路走向詳見圖1。
二、工程分析
管道工程建設(shè)對環(huán)境的影響分為施工期和運行期兩種情況。施工期對環(huán)境的影響主要表現(xiàn)為各種施工活動對生態(tài)環(huán)境的影響，運行期的影響主要是管道沿線各站場排污、壓氣站壓縮機組噪聲對周圍環(huán)境的影響。
(一)施工期環(huán)境影響因素分析
1.施工過程分析
管道施工一般可分為線路施工和站場施工。其過程概述如下：
(1)在線路施工時，首先要清理施工現(xiàn)場，并修建必要的施工道路(以便施工人員、施工車輛、管材等進(jìn)入施工場地)。在完成管溝開挖、鐵路、公路、河流、隧道穿越等基礎(chǔ)工作以后，將現(xiàn)場管道進(jìn)行焊接、補口、補傷、接口防腐等，然后下到管溝內(nèi)。
(2)建設(shè)工藝站場時，首先要清理場地，然后安裝工藝裝置，并建設(shè)相應(yīng)的輔助設(shè)施。
(3)以上建設(shè)完成以后，對管道進(jìn)行試壓、清掃，然后覆土回填，清理作業(yè)現(xiàn)場，恢復(fù)地貌、恢復(fù)地表植被；對站場進(jìn)行綠化。管道建設(shè)的施工過程見圖2。
2.環(huán)境影響因素分析
施工期對環(huán)境的影響主要來自施工帶清理、開挖管溝、施工便道建設(shè)等施工活動中施工機械、車輛、人員踐踏等對土壤的擾動和植被的破壞，工程占地對土地利用類型以及對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響；河流等穿跨越對地表水體的水質(zhì)、功能影響；隧道穿越等產(chǎn)生的棄渣引起的水土流失影響等。
(1)施工作業(yè)帶清理、施工便道建設(shè)和管溝開挖
管道施工的作業(yè)帶清理、伴行路建設(shè)和管溝開挖總是同時進(jìn)行，棄渣、土可以相互利用，其對環(huán)境的影響也大致相同。但由于管道建設(shè)是線型工程，沿線所經(jīng)地貌和生態(tài)環(huán)境有很大區(qū)別，管線在石家莊分輸站以西主要地貌為毛烏素沙漠、黃土溝壑、山區(qū)和河谷川臺地地貌，以東為華北平原地貌。因此，在不同的地貌區(qū)段施工活動產(chǎn)生的影響將不盡相同。
①毛烏素沙漠地段，本段為風(fēng)沙草灘地貌。地形波狀起伏，地層巖性為風(fēng)積沙，下伏黃土和黃土狀土，風(fēng)蝕作用較為強烈。近年來，人類種植固沙植被對其進(jìn)行治理，沿線大部分地段植被較好，灘地地段局部有密灌，風(fēng)沙活動也得到一定控制，但生態(tài)環(huán)境仍較脆弱。管道施工活動將破壞地表保護層，對已固定的沙丘產(chǎn)生擾動，在風(fēng)蝕的作用下，有可能激活沙丘。因此，施工會降低風(fēng)沙區(qū)地表穩(wěn)定性，加快土壤侵蝕過程，使已固定的沙丘變?yōu)榘牍潭ㄉ城鸹虍a(chǎn)生新的流動沙丘。
②在黃土溝壑區(qū)，以水蝕型為重要特征，特點是干溝萬壑、丘陵起伏、墚峁逶迤、沖溝發(fā)育。區(qū)內(nèi)分布有大面積的馬蘭黃土，是一種灰黃色或棕黃色的特殊土狀堆積物，質(zhì)地均一，以粉沙為主，但其結(jié)構(gòu)疏松，遇水侵蝕后極易流失，同時發(fā)生潛蝕、沖溝等現(xiàn)象。在該段開挖管溝易改變地貌形態(tài)，加劇水土流失，同時也將加重黃土的濕陷和潛蝕現(xiàn)象，使之失去原有的生態(tài)功能。
③呂梁山、太行山區(qū)段，管道在山區(qū)內(nèi)敷設(shè)基本是先沿半山腰劈山修建施工道路或拓寬原有山路，再沿施工道路靠山邊挖溝；巖石段要先劈山炸石鋪路，然后再炸出管溝，其施工過程將對山區(qū)植被造成較大的破壞，另外，山區(qū)巖石段還將產(chǎn)生大量的棄石渣。若處置不當(dāng)，更加劇對山區(qū)植被的破壞，有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失；管道沿線經(jīng)過兩個自然保護區(qū)、部分水保工程區(qū)、退耕還林區(qū)，管道中心線兩側(cè)5m范圍內(nèi)將不能種植根深植物。
④華北平原區(qū)段。該區(qū)段施工作業(yè)帶寬度約為20m。在施工中，施工作業(yè)帶范圍內(nèi)的土壤和植被都可能受到擾動和破壞，尤其是在開挖管溝2~3m內(nèi)，植被破壞嚴(yán)重，開挖管溝造成的土體擾動將使土壤的結(jié)構(gòu)、組成及理化特性等發(fā)生變化，進(jìn)而影響植被的恢復(fù)。該區(qū)段施工活動主要表現(xiàn)為對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，一般將直接造成一季農(nóng)作物的損失或減產(chǎn)，至于因施工造成土壤肥力下降帶來的影響將會持續(xù)一段時間。
⑤管道施工的棄土也將對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，棄土主要來自于兩部分， 一是敷設(shè)管道本身置換的土方；二是開挖造成土壤松散，回填后剩余的土方。平原地段基本能做到挖填平衡。棄渣處置不當(dāng)，將對山區(qū)植被造成破壞或造成水土流失。
(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(jìn)行。
b.定向鉆穿越 施工機具龐大，大型鉆機全套設(shè)備總重量達(dá)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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
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（P505）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13.28m2。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(jìn)、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(jìn)出口兩端的回車場臨時占地約8000m2；施工產(chǎn)生的棄土石方永久占地為11 024m2，兩洞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(dāng)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(dǎo)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(yīng)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(jìn)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(yīng)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。
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(zhǔn)同意，或根據(jù)鐵路主管部門或產(chǎn)權(quán)單位的要求進(jìn)行。