陳強

中石油西部管道公司

我國西部黃土地區長輸管道多以埋地方式敷設，山體、溝谷、河流穿越多以大開挖方式，特殊情況也采用隧道、豎井、跨越方式。由于施工區范圍內的地表植被遭破壞、土壤結構被擾動,導致區域內生態環境的惡化和水土流失的進一步加劇,所引發的地質災害直接威脅管道安全。因此黃土地區長輸管道工程地質災害防治工作越來越受到管道建設者的重視，其各種技術措施也不斷完善并推廣運用。筆者結合工作經驗，對相關技術要求做一探討。

1 工程地質災害防治術語及定義

1.1黃土地區管道工程地質災害

管道在建設過程中，其施工區域內原有地表植被遭破壞、土壤結構被擾動，在自然因素或人為活動的引發下導致管道附近土體垮塌、水土流失、地面塌陷和沉降等對管道構成危害的災害。

1.2削坡開級

通過削掉非穩定體的部分，減緩坡度，減小滑動力，以及開挖邊坡，修筑階梯或平臺，達到相對截短坡長，改變坡型、坡比，降低荷載重心，維持邊坡穩定。

1.3護坡工程

為治理邊坡水土流失采取的工程措施

1.4 濕陷性黃土

在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，因浸水后土的結構破壞而發生顯著附加變形的黃土。

1.5非濕陷性黃土

在自重和外部荷載作用下被水浸濕后完全不發生濕陷的黃土。

1.6 黃土陷穴

在地表水容易匯集的溝間地或谷坡上部，由于地表水下浸進行潛蝕作用而形成的圓形或橢圓型洼地。由于水對黃土中節理進行侵蝕、潛蝕，把可溶性鹽帶走，使下部蝕空表層黃土崩塌而形成的，它可分為漏斗狀、豎井狀和串珠狀等三種類型。中國西北稱“灌眼”或“龍眼” 【1】 。

2 相關工程地質災害的防治措施

2.1坡體削坡開級措施

管線在黃土地區橫坡敷設時，當邊坡高度大 于4m、坡比大于1： 1.5時，為保護管道安全，消除不穩定坡體，應采取削坡開級工程；用開級方式確保黃土邊坡的穩定，開級方式分為直線型、折線形、階梯形三種形式。

①直線形：適用于高度小于20m、結構緊密的均質黃土邊坡，或高度小于12m非均質黃土坡。由上至下施工，削成同一坡度，削坡后比原坡度減緩，達到黃土土質的穩定坡度（小于1：1.5）。

②折線形：適用于高度在12m～20m、結構比較松散的黃土邊坡。由上至下施工，削坡后保持上部緩于下部的折線形，可分兩次或多次變坡。

③階梯型：適用于高12m以上、其結構松散黃土邊坡；或高20m以上結構緊密的均質黃土邊坡。由上至下施工，以階梯狀削坡，依據土質與當地暴雨徑流量確定每一階梯小平臺寬度和兩平臺高差。小平臺寬度宜為2～2.5m，高差宜為4～6m。

以下是一處不穩定坡體，以圖示意其削坡開級施工方案（不穩定坡體部分采取分級臺階狀削方，共4階，臺階參數為5m×底寬5m，臺階放坡60°底部30m寬臺）。

2.2黃土陷穴的防治措施

管線在黃土地段時（尤其是濕陷性黃土地段），應預防徑流作用下可能發生的落水洞、漏斗和溝內潛蝕等陷穴地質災害。針對黃土陷穴治理，施工前應探明陷穴范圍、深度及管道相對位置，采用明挖方式，先將陷穴內浮土挖出，再分層人工夯實回填，其壓實度應不小于0.93，最大干密度、最優含水率執行國家標準《土工試驗方法標準》 GB/T50123。

回填方式有三種：素土回填、灰土回填、水 泥土回填；對溝內潛蝕開挖時應開挖延伸至管溝兩側1m，溝內修筑截水墻，截水墻可選用素土、灰土、水泥土三種形式。

①素土回填：就地取用黃土分層夯實回填，黃土的干密度是濕陷性黃土治理的指標參數【2】 。（見圖-干密度與濕陷系數關系曲線）

②灰土回填：以30％的石灰土為配合材料和黃土攪拌均勻（控制含水率），顏色一致，分層夯實回填；其最大虛鋪厚度見表－灰土/水泥土虛鋪厚度。

③水泥土回填：以10％～25％的強度等級32.5以上的普通硅酸鹽水泥為配合材料和黃土攪拌均勻（控制含水率），顏色一致，分層夯實回填；其最大虛鋪厚度見表－灰土/水泥土虛鋪厚度。

表—灰土/水泥土虛鋪厚度

在黃土陷穴治理的同時，應采取防治結合的方法，做好截排水措施，防止地表水沖蝕治理區域。

2.3黃土沖溝（河道）的防治措施

黃土地區受水流影響，溝壑下切、溝頭溯源侵蝕和溝道侵蝕基準面下降危及管道安全；在黃土沖溝施工中，不同的施工地段采取不同的施工方案，結合實際情況因地制宜，利用倒流排水、 工程加固（擋墻、護坡、防沖墻、過水面、谷坊等工程）及植被措施等綜合治理方法，局部控制沖溝的發展，確保管道安全。

根據沖溝的發育狀況（前期、過程期、完整期三種類型），不同類型的沖溝分別進行治理。

①前期沖溝：指細溝或淺溝多以加固目的治理，防止和仰止溯源侵蝕；采用加大管道埋深，在最優含水量的條件下將翻松的土夯實，壓實系數大于0.9。

②過程期沖溝：指沖溝橫斷面呈梯形或近似梯形，溝底縱剖面上游較陡，下游較緩，以接近均衡剖面。采用素土/灰土/水泥土夯實回填管溝部分；在兩側斜坡段，從管道底部每間隔5～10m夯筑灰土/水泥土截水墻一道；從管線到沖溝頂部分水線范圍內整治地表（多采用水泥土護面、草袋護坡等形式），并夯實回填溝頭谷地；夯實回填斜坡上的洼地、坑、穴等，防止地表徑流滲入，并在溝坡頂部修筑環形截水溝，攔截疏導地表徑流。

③完整期沖溝：指沖溝已形成河流的主要支流，溝底縱剖面有均衡剖面形態，流水侵蝕作用十分活躍，易引起溝坡塌方、滑坡。溝邊坡治理應采用折線型，上緩下陡，下部垂直高度不宜大于5m，采用漿砌石擋墻；上部略緩，可分為階梯狀多個坡面，采用漿砌石護坡、水泥土護坡、草袋護坡等；砌體后背回填土必須層層夯實回填，夯實系數大于0.8。溝底管道埋深應大于2.5m，對于沖蝕作用較強的溝底需做漿砌石防沖墻、漿砌石過水面、谷坊、混凝土攔水壩等。其沖溝的處理加固方法需根據穿越段的形態、規模、土質情況具體研究決定。

以下是幾處采用不同加固方式治理沖溝的照片

2.4黃土崾峴的防治措施

黃土崾峴是黃土梁兩側沖溝由于溯源侵蝕幾乎將梁脊切穿，形成非常狹窄的鞍部連接；陜北、隴東當地居民的稱謂【3】 。崾峴治理時應根據崾峴地形布設截、排水設施，避免地表徑流沖蝕崾峴；其崾峴坡面必須采取一定的工程和植被護坡措施進行邊坡防護。現將黃土崾峴治理施工技術概括如下：

①施工時清除崾峴坡面的浮土及植被，對沖溝、陷穴進行挖除，宜采用3:7灰土夯實回填。

②在坡腳穩定部位開挖擋墻基礎，基礎深度至硬土層，對基底進行夯實處理。

③在基坑內修筑混凝土基礎，在混凝土基礎上修建漿砌石擋墻；夯實回填擋墻后部土體，使原崾峴坡面與新加固坡體結合穩定；在擋墻上修筑護坡時，坡面應比原崾峴坡面緩。

④加固崾峴填筑料可以為素土或灰土，如崾峴高度大于20m，宜采用加筋3:7灰土填筑，填筑壓實系數應不小于0.95。

⑤新加固的坡面應采取植物護坡措施，并在坡面的戧臺上修筑水渠，將水流引入排水渠中；排水渠基礎應修筑齒墻，渠面宜修成階梯狀，并在排水渠末端修筑消能池，消能池后修筑明渠，將坡面徑流導出遠離崾峴70m以外的坡體穩定的溝底。

以下是兩處崾峴治理的照片

2.5地貌恢復治理和植被恢復治理

管道穿越黃土地區，擾動了原有的土壤結構，破壞了植被。在暴雨徑流作用下，水土流失嚴重，破壞環境，危機管道安全。為使降雨就地攔截入滲，減少地表徑流，應采取地貌恢復治理和植被恢復措施。

在進行恢復治理時，依據地貌不同分為三種類型：

①起伏較小的平地：這里指坡度小于5°的平坦地段，多以植被恢復為整治方法，可采取撒草籽種草（含移植草皮、植生袋等）、造林等措施，之前的土地平整一般在前一年秋冬季，第二年春進行植被恢復，有利于容蓄雨雪促進生土熟化。

②略有起伏的坡地：這里指5°～15°的坡地，多以塑性工程固定加植被恢復為整治方法，采用水泥土護面、土工織物的護坡、植生帶護坡、框架式植草護坡、大面積撒草籽、合理造林等措施，出苗期間每天需灑水，保持土壤濕潤，植物保護期為1～2年內應進行必要的封禁和撫育措施。

③起伏較大的陡坡臺地：這里指15°以上的陡坡臺地，多以塑性工程固定加固性工程固定加植被恢復為整治方法，采用草袋擋墻、堡坎、護坡；漿砌石擋墻、堡坎、護坡；水泥土護面、護坡；干砌石擋墻、堡坎、護坡；配合植被護坡加以大面積撒草籽、合理造林等措施；個別特殊地段還需采用拋石護坡等方法。

以下是幾種方式的地貌恢復治理和植被恢復治理成效照片：

3 結束語

黃土地區地貌類型多樣，對管道遇到的不同侵蝕問題應建立不同的治理方法，提供符合設計要求及現場實際情況的設計參數，采用綜合治理的工藝，對管道建設具有很好的實用性。隨著我國管道建設的全面發展，黃土地區長輸管道工程地質災害防治措施也將不斷完善。 ◢

參考文獻：

【1】付攀升，劉高，劉從友，梁昌玉。濕陷型黃土區某長輸管道黃土陷穴災害研究。中國科技，2008.11；

【2】曹家泉。隴東黃土工程地質。陜西科學技術出版社，2001；

【3】吳克信，付開偉，胡曉梅。黃土崾峴拓寬處理技術。天然氣與石油，2005,04

作者簡介：陳強,1979年6月生,男，漢族、工程師，烏魯木齊市人，就職于中國石油西部管道分公司二工程項目管理部，從事國內長輸管道建設管理工作。

2014年第4期（總第17期）