劉惠軍 程琳

成都理工大學

 

 

摘  要：中國山地分布較多，管道建設和運行中不可避免地會遇到很多地質災害。目前對災害機理的認識還不夠深入，災害發生的許多影響因素尚不明確，需要把握問題和短板，有針對性地深入研究。對山區管道地質災害特點和防治面臨的問題進行了初步分析，提出了措施建議。

關鍵詞：山區管道；地質災害；滑坡；泥石流；防治措施

 

我國西南山區管道沿線地形地貌條件復雜，年降雨量大且暴雨頻繁，地質災害頻發[1]。預防并避免山區地質災害對管道造成影響，減少災害造成的損失非常必要。

1 管道地質災害特點

管道地質災害可分為巖土類災害、水力類災害和地質構造類災害。主要有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫和地面沉降等，但對管道影響最大的是滑坡、崩塌、泥石流[2]。

地質災害具有以下特性。

（1）隱蔽性。許多災害在工程建設時并不明顯。隨著植被覆蓋率提高，災害被植被覆蓋，地貌特征不明顯。也有一部分地質災害發育處于較高高程位置，在進行隱患點排查時較難發現。

（2）突發性。由于管道是線性工程，許多災害發生突然，在監測空檔期就會造成管道受損，難以事先預防和開展前期準備，只能被動接受其破壞。

（3）復雜性。目前對災害機理的認識還不夠深入，災害發生的許多影響因素尚不明確。同時各個地方地質情況復雜，構造發育、新構造運動差異較大。另外災害受降雨、地震、人類工程活動影響大，加劇了其復雜性。

（4）連鎖性。管道地質災害后果往往比較嚴重，如管道受損造成油氣泄漏會發生爆炸和環境污染；山區管道附近發生崩塌，很有可能砸傷管道，引發管道災害和安全事故[3,5]。

同時，災害形成、發生、發展是一個長期動態的過程，這意味著只要管道在災害就在，就像人生病一樣，這是一個長期相伴相生的狀態，要有長期防控、治理的準備。

2 管道地質災害防治

針對管道沿線發生最多的崩塌、滑坡、泥石流三類地質災害提出防治措施建議。

2.1 滑坡災害的防治

滑坡是常見的一種災害，如果滑坡發生滑移變形，將會造成管道的同步變形。當滑坡發生蠕滑或局部滑塌時，將會使管道發生露管、懸管或擠壓彎曲變形；當滑坡發生整體滑移變形或下滑時，下滑力將會使管道發生大的變形破壞，使管道發生破裂或斷管。當管道位于滑坡體內橫向或斜向敷設時，受滑坡的剪 切破壞作用較大，將發生彎曲變形或斷管；當管道位于滑坡體內縱向敷設時，受滑坡的拉張破壞作用較大，將發生拉（破）裂或斷管。

滑坡防治措施主要從減輕水的影響和對滑坡進行工程治理兩個方面展開。水是影響滑坡穩定性的主要因素，排水工程投資少，但其效益比高，排水措施的修建可提高巖土體參數，增加其穩定性。一般是在滑坡體外修建截水溝，在坡體內修建排水溝。另外當管道經過斜坡體，應盡可能在管道周邊修建截水設施，防止水從管道下部形成通道，消除和減輕地表水和地下水的危害；滑坡體治理工程主要是抗滑支擋措施，主要類型為擋土墻和抗滑樁，其他有錨桿或錨索等。

管道滑坡災害防治工程要求如下。

（1）防治前應核實管道與滑坡滑動面、剪出口及滑坡其他主要要素的空間位置關系。

（2）有針對性地布置勘測剖面，滑坡主、輔縱剖面上應包含管道，管道上下方應至少布置一個勘探鉆孔，或探井、探槽等山地工程或物探工程。

（3）除考慮滑坡因素外，還應考慮滑坡與管道的空間位置關系、管道的敷設方式、工程施工對管道的影響等。

（4）慢速滑坡可采用管體應力釋放、穩管墩等管道防護措施。

2.2 崩塌災害的防治

崩塌按巖土性質分為巖質崩塌和土質崩塌。其多分布于高陡地形部位，崩塌受振動和降雨的影響因素較大：當管道位于崩塌（危巖）體下方，如果崩塌（危巖）體發生崩塌墜落，可能導致管道被砸中而受到沖擊破壞。管道直接受到崩塌（危巖）體墜落物的沖擊，沖擊力過大或墜落物進入覆蓋土體深度過深，將會使管道發生擠壓彎曲變形、破裂或斷管；但當管道距離坡腳較遠時，受到崩塌（危巖）體墜落物直接沖擊的影響較小，將會使管道被崩塌堆積體深埋，管道可能因崩塌堆積而受壓。位于崩塌（危巖）體上方或后緣的管道，如果管道前緣崩塌（危巖）體發生崩塌墜落，將會使管道發生裸露管、懸管；當管道位于崩塌（危巖）體內部或影響區內時，將會使管道發生擠壓彎曲變形，嚴重時可能造成斷管。

崩塌防治措施的選擇和工程措施的可行性有關，如果崩塌體位置高，工程施工難度大，主要采用被動方案，常見的措施有，被動網、攔石墻，工程方量大時可采用棚硐等；如果崩塌體位置低，施工可行，主要采用主動工程措施，包括清危、主動網、凹腔嵌補、裂縫封閉、錨固等措施。

管道崩塌（危巖）災害防治工程要求如下。

（1）防治前應核實崩塌體崩落方向，估算崩塌體崩塌后可能的運動軌跡及其到達管道附近時的速度大小、方向。

（2）有針對性地布置勘測剖面，查明管溝區域地質條件，可采用必要的勘探手段。

（3）根據管道與崩塌體空間位置關系、管道敷設方式進行防治工程設計。可采用的防護措施包括：在管道上方設置蓋板、防護拱、拱棚，堆砌沙袋，或在管溝設置土工柵格等。必要時可采取管道改線、加大埋深等措施。

2.3 泥石流災害的防治

泥石流是山區溝谷中常見的災害，管道沿泥石流溝谷敷設穿越泥石流溝形成區和流通區時，由于受泥石流侵蝕、沖刷和沖擊作用，溝道將發生沖刷、侵蝕下切，岸坡將發生侵蝕、坍塌、崩滑等破壞特征，使溝道內管道覆蓋層變薄，發生露管或懸管；同時受洪流及所夾雜的浮木、樹枝和石塊、巨礫沖（撞）擊，將會使裸露、懸空的管道防腐層破損或受側向擠壓發生彎曲變形，甚至發生破裂或斷管。當管道穿越泥石 流堆積區時，泥石流溝道將被淤堵、淤埋，使管道被泥石流堆積體深埋，造成管道因堆積而受壓；在岸坡段敷設的管道受岸坡侵蝕、坍塌、崩滑破壞的影響，將會使管道發生露管、懸管或擠壓彎曲變形，如果受力過大，將會造成管道變形加劇，甚至發生斷管；防治措施主要有：修建橋梁涵洞、明硐、渡槽、順壩、丁壩、導流堤、急流槽、束流堤、攔渣壩、儲淤場、截洪工程等。

                    

管道泥石流災害防治工程要求如下。

（1）通過考察分析核實泥石流的物質來源、停淤線與管道空間位置關系，重點分析管線分布于泥石流發育的具體區域，以及區域的變化情況。

（2）防治前應至少繪制一條沿管道方向的勘測剖面。查明管溝區域地質條件，必要時可布置勘探鉆孔、探槽等山地工程或物探工程。

（3）治理工程宜根據泥石流的地質背景、形成條件、分布特征、類型和管道敷設情況采取綜合治理措施。

3 結語

管道地質災害防治目前已取得了較大成效，保護了管道安全，對管道的安全運行起到了重要的作用。但目前還面臨一些問題，表現在防范意識需要加強，對從業和相關人員要加強地質災害防控的培訓和宣傳；增加科技支撐，推廣自動化和智能化措施應用，實現空天地一體的識別、監測、預警；加大投入，研發新的地質災害防治設備和專項工藝工法。在管道建設的選線階段盡可能查清地質災害分布位置和產生的危害；設計中要盡可能考慮到未來由于管道建設和運行造成的地質環境變化誘發的地質災害，做到早預防、早處理；在運行中要考慮由于強降雨、地震和其他工程活動產生的地質災害。

 

參考文獻：

[1] PENG T,WANG S. Effects of land use, land coverand rainfall regimes on the surface runoff andsoil loss on karst slopes in southwest China[J].CATENA,2012,90:53-62．

[2] 冼國棟，吳森，余東亮，劉惠軍，等.油氣管道地質災害風險性評價原理與方法[M].北京：科學出版社.2019.13-18.

[3] 羅志強，夏敏，敖波.山區天然氣管道地質災害防治工作思考[J].石化技術， 2020， 27(01)： 132-134.

[4] 孟國忠.山區油氣管道地質災害防治研究[M].北京:中國大地出版社.2008.177.

[5] 趙勇.天然氣管道儲運過程中的安全管理探究[J].石化技術， 2019， 26(1)： 179， 189.

 

作者簡介：劉惠軍，1972年生，現為成都理工大學研究生導師，長期從事地質災害領域的相關研究工作。聯系方式： 13558635582，736165148@qq.com。