劉惠軍 程琳

成都理工大學(xué)

摘  要：中國山地分布較多，管道建設(shè)和運(yùn)行中不可避免地會(huì)遇到很多地質(zhì)災(zāi)害。目前對災(zāi)害機(jī)理的認(rèn)識還不夠深入，災(zāi)害發(fā)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(qū)管道地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)和防治面臨的問題進(jìn)行了初步分析，提出了措施建議。

關(guān)鍵詞：山區(qū)管道；地質(zhì)災(zāi)害；滑坡；泥石流；防治措施

我國西南山區(qū)管道沿線地形地貌條件復(fù)雜，年降雨量大且暴雨頻繁，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)[1]。預(yù)防并避免山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害對管道造成影響，減少災(zāi)害造成的損失非常必要。

1 管道地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)

管道地質(zhì)災(zāi)害可分為巖土類災(zāi)害、水力類災(zāi)害和地質(zhì)構(gòu)造類災(zāi)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(zhì)災(zāi)害具有以下特性。

（1）隱蔽性。許多災(zāi)害在工程建設(shè)時(shí)并不明顯。隨著植被覆蓋率提高，災(zāi)害被植被覆蓋，地貌特征不明顯。也有一部分地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育處于較高高程位置，在進(jìn)行隱患點(diǎn)排查時(shí)較難發(fā)現(xiàn)。

（2）突發(fā)性。由于管道是線性工程，許多災(zāi)害發(fā)生突然，在監(jiān)測空檔期就會(huì)造成管道受損，難以事先預(yù)防和開展前期準(zhǔn)備，只能被動(dòng)接受其破壞。

（3）復(fù)雜性。目前對災(zāi)害機(jī)理的認(rèn)識還不夠深入，災(zāi)害發(fā)生的許多影響因素尚不明確。同時(shí)各個(gè)地方地質(zhì)情況復(fù)雜，構(gòu)造發(fā)育、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)差異較大。另外災(zāi)害受降雨、地震、人類工程活動(dòng)影響大，加劇了其復(fù)雜性。

（4）連鎖性。管道地質(zhì)災(zāi)害后果往往比較嚴(yán)重，如管道受損造成油氣泄漏會(huì)發(fā)生爆炸和環(huán)境污染；山區(qū)管道附近發(fā)生崩塌，很有可能砸傷管道，引發(fā)管道災(zāi)害和安全事故[3,5]。

同時(shí)，災(zāi)害形成、發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)長期動(dòng)態(tài)的過程，這意味著只要管道在災(zāi)害就在，就像人生病一樣，這是一個(gè)長期相伴相生的狀態(tài)，要有長期防控、治理的準(zhǔn)備。

2 管道地質(zhì)災(zāi)害防治

針對管道沿線發(fā)生最多的崩塌、滑坡、泥石流三類地質(zhì)災(zāi)害提出防治措施建議。

2.1 滑坡災(zāi)害的防治

滑坡是常見的一種災(zāi)害，如果滑坡發(fā)生滑移變形，將會(huì)造成管道的同步變形。當(dāng)滑坡發(fā)生蠕滑或局部滑塌時(shí)，將會(huì)使管道發(fā)生露管、懸管或擠壓彎曲變形；當(dāng)滑坡發(fā)生整體滑移變形或下滑時(shí)，下滑力將會(huì)使管道發(fā)生大的變形破壞，使管道發(fā)生破裂或斷管。當(dāng)管道位于滑坡體內(nèi)橫向或斜向敷設(shè)時(shí)，受滑坡的剪 切破壞作用較大，將發(fā)生彎曲變形或斷管；當(dāng)管道位于滑坡體內(nèi)縱向敷設(shè)時(shí)，受滑坡的拉張破壞作用較大，將發(fā)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(jìn)行工程治理兩個(gè)方面展開。水是影響滑坡穩(wěn)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(shù)，增加其穩(wěn)定性。一般是在滑坡體外修建截水溝，在坡體內(nèi)修建排水溝。另外當(dāng)管道經(jīng)過斜坡體，應(yīng)盡可能在管道周邊修建截水設(shè)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(zāi)害防治工程要求如下。

（1）防治前應(yīng)核實(shí)管道與滑坡滑動(dòng)面、剪出口及滑坡其他主要要素的空間位置關(guān)系。

（2）有針對性地布置勘測剖面，滑坡主、輔縱剖面上應(yīng)包含管道，管道上下方應(yīng)至少布置一個(gè)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(yīng)考慮滑坡與管道的空間位置關(guān)系、管道的敷設(shè)方式、工程施工對管道的影響等。

（4）慢速滑坡可采用管體應(yīng)力釋放、穩(wěn)管墩等管道防護(hù)措施。

2.2 崩塌災(zāi)害的防治

崩塌按巖土性質(zhì)分為巖質(zhì)崩塌和土質(zhì)崩塌。其多分布于高陡地形部位，崩塌受振動(dòng)和降雨的影響因素較大：當(dāng)管道位于崩塌（危巖）體下方，如果崩塌（危巖）體發(fā)生崩塌墜落，可能導(dǎo)致管道被砸中而受到?jīng)_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(jìn)入覆蓋土體深度過深，將會(huì)使管道發(fā)生擠壓彎曲變形、破裂或斷管；但當(dāng)管道距離坡腳較遠(yuǎn)時(shí)，受到崩塌（危巖）體墜落物直接沖擊的影響較小，將會(huì)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(fā)生崩塌墜落，將會(huì)使管道發(fā)生裸露管、懸管；當(dāng)管道位于崩塌（危巖）體內(nèi)部或影響區(qū)內(nèi)時(shí)，將會(huì)使管道發(fā)生擠壓彎曲變形，嚴(yán)重時(shí)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(guān)，如果崩塌體位置高，工程施工難度大，主要采用被動(dòng)方案，常見的措施有，被動(dòng)網(wǎng)、攔石墻，工程方量大時(shí)可采用棚硐等；如果崩塌體位置低，施工可行，主要采用主動(dòng)工程措施，包括清危、主動(dòng)網(wǎng)、凹腔嵌補(bǔ)、裂縫封閉、錨固等措施。

管道崩塌（危巖）災(zāi)害防治工程要求如下。

（1）防治前應(yīng)核實(shí)崩塌體崩落方向，估算崩塌體崩塌后可能的運(yùn)動(dòng)軌跡及其到達(dá)管道附近時(shí)的速度大小、方向。

（2）有針對性地布置勘測剖面，查明管溝區(qū)域地質(zhì)條件，可采用必要的勘探手段。

（3）根據(jù)管道與崩塌體空間位置關(guān)系、管道敷設(shè)方式進(jìn)行防治工程設(shè)計(jì)。可采用的防護(hù)措施包括：在管道上方設(shè)置蓋板、防護(hù)拱、拱棚，堆砌沙袋，或在管溝設(shè)置土工柵格等。必要時(shí)可采取管道改線、加大埋深等措施。

2.3 泥石流災(zāi)害的防治

泥石流是山區(qū)溝谷中常見的災(zāi)害，管道沿泥石流溝谷敷設(shè)穿越泥石流溝形成區(qū)和流通區(qū)時(shí)，由于受泥石流侵蝕、沖刷和沖擊作用，溝道將發(fā)生沖刷、侵蝕下切，岸坡將發(fā)生侵蝕、坍塌、崩滑等破壞特征，使溝道內(nèi)管道覆蓋層變薄，發(fā)生露管或懸管；同時(shí)受洪流及所夾雜的浮木、樹枝和石塊、巨礫沖（撞）擊，將會(huì)使裸露、懸空的管道防腐層破損或受側(cè)向擠壓發(fā)生彎曲變形，甚至發(fā)生破裂或斷管。當(dāng)管道穿越泥石 流堆積區(qū)時(shí)，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(shè)的管道受岸坡侵蝕、坍塌、崩滑破壞的影響，將會(huì)使管道發(fā)生露管、懸管或擠壓彎曲變形，如果受力過大，將會(huì)造成管道變形加劇，甚至發(fā)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(dǎo)流堤、急流槽、束流堤、攔渣壩、儲(chǔ)淤場、截洪工程等。

管道泥石流災(zāi)害防治工程要求如下。

（1）通過考察分析核實(shí)泥石流的物質(zhì)來源、停淤線與管道空間位置關(guān)系，重點(diǎn)分析管線分布于泥石流發(fā)育的具體區(qū)域，以及區(qū)域的變化情況。

（2）防治前應(yīng)至少繪制一條沿管道方向的勘測剖面。查明管溝區(qū)域地質(zhì)條件，必要時(shí)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(jù)泥石流的地質(zhì)背景、形成條件、分布特征、類型和管道敷設(shè)情況采取綜合治理措施。

3 結(jié)語

管道地質(zhì)災(zāi)害防治目前已取得了較大成效，保護(hù)了管道安全，對管道的安全運(yùn)行起到了重要的作用。但目前還面臨一些問題，表現(xiàn)在防范意識需要加強(qiáng)，對從業(yè)和相關(guān)人員要加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防控的培訓(xùn)和宣傳；增加科技支撐，推廣自動(dòng)化和智能化措施應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)空天地一體的識別、監(jiān)測、預(yù)警；加大投入，研發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害防治設(shè)備和專項(xiàng)工藝工法。在管道建設(shè)的選線階段盡可能查清地質(zhì)災(zāi)害分布位置和產(chǎn)生的危害；設(shè)計(jì)中要盡可能考慮到未來由于管道建設(shè)和運(yùn)行造成的地質(zhì)環(huán)境變化誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，做到早預(yù)防、早處理；在運(yùn)行中要考慮由于強(qiáng)降雨、地震和其他工程活動(dòng)產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害。

參考文獻(xiàn)：

[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(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性評價(jià)原理與方法[M].北京：科學(xué)出版社.2019.13-18.

[3] 羅志強(qiáng)，夏敏，敖波.山區(qū)天然氣管道地質(zhì)災(zāi)害防治工作思考[J].石化技術(shù)， 2020， 27(01)： 132-134.

[4] 孟國忠.山區(qū)油氣管道地質(zhì)災(zāi)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(chǔ)運(yùn)過程中的安全管理探究[J].石化技術(shù)， 2019， 26(1)： 179， 189.

作者簡介：劉惠軍，1972年生，現(xiàn)為成都理工大學(xué)研究生導(dǎo)師，長期從事地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域的相關(guān)研究工作。聯(lián)系方式： 13558635582，736165148@qq.com。