馬玉寶 黃梓軒

國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)西南管道公司南寧輸油氣分公司

摘要：廣西境內(nèi)獨(dú)特的地理環(huán)境及地質(zhì)條件，造成油氣管道地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。通過現(xiàn)場(chǎng)勘查該地區(qū)約2066公里油氣管道共計(jì)219個(gè)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)分析得出主要地質(zhì)災(zāi)害類型是水毀、滑坡和巖溶塌陷。分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及其對(duì)管道的危害，從而提出針對(duì)性防治措施，對(duì)保障管道安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：油氣管道；地質(zhì)災(zāi)害；發(fā)育特征；防治對(duì)策

南寧輸油氣分公司運(yùn)營(yíng)管理廣西壯族自治區(qū)境內(nèi)的“三干七支”油氣管道，包括中緬天然氣管道，欽南柳成品油管道，西二線廣南支干線三條干線，以及玉林、百色、防城港、欽州、河池、桂林、賀州七條支線管道，覆蓋了除崇左、北海之外共12個(gè)地級(jí)市。管道總里程約2066公里，沿線設(shè)站場(chǎng)23座，閥室88座，跨越4處。管道沿線地貌類型多是典型山區(qū)，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，河流溝谷眾多，自然災(zāi)害頻發(fā)，為管道安全管理帶來極大挑戰(zhàn)。

1  地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

1.1  地質(zhì)災(zāi)害分布特征

廣西山區(qū)油氣管道地質(zhì)災(zāi)害主要包括滑坡、崩塌、水毀、巖溶塌陷等。水毀分為坡面水毀、河溝道水毀、臺(tái)田地水毀三種類型[1]。調(diào)查約2066公里管道共219處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，其中，水毀地災(zāi)點(diǎn)有169處，滑坡地災(zāi)點(diǎn)24處，巖溶塌陷地災(zāi)點(diǎn)21處，崩塌（危巖）地災(zāi)點(diǎn)5處。三種水毀類型中，坡面水毀占37.90%，河溝道水毀占25.11%，臺(tái)田地水毀占14.16%。

219處地災(zāi)點(diǎn)中，與人類工程活動(dòng)相關(guān)地災(zāi)點(diǎn)29處，占調(diào)查對(duì)象總數(shù)13.24%，以水毀、滑坡類地質(zhì)災(zāi)害為主，水毀地災(zāi)點(diǎn)20處，占比68.97%，滑坡地災(zāi)點(diǎn)9處，占比31.03%。

管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)整體處于較低水平。較低風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)161處，低風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)60處，中風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)28處。中風(fēng)險(xiǎn)地質(zhì)災(zāi)害主要類型是水毀、滑坡和塌陷，其中，水毀地災(zāi)點(diǎn)18處，占比最大，為64.29%，以坡面水毀和河溝道水毀為主。滑坡地災(zāi)點(diǎn)8處，占比28.57%，以小型、淺層堆積體滑坡為主。塌陷地災(zāi)點(diǎn)2處，占比7.14%。

1.2  地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

（1）水毀。坡面水毀多發(fā)生在管道橫向、或順向穿越土石山區(qū)。受坡面坡度、平整度、植被覆蓋等因素影響，降雨在坡面匯流形成侵蝕和挾帶，引起水土流失。坡面水毀破壞形式以橫切管道、順蝕管溝和溯源侵蝕為主[2]，對(duì)管道主要危害是沖刷管道覆土，沖毀管道擋土墻、截水墻等附屬設(shè)施，使管道淺埋、露管、懸空等（圖 1）。

圖 1 典型坡面水毀

河溝道水毀破壞形式可分為河溝床沖刷下切、河溝床淤積抬升和巖坡坍塌。根據(jù)管道與河溝道相對(duì)空間關(guān)系，可將管道河溝道水毀劃分為管道穿越河溝道、管道跨越河溝道、管道順河溝床及管道順巖坡敷設(shè)4種。河溝道水毀主要危害是對(duì)管道上、下游河床沖刷、下切及河岸凹部的側(cè)向沖刷，使管道露管、漂管，沖刷河床使管道架空（圖 2）。河溝道水毀數(shù)量相對(duì)固定，一般具有典型的季節(jié)性，工程治理后可得到有效控制。

圖 2 典型河溝道水毀

（2）滑坡。由松散土層、碎石土地、風(fēng)化殼和半成巖土層組成的斜坡、較陡坡體在暴雨沖刷、浸潤(rùn)等作用下易發(fā)育滑坡災(zāi)害。滑坡對(duì)管道的危害與管道敷設(shè)位置相關(guān)[3]。若管道在滑坡體內(nèi)敷設(shè)，會(huì)受到滑坡體平行管道軸線方向的摩擦力拉壓和垂直管道軸線方向的推擠，管道在較大應(yīng)力作用下會(huì)發(fā)生彎曲變形，拉裂甚至斷裂（圖 3）。管道橫坡敷設(shè)時(shí)危害程度更大。滑坡發(fā)生前，坡體前緣巖土體會(huì)有松散現(xiàn)象，或坡體兩側(cè)出現(xiàn)溝谷、裂縫，坡體上呈現(xiàn)異常臺(tái)坎，甚至有積水洼地，地面開裂、馬刀樹或“醉漢林”等明顯標(biāo)志。

圖 3 典型滑坡

（3）巖溶塌陷。巖溶塌陷主要發(fā)生在巖溶地區(qū)。巖溶結(jié)構(gòu)上方土體受自然或人為因素影響而變形破壞，會(huì)在地面形成塌陷坑、洞、槽等，并伴有裂縫、局部下沉，或有地下水從地面向上涌出等特征[4]。建設(shè)期，管溝采用石方回填，回填土長(zhǎng)期遭受地下水浸蝕，也會(huì)發(fā)育巖溶塌陷。巖溶塌陷會(huì)導(dǎo)致管道上方覆土流失，造成管道埋深不足、露管。嚴(yán)重時(shí)甚至造成管道懸空（圖 4）。

圖 4 典型巖溶塌陷

1.3  地質(zhì)災(zāi)害影響因素

不同類型地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育影響因素不同，一種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生往往是幾種因素共同作用的結(jié)果。地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育主要影響因素包括地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、人類工程活動(dòng)、降雨條件和地表、地下水活動(dòng)等[5]。

（1）地形地貌。地形起伏大、溝谷縱橫，管道穿越土質(zhì)山體，易發(fā)育坡面水毀、滑坡災(zāi)害，山體雨水在坡腳處匯集，易發(fā)育河溝道水毀，也會(huì)增大滑坡的風(fēng)險(xiǎn)。平緩地帶，人工修建排水渠、河溝等，河溝道水毀發(fā)育較多。在巖溶地區(qū)較易發(fā)育巖溶塌陷。

（2）人類工程活動(dòng)。山區(qū)自然環(huán)境對(duì)人類工程活動(dòng)非常敏感。不合理的取土、堆放重物，修建橋梁、公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施極易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。大面積砍伐坡體樹木，破壞植被，易誘發(fā)水毀災(zāi)害。取土、采石活動(dòng)會(huì)改變坡體結(jié)構(gòu)，易發(fā)育滑坡災(zāi)害，特別是在管道線路周邊山地、谷底、橫坡等區(qū)域修建橋梁、隧道、橫洞、排洪設(shè)施時(shí)，誘發(fā)水毀、滑坡類地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)更高。

（3）降雨條件。降雨是各類地質(zhì)災(zāi)害最主要的誘發(fā)因素。雨水滲透地表，破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土體穩(wěn)定性，會(huì)發(fā)育滑坡災(zāi)害。強(qiáng)降雨會(huì)導(dǎo)致地表水土嚴(yán)重流失，在河流、溝谷、洼地短時(shí)間匯集，形成強(qiáng)大徑流，沖刷力極強(qiáng)，是坡面水毀、河溝道水毀的主要誘發(fā)因素。在巖溶地區(qū)，降雨最終會(huì)以地下水形式誘發(fā)巖溶塌陷。

（4）地層巖性。管道沿線巖土體類型復(fù)雜，性質(zhì)各異。不同土體性質(zhì)決定了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征。在碎石土、砂土區(qū)域，土體結(jié)構(gòu)松散，滲透性強(qiáng)，經(jīng)地表水、地下水侵蝕后流失，易發(fā)育水毀災(zāi)害。斜坡地帶土質(zhì)斜坡結(jié)構(gòu)疏松，遇水后結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易發(fā)育滑坡災(zāi)害。

（5）地表、地下水活動(dòng)。管道沿途穿過較多河流、溝渠，水流季節(jié)性變化明顯，枯水期，水量小，雨季時(shí)，水量暴漲，水流下切力和側(cè)蝕力增強(qiáng)，易發(fā)育河溝道水毀。在管道通過坡面地段，由于坡面不平整，地表水流經(jīng)坡面匯集，在對(duì)坡腳、坡面的沖蝕作用下易發(fā)育坡面水毀。發(fā)達(dá)的地下水系，運(yùn)移過程中會(huì)對(duì)巖土體產(chǎn)生強(qiáng)烈的浸蝕，使土體物理強(qiáng)度降低，結(jié)構(gòu)改變，最終發(fā)育水毀、滑坡、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。

2  地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)策

2.1  監(jiān)測(cè)預(yù)警措施

對(duì)于危害較小或穩(wěn)定性較好的地災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，可利用人工巡檢和監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)相結(jié)合的方式進(jìn)行防治。

建立地災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)臺(tái)賬，劃定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，制定風(fēng)險(xiǎn)防控措施。建立地質(zhì)專業(yè)人員、管道區(qū)段長(zhǎng)、巡線工三級(jí)巡檢機(jī)制。在雨季，地質(zhì)專業(yè)人員駐守作業(yè)區(qū)，開展地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)全面巡查。在地災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)設(shè)定巡檢關(guān)鍵點(diǎn)，由區(qū)段長(zhǎng)、巡線工重點(diǎn)巡檢，雨后加密巡檢。通過治早治小及時(shí)、妥善處置小型地質(zhì)災(zāi)害。

潛在滑坡地段可安裝管道應(yīng)變和坡體位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[6]，了解坡體位移量變化趨勢(shì)及降雨對(duì)坡體位移的影響等，找出坡體發(fā)育特征，制定有效控制措施。實(shí)踐證明，該方法對(duì)預(yù)防山地管道滑坡地質(zhì)災(zāi)害具有非常好的效果。

2.2  工程治理措施

對(duì)于危害性較大、穩(wěn)定性較差的地災(zāi)點(diǎn)，可選用工程治理措施。受地理環(huán)境和地質(zhì)條件影響，不同類型管道地質(zhì)災(zāi)害，工程治理方法不同，應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察地形地貌特點(diǎn)，因地制宜采取治理措施。

實(shí)踐證明，將排水溝（圖 5）、錨固、抗滑樁（圖 6）、擋土墻（圖 7）、削方減載壓腳等，兩種及以上措施相結(jié)合用以治理滑坡、不穩(wěn)定斜坡，可取得良好成效。坡面水毀治理常采用截排水溝、擋墻、截水墻等。河溝道水毀主要采用護(hù)岸（圖 7）、過水面、地下防沖墻等措施。修建水工保護(hù)設(shè)施要結(jié)合地質(zhì)特征、特點(diǎn)，因勢(shì)利導(dǎo)，要以疏水排水為原則，堅(jiān)決不能以堵代疏。巖溶塌陷常采用清除填堵、灌漿加固、結(jié)構(gòu)跨越的方式進(jìn)行處理。小型塌陷一般以清除填堵為主。開挖難度較大的塌陷可將水泥砂漿、混凝土等材料通過巖溶洞口灌入洞隙中，以強(qiáng)化土層、洞空填充物，隔斷地下水通道。采用疏、導(dǎo)、排、圍等措施以阻止地表水下滲也很重要。

圖 5 排水溝示意圖

圖 6 抗滑樁示意圖

圖 7 擋土墻、護(hù)岸示意圖

3  結(jié)束語

廣西境內(nèi)油氣管道沿線地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害分布廣、范圍大、種類多。該區(qū)域油氣管道主要地質(zhì)災(zāi)害類型是水毀、滑坡、巖溶塌陷，其中，水毀以坡面水毀和河溝道水毀為主。滑坡以淺層、小型滑坡為主。巖溶塌陷對(duì)管道危害相對(duì)較小。人類工程活動(dòng)對(duì)管道地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育影響較大，應(yīng)予以重視。

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作者簡(jiǎn)介：馬玉寶，1987年生，工程師，現(xiàn)任國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)西南管道南寧輸油氣分公司河池作業(yè)區(qū)經(jīng)理，聯(lián)系方式：18977194765，765741661@qq.com。