金壯偉 薛繼旭 孫國強

北京管道石家莊輸油氣分公司

摘要：地質災害對油氣管道安全運行影響較大。圍繞陜京管道河北山區段穿越不同地形地貌發生的地質災害，總結了常用防治措施，分析了存在的不足，提出了改進建議。

關鍵詞：陜京管道；地質災害；管道風險；防治措施

山區地質災害以山體滑坡、滑塌、坍塌、沖毀以及河流沖溝為主，極端天氣特別是強降雨是誘發地質災害的主要原因，將會造成水保防護工程坍塌、損壞，嚴重時造成管道懸空、露管、漂管等突發事件。2016年7月19日河北井陘太行山區發生百年不遇強降水，造成管道閥室引壓管沉降斷裂，山區管道漂管20余處，陜京三線停輸。因此，需采取切實有效的防治措施，最大限度降低管道安全運行風險。

1  常用防治措施

1.1  坡面水毀

穿越山區管道在建設過程中常有大量土石方開挖、回填，擾動原有地貌并破壞地表植被、土壤，造成管道周邊土石表層結構松散。汛期遇強降雨易造成山體滑坡、滑塌等地質災害，松動的土層推動管道向地勢較低的方向移動，導致管道發生露管、懸空、應力集中變形等。

當管道沿山澗爬坡敷設或順坡敷設坡度在60°以上時，需削坡處理使其坡度在30°～45°，常用工程防治措施是在處理后的坡面上每隔8 m修建一道護坡，坡腳處設置擋土墻，護坡側面修建排水渠疏導排水。目前一般采取混凝土材質為主的水保工程，整體穩定性高于漿砌石等其他類水工構筑物。對巨石沖刷滾落地段，則采用鋼筋混凝土構筑物，防護優勢明顯，能夠有效削減山洪匯水對管道覆土的直接沖刷并防止管溝掏空（圖 1、圖 2）。

圖 1 鋼筋混凝土擋墻

圖 2 鋼筋混凝土護坡

1.2  河溝道水毀

管道穿越河流地段大量采取大開挖方式，水害防治要在注重兩側穿越點河岸防護的同時（漿砌石坡護岸、漿砌石擋土墻等），更應重視對河道底部的防護。很多管道穿越河流地段底部為卵礫石，因洪水沖刷會引起較大范圍的石塊移動，導致管道失去覆面，石塊的沖刷和碰撞對管道防腐層產生巨大的破壞作用，同時水流巨大的沖刷力還可能造成管道懸空、甚至發生應力變形。

防護措施一般采用鋼筋混凝土過水面、鋼筋混凝土（外包）防沖墻、鋼筋石籠組合防護措施。為減小洪水對過水面的沖刷力度，將部分過水面頂部迎水方向改為角度小于45°的漫坡；防沖墻背部碼砌二級石籠（圖 3），防止洪水從鋼筋混凝土（外包）防沖墻底部淘刷。

圖 3 河溝道水毀治理示例

1.3  臺田地水毀

山區地勢陡峭地段的臺田地一般具有土質疏松、落差較大的特點，管道穿越臺田地遇強降雨沖刷易造成管道上方覆土流失嚴重，管道上方出現大面積坍塌、沖溝，存在露管、暗懸風險。

擋土墻是臺田地最常用工程防治措施，可根據現場情況采取混凝土擋墻、漿砌石擋墻與干砌石擋墻或其組合的防護形式（圖 4、圖 5）。針對臺田地覆土層較為松軟地帶，可在原防護基礎之上，修建漿砌石或混凝土排水渠與消力池相結合的方式排放雨水，防止地基下沉、坍塌。

圖 4 混凝土擋墻與漿砌石

圖 5 漿砌石擋墻與干砌石擋墻

1.4  埋深不足地段水毀

管道穿越農田、水渠、溝坎時，因地形受限難以機械覆土、雨水沖刷造成覆土流失嚴重或高差較大覆土不易穩定等，導致管道埋深不能達到設計要求（圖 6），影響管道安全運行及使用壽命。管道埋深不足時，一般采用鋼筋混凝土現澆或預制蓋板與素土覆蓋相結合的防護形式，蓋板尺寸一般為長3 m、寬0.6 m，厚0.15 m，如遇管道、光纜不同溝地段，可適當加寬。采用鋼筋混凝土蓋板防護，可以防止農戶在管道上方取土或溝渠清淤，避免管道露管、管道防腐層和光纜損壞，同時也有效降低大型農機具在管道上方旋耕施工作業造成第三方損壞事故發生（圖 6）。

圖 6 管道埋深不足及鋼筋混凝土蓋板防護示例

1.5  取土坑不穩定邊坡水毀

由于近些年地方政府出臺生態環境補水政策和汛期降雨量增大，使地下水位不斷上漲，管道周邊取土坑積水增加，水位也逐年上升。取土坑邊緣土方長期遭受浸水侵蝕，不斷向管道方向坍塌、侵蝕，且發展速度驚人，管道存在露管、懸空等地質災害隱患。

防治措施一般采取在管道中心線兩側10 m處打拉森IV型鋼板排樁，鋼板樁相互銜接并深入地下軟土層；鋼板樁與坑壁之間采用渣石土夯填，并在渣石土與鋼板樁頂部碼砌鋼筋石籠防止水土流失（圖 7）。

圖 7 不穩定邊坡段管道及防治措施示例

2  措施分析及改進建議

（1）鋼筋混凝土構筑物相比于漿砌石構筑物具有明顯的防護優勢，但工程造價相對較高，且山區地段大部分無進場道路，存在混凝土材料運輸困難等難題。如果開鑿山體修建施工進場道路、混凝土材料二次倒運等增加了工程總體費用。建議在山區地段施工時，現場就地取材修建漿砌石類構筑物，適當減少水保工程占地補償、車輛運輸等輔助措施施工費用。

（2）鋼筋混凝土構筑物施工技術難度較大，如在支模過程中鋼管、卡子、模板連接不牢固，未清除模板表面的混凝土殘渣，導致混凝土澆筑過程中易出現跑模現象和墻體出現麻眼兒等，后期整改難度較大。建議安排專業人員重點檢查混凝土模具關鍵部位連接處，確保模具緊固牢靠、水保工程質量合格。

（3）針對不穩定邊坡采取鋼板排樁、碼砌石籠與渣石土回填相結合的方式防護，由于鋼板樁為鐵質材料，長年浸泡在水中遭受腐蝕，會導致本體出現銹蝕斷裂。建議在鋼板樁樁體涂刷防銹漆或采用鍍鋅材質鋼板樁，提高樁體的抗腐蝕性和耐用性，防止重復發生工程費用。         

3  結語

山區地質災害防治工程復雜而艱巨。企業充分考慮管道途經地形地貌以及誘發的地質災害風險類型，采取合理的水保工程防護措施。已建防治工程經受住了強降雨天氣、最大降雨量達160 mm引發的地質災害考驗，未出現較大水毀、坍塌。據統計，水保工程投資逐年下降，每年可減少30～50萬元運營成本。降低了因地質災害導致的管道變形、停輸等經濟損失，為陜京管道的安全平穩運行提供了有力保障。 

作者簡介：金壯偉，1983年生，工程師，畢業于遼寧石油化工大學，主要從事管道管理工作。聯系方式：13180460428,  jinzhuangwei0335@126.com。