毛俊輝

國家管網集團東部儲運公司

背景

甬滬寧輸油管道于2004年建成投產，設計年輸油能力為2000×104 t，承擔著向揚子石化、金陵石化及長江上游各大煉化企業輸送原油的重要任務。該管道經過江蘇省句容市西山水庫堤壩東側坡腳，與大壩走向平行，埋深約1.5 m。西山水庫已建成約20年（圖 1），堤壩主體為人工填土堆筑形成，由于土質不均，松散欠密實，局部存在較大孔隙、空隙。水庫上游庫區護坡已存在較多凹陷、塌陷并形成管涌土洞，堤壩下游為地勢較低的水塘，土體常年飽水、滲水，坡面曾多次發生過淺表滑塌、小型滑坡。一旦發生較大或較深滑坡，將嚴重威脅管道運行安全。

圖 1 西山水庫堤壩全貌

隱患分析

（1）滑坡結構形成。經現場調查分析，該處滑坡體堤基均由素填土組成，其表層為近幾年新增的2 m左右的填土，極其松散、孔隙率較大，滑坡主要為圓弧滑動，潛在滑動面深度可能達到5 m～7 m，坡度30°～50°，有引發深層滑坡可能（圖 2）。

圖 2 滑坡邊界示意圖

（2）滑坡變形特征。滑坡體及不穩定邊坡變形為垂直和水平位移，表現為地表變形、裂縫，前緣鼓脹，淺表土體滑塌、形成滑坎等現象。前緣為下游的水塘，后緣為小路，左緣為排水溝，右緣為治理前形成的陡坎。

（3）影響因素分析。土質滑坡形成和發生的主要影響因素有：地質因素（較厚松散堆積層）、地形地貌（邊坡高差最大約9 m）、降水及地下水（降雨量大、下滑力大、剪切應力效應增強）、人類工程活動影響（高陡填土邊坡不穩定、壓密夯實不夠，未做防滲處理，水力影響大，穩定性降低）。

（4）穩定性分析。采用極限平衡的基本理論和方法分析：天然工況下，斜坡淺層發生滑動搜索界面、斜坡深部搜索滑面兩者的穩定性系數分別為1.187、1.250，大于1.15（規范要求），均處于穩定狀態；暴雨工況下，兩者的穩定性系數分別為1.107、1.150，前者基本處于穩定狀態，后者處于穩定狀態，但安全系數較小。為保證滑坡體長期穩定，應采取相應的防治措施。

防治措施

（1）治理區坡體整體有深層滑動的可能性，同時考慮管道保護的需求，坡體前緣設置抗滑樁，提高整體穩定性的同時消除作用于管道的潛在滑坡推力。

（2）治理區坡面中上部在滲流力作用下存在淺層滑動，設置錨桿格構加固坡體。

（3）在管道上方設置插入式預制方樁用于保護管道，樁頂設置冠梁錨桿，冠梁可作為格構底梁。

（4）在壩體上游設置塑性混凝土防滲墻，減小壩體內水頭，防止壩體滲透變形。

（5）設置管道振弦式應力應變監測點，用于監測施工過程及后期運行中管道受力變形情況。

（6）采用Morgrnstern-price法，用Geo-studio數值模擬軟件進行定性和定量分析結果顯示，治理后滑坡災害體在天然狀態下和暴雨工況下的穩定性大幅提升，管道的變形和應力減小，滿足安全要求。西山水庫滑坡地質災害管段再未發現滑坡變形跡象。

啟示

（1）對于類似管道地質災害問題，應從現場勘查入手，分析成因和主要影響因素，通過數值模擬計算進行穩定性評價，有針對性地制定防治措施。

（2）應設置坡體位移監測點，實時監測邊坡的穩定性。在治理工程結束后要長期監測，并定期開展防治工程效果評估。

作者簡介：毛俊輝，高級工程師，中國石油大學（北京）工學碩士。東部儲運公司管道保衛部管道工程科科長，長期從事原油長輸管道完整性管理工作。聯系方式：18552920512，maojh@pipechina.com.cn。