编者按：复杂地质条件下地质灾害往往孕育、发展于管道的全生命周期。尽管地质灾害只是影响管道全生命周期安全因素的诸多因素之一，但是由于其发生、发展的不确定性和突发性，风险和破坏程度的难以预测性，以及后果的严重性，成为管道安全建设和运营的重大安全威胁。

随着管道建设的发展，管线不断向自然条件恶劣、包括复杂地质条件地区延伸，如何在规划建设阶段（规划、选定线、设计、施工）识别、绕避、防治地质灾害，在管道服役期对地质灾害进行风险分析和管理。带着这些问题，《管道保护》主编朱行之采访了中国科学院成都山地灾害研究所赵宇研究员。

问： 什么是复杂地质条件？在役管道地质灾害类型和发育程度主要由什么因素决定？

答： 复杂地质条件是指所处区域地质构造发育（如处于深大断裂带及其附近）、地层中岩性软弱（如以泥岩、页岩、千枚岩、板岩等为主或湿陷性黄土、结构性软黏土分布范围大）、新构造运动强烈(地震活跃且烈度高)、岩溶发育、斜坡重力作用强烈等，这些因素常常并存叠加，是地质灾害的高发、易发地区。

在役管道地质灾害类型和发育程度取决于其所处的地质地貌、地层岩性、气象、水文等环境条件的影响，同时也受管道施工敷设方式、管道埋深等因素影响。如中缅管道地质灾害类型主要以滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷、水毁等为主；青藏地区格拉管道主要发育多年冻土、冻融泥流等灾种；穿越黄土高原、秦岭山区的兰成渝、陕京线、兰郑长管道则主要受黄土滑坡、泥石流、地面塌陷和水毁等灾害威胁。

由于工程扰动，在役管道运营3―5年内地质灾害会呈高发态势，然后逐渐达到平稳。若遇到强烈地震、极端气候、大规模人工活动等造成管道沿线地质环境发生较大变化时，地质灾害可能再次进入多发期，加大在役管道安全风险。

2010年是本世纪以来我国气候最为异常的一年，该年旱涝灾害交替，强降水事件频繁发生、强度之大和范围之广为历史罕见。据统计， 2010年的强降雨使投产6年的忠武输气管道地质灾害增加了226%，水毁占总灾害比例从2005年的45%增加到88%；投产8年的兰成渝原油管道地质灾害增加了141%，水毁灾害比例从27%增加到37%；投产9年的涩宁兰输气管道地质灾害增加了279%（图 1）。

图 1  忠武管道2010榔坪河水毁露管

问： 复杂地质条件下，管道选定线应该遵循的基本原则是什么?

答： 复杂地质条件下，管道选定线应该优先考虑地质因素，即遵循“地质优先”的原则。“地质优先”是指在选位定线时首先考虑线路走向的区域地质背景、深大断裂分布、新构造运动强度、区域岩性条件、地表外动力地质作用方式等，尽量避开地质灾害易发、高发区，把绕避大型地质灾害点作为选定线的首要控制因素。

正确的选定线是管道减灾防灾工作的基础，既决定了管道的建设和运营成本，也决定了未来管道减灾防灾工作量。复杂地质条件下，越岭选线和河谷选线十分关键，其好坏基本决定了线路的优劣，是整个线路的关键控制性工程。越岭位置要尽量避开地质灾害或地质灾害隐患点，大型山岭的穿越要综合考虑宏观地质构造和局部地质条件，在尽量绕避或者大角度穿越高地震断裂带、地形激变带时，尽量避开大型滑坡和滑坡连续分布地段，岩层顺倾地段和厚层堆积层地段，避免施工开挖造成新的滑坡和危岩崩塌（图 2、图 3）。

越岭方案可选择隧道穿越、路堑开挖和沿山脊敷设，但是要注意避免长隧道、深挖堑，沿长陡坡敷设时要适当控制其坡度和长度，减少施工对环境的破坏和影响。

山区河谷地段地势陡峻，弯多沟窄，地质复杂， 不良地质地段较多，对施工及运营均不利，是选线的重点和难点。线路的左右岸摆线和穿跨越出入口的确定，要根据峡谷自然地形、地质构造和水文地质特征及建筑物的分布情况，选择有利的一岸，尽量绕避不良地质地段。

问： 我国目前管道选定线常见的有哪些问题？

答： 我国目前选定线存在的问题主要包括只注意经济效益，不考虑地质条件；只注意局部地质条件，不注意全线路地质背景；对线路存在的地质灾害的潜在威胁认识不足。

某线性工程选线时只注重局部地质条件的分析而忽略了对区域地质背景的把握，线路沿大的断裂破碎带敷设，致使线路建成后灾害不断，给其安全运营造成严重的威胁和巨大的经济损失。再如兰成渝管道万家大梁隧道出口位置选择不当，导致滑坡对运营管道产生严重危害（图 4）。

图 4  隧道口管道施工形成滑坡

选定线过程中正确的做法是要始终抓住主要矛盾，重视大的区域地质构造和地质历史沉积环境变化，根据宏观区域地质背景确定线路大的走向，绕避具有区域控制性的高地震断裂带和破碎带，再结合具体灾害点的小微地形地貌和地层岩性进行分析对比，根据管道灵活、易损的特点，选位布线可以做一些小范围调整，绕避局部灾害。

问： 滑坡、崩塌对管道的危害方式有哪些？滑坡崩塌地区管道选定线应注意的问题有哪些？

答： 从原则上讲，管道线路不应通过滑坡地带，输油气管道在选线时应尽可能避开灾害区域。但由于地质条件的复杂以及各种影响因素的不可预知性，管道不可避免地受到滑坡的威胁。滑坡灾害发生时，管道因承受运动物质的巨大拖曳力，而发生弯曲变形、拉裂甚至整体断裂等失效；缓慢滑坡可能导致管道大范围弯曲变形，突发滑坡则常常造成管道瞬间失稳。管道损坏轻者使管道架空，严重的可以使管道断裂，并且灾害的长度有时可达几十米甚至上百米。管线的泄漏或破坏不仅能立即导致火灾和爆炸，而且对环境也会产生长期的影响，造成巨大的经济损失。

鉴于滑坡、崩塌地质灾害带来的巨大威胁，因而管线在通过这些地区时应慎重选线并应该加强相关设计工作。在滑坡崩塌区管道的建设是以绕避为主，在难以改线的情况下，重视对滑坡、崩塌地区的风险识别与监测，并采取相应的防治措施，预防和减缓灾害对管道的破坏程度。

问： 滑坡崩塌地区管道防护措施有哪些？

答： 目前，对滑坡的治理主要是从以下几方面入手：一种是拦、排水措施，通过在滑坡体周围设置拦排水沟，减少雨水的入渗，提高滑坡稳定性；另一种是抗滑、支挡措施，通过设置支挡结构从而提高滑坡的稳定性；还有就是滑带土改良措施，此法通过化学方法改变滑带土的物理力学性质而提高滑坡稳定性；其他的治理方法还有减压反重等。以上各种方法从根本上来说是减小下滑力或者是提高抗滑力，最终结果都是提高滑坡的稳定性，减小滑坡对管道的推力作用，从而保证管道的安全运行。

在崩塌地区采取的措施一是治理崩塌危岩体，减小其发生可能性，从而可以保证管道安全；另一种就是对管道采取防护措施，通过降低崩塌落石对管道的冲击力确保管道安全，最为常见的是加大管道埋深和在管道上部堆放沙袋，当崩塌落石冲击管道时，达到有效地吸收冲击能量的目的。

问： 河 （ 沟 ） 道 水 毁 （ 含 洪 水 、 泥 流 、 泥 石流）危害方式分为几种？河（沟）道水毁的防治措施包括哪几类？

答： 河（沟）道水毁危害方式可划分为河（沟）床冲刷下切、河（沟）床淤（堆）积和岸坡侧蚀坍塌三种类型。河（沟）道泥流、泥石流对管道的危害方式分为漂管、悬空、推移和撞击四类，可能造成管道及光缆裸露悬空，屈曲、爆炸等，严重影响管道的安全运行。

河（沟）道水毁的防治措施包括： 对水流冲刷暴露的管道可采用石笼或钢管桩等临时稳管加固；对顺河床段和穿越河流段因水流冲刷已经暴露的管道应采用浆砌石或混凝土过水面进行管道防护；对水流持续冲刷下切的穿越河段，可在下游修筑谷坊、浆砌石或混凝土地下防冲墙等进行防护，同时应采用挡墙、护岸等措施护岸。如果沟道冲刷物中裹挟有较大的石块，还应采取一些防撞击措施，如管道外包砼或浆砌石护底等。

新疆库米什山谷地区，沿山谷敷设的管道和压重块都被泥石流巨大的推浮力推浮到地表，造成防腐层破坏及形成管道表面缺陷（图 5、图 6）。

问： 管道河（沟）道水毁治理工程存在哪些突出问题？

答： 泥石流的防治措施包括拦挡排疏等工程，在设计拦沙坝时，除考虑坝的稳定性外，还应该注意其疏水功能，否则可能会引起坝肩掏蚀，使防治工程失败（图 7）。

图 7 泥石流拦砂坝治理工程存在问题

当管道和泥石流“伴行”时，要考虑泥石流的侧向侵蚀，因为泥石流沿弯曲沟道运动时速度快、惯性大，在弯道凹岸处有显著的弯道超高现象。行进中的泥石流若突然受陡壁阻挡，会在凹岸底部产 生强大的环流，对凹岸产生极大的破坏力（图 8），拦沙坝设计不当造成管道基础不均匀沉降（图 9），所以，泥石流排导沟槽要增加防掏蚀和冲击的措施。 

问： 管道地质灾害可以通过监测提前预警吗？

答： 管道地质灾害可以通过监测提前预警，但是由于地质灾害成灾因素具有随机性和不确定性，造成了其监测预警的困难。实践中，针对具有蠕变特点的渐变型滑坡可以通过对斜坡整体变形趋势和降雨量等参数综合分析进行监测预警。但目前对于突发性、以及人力尚难以企及的高位高陡边坡、高位危岩崩塌仍然难以实现有效监测预警。

问： 管道地质灾害监测预警方案制订应该注意什么问题？

答： 管道地质灾害监测预警方案包括监测点的选择、监测线和监测网的确定、监测设备及参数的选型、通讯与能源供给方式、监测预警系统平台、预警模型与预警阈值、报警方式等。不同类型管道地质灾害由于其发生机理、演化规律不同，所以其监测预警方案也不尽相同。

需要特别强调指出的是，管道地质灾害的监测预警不是只靠高新技术的堆砌就能解决问题。对灾害发展趋势的正确评估和预测，是建立在监测分析人员扎实的专业基础、认真负责的工作态度和丰富的实践经验基础上，只有对灾害机理及其发展规律的深刻把握，对施工点地质资料的详细分析，才能做到心中有数，判断准确。

简介：赵宇，女，1962年出生，理学博士（中国科学院大学研究生院），研究员（教授级高级工程师），国际土力学及岩土工程学会会员、甘肃省管道保护协会理事、《管道保护》编委。民建四川省政策研究委委员，民建中央资源环境委委员。 1984、 1993年本、硕毕业于重庆大学岩土工程专业， 1985―1990年任教西南科技大学。 1993年入职中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所。 2006、2013、 2015年分别赴美国杜克大学、美国托莱多大学、英国圣安德鲁斯大学进行高访和合作研究。历任助教、助研、副研、研究员（教授级高级工程师）。多年来致力于滑面形成、岩土跨尺度破坏机理创新实验研究，积极参与生命线工程减灾防灾理论和技术研发。作为外委技术负责单位PI主持编定具有自主知识产权（专利，软件、关键核心技术）的“管道工程特殊地段选定线及勘察指南（岩溶、采空、滑坡（崩塌）、崩塌、泥石流、软土各1套）”“管道工程特殊地段基于应变设计指南”成套技术（岩溶、采空、滑坡（崩塌）、泥石流、软土、地震各1册）。