邓克飞

北京天然气管道有限公司陕西输气管理处

摘  要：以陕京管道陕西段为例，介绍了地质灾害识别与评价依据、分级防控原则等，分析了滑坡和煤矿采空区两种典型地质灾害的识别与评价及防控措施，为相关工作提供借鉴。

关键词：陕京管道；地质灾害；滑坡；煤矿采空区

地质灾害是管道安全运营的主要风险源之一。严重的地质灾害可导致天然气管道发生破裂中断供气服务、泄漏爆燃还会造成人员伤亡和财产损失等。陕京管道沿线经过沙漠、山区、平原等地貌，受到洪水冲刷、黄土湿陷、煤矿采空、滑坡、沙土流失及山体崩塌等地质灾害影响，近年来发生多起管道降压输送甚至停输事件，管道安全运行面临较大的威胁。因此，提前发现和识别威胁管道安全的地质灾害，做到“治小治早”实现有效防控，是地质灾害风险管理的重点。

陕京管道陕西段典型地质灾害为滑坡、黄土湿陷、煤矿采空区及沙体侵蚀等四种，以下重点分析滑坡和煤矿采空区两种地质灾害的识别及其防控措施。

1 地质灾害的识别与防控

1.1 地质灾害的识别与评价

地质灾害的识别与评价，首先要掌握地质灾害的动力条件和危害因素，包括地质条件、地貌条件、气象条件和人为地质活动，其次要掌握地质灾害的形成要素及地质结构特征，例如滑坡灾害需要具备滑坡体、滑坡面等特征。依据SY/T6828―2017《油气管道地质灾害风险管理技术规范》对管道沿线地质灾害进行评价，根据风险高低水平进行分级防控。

地质灾害分级防控的原则是：高风险须立即整治，较高风险应进行专业监测或限期整治，中风险需做好重点巡检和简易监测，较低风险应加强日常巡检，低风险可暂不采取防控措施。

1.2 地质灾害防控

开展地质灾害的识别与防控，管理者需要掌握“懂、找、看、判、控”工作方法，即懂灾害知识、找灾害类型点、看危害因素、判断可能性（易发性）、控制危害发展。其中控制危害发展主要分为主动防控和被动防控两种。

（1）主动防控。主动防控就是及早发现和尽快治理。灾害发生前在一定时间或一定区域均有前兆，如果在尚未发生或处于萌芽阶段时就及时治理，可以避免很多管道地质灾害。在管道选线阶段、建设期间或建成后，局部调整线路走向绕避灾害点或提前对管道沿线的地质灾害进行必要的治理，以消除或减小灾害发生的可能性。通过有效的水工保护工程治理措施对管道及附属设施进行灾害防护等，可有效降低地质灾害对管道造成的威胁。

（2）被动防控。被动防控是在地质灾害发生后 对管道及其附属设施采取修复措施或保护措施，消除或减轻其对管道的影响。如设置保护套管、堆砌支撑沙袋、建造管道防护拱、改变管道埋深、开挖管道释放应力等。审查防护工程方案时，要充分考虑技术可行性和经济合理性。

1.3 效能评价

在地质灾害识别、评价和防控的全过程中，应及时建立灾害失效数据库，统计灾害发生的时间和空间频次，对比分析灾害后果及防控效果，按照持续改进的原则，完善管道地质灾害识别、评价、防控等管理流程，提高管理水平。

2 典型地质灾害防控

2.1 滑坡灾害防控

以2019年陕京一线管道府谷县境内S1a1305处山体滑坡为例（图 1），采取故障树方式对滑坡灾害进行识别，找出发生灾害的动力条件和要素，通过看地貌条件、看地层岩性、看外在影响、看地质构造，判断滑坡体灾害可能性，然后确定区域内滑坡体位置，从而识别滑坡危害。造成滑坡灾害的因素包括水蚀导致的原有岩土体平衡破坏，坡面出现的两处环形下切发育裂缝， 35度坡体堆积的碎石和土混合物以及坡体底部存在风化软弱岩土层。

滑坡灾害防控主要包括人防、技防和物防措施。人防由巡检员、作业区、管理处管道科实施三级巡检；技防采取埋桩法、埋钉法和贴纸法等三种观测方法（简称“埋埋贴”观测法），并在两处安装应力应变片实施了应力监测和遥感监测。物防主要采取“上中下”工程措施，即滑坡体下游压重护角和抗滑、中部清理滑坡体锚固、上游设置截排水和减重设施。经整治后的滑坡体现场见图 2，上游修筑了排水渠将汇水截止并排散至较远区域，中部硬化夯填防护，底部为沟槽回填支撑和抗滑混凝土挡墙。

2.2 采空区塌陷灾害防控

采空区识别首先通过地方政府确认地下矿藏分布及采空区域位置，也可通过地质勘察确定地下采空情况。其次观察地表塌陷情况，包括地表出现裂缝和台阶、塌陷坑，形成塌陷盆地，以及周边建筑物、公路变形情况等，综合判断采空区现状（图 3）。

管道位于采空区不同区域时所受危害不同，如位于采空区外边缘区，地表下沉不均匀、土体形成拉伸裂缝，管道受到轴向拉伸应力；位于内边缘区，地表下沉相对均匀、土体一般不产生明显裂缝而是发生局部鼓胀，管道受到轴向压缩应力易发生弯曲变形；位于采空区中间区域，管道可能长距离悬空。详见图 4。

采空区灾害防控中，人防措施包括专项排查、专项巡护、信息沟通、法治教育、宣传告知和协调地方关系等。技防措施包括：安装应力应变监测系统，监测管道的应变情况和管道周边土体压力变化，推断可能的土体沉陷、土体挤压等，发送预警信息；通过地质勘探确定煤矿采空区分布情况；以卫星坐标跟踪技 术开展区域采空沉降分析，以及针对采空塌陷区域的地表裂缝和沉降情况开展裂缝和地表沉降移动监测，及时发现塌陷趋势（图 5）。

采空区物防采用“上中下”处理法：即上层采取换土封闭裂缝、修筑排水渠排水等防渗措施；中层开挖管道覆土进行应力释放；下层采取注浆、砌石等支护方式。具体包括六项措施：开挖管沟释放应力措施，即以沉陷“盆”底部为中心，沿管道轴向方向分别向两侧开挖，开挖总长度应基本接近于距沉陷边缘的2倍，开挖后，保持足够长的敞开时间，以充分释放沉陷“盆”及边缘处管道的变形应力。减载释放应力措施，即可采用轻质砖等比原状土轻的材料进行更换，减少压覆载荷。地表封闭防渗措施，即沿裂缝两侧各扩30 厘米，按1.0∶0.5放坡，放坡下挖50 厘米夯实裂缝，如果裂缝较小可直接夯填黏性土。巷道支撑措施，即在具备条件的已经知晓的管道底部采空区巷道，从巷道底部至洞顶堆砌浆砌石墙或浇筑混凝土等支撑巷道上方覆土层。压浆和充填措施，即采用混凝土压浆充填洞隙、固结岩土体防止地面塌陷或采用碎石填料自行沉落填充塌陷坑。结构物跨越采空区措施，即在非塌陷区稳定基础上架设桥梁或钢筋混凝土网格梁稳固管道。

3 结语

管道地质灾害防控必须围绕风险识别，坚持隐患治理、预防为主理念，注重防控措施与标准化管理相结合，实现地质灾害防控的持续改进提升，提高管道企业安全管理水平。

    作者简介：邓克飞，本科学历，注册二级建造师，现任北京天然气管道有限公司陕西输气管理处管道科科长，从业期间发表多篇管道管理实践论文。联系方式： 17792109822，17131919@qq.com。