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管道研究

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山区管道地形急变带灾害影响与防控建议

来源:《管道保护》杂志2021年第1期(总第56期) 作者:赵宇 时间:2021-1-19 阅读:

赵宇

中国科学院 水利部 成都山地灾害与环境研究所

 

 

摘  要:西南山区是典型的地形急变带,急变带内滑坡、泥石流突发性明显、频率高、冲击力大,具有高速远程滑动和流动的特点,对在役管道安全构成严重威胁。提出减灾关口前移,管道路由能绕尽绕地质灾害链,“坡到顶,沟到头”全方位地质灾害调查和勘察等管控建议,为提高急变带内管道地质灾害风险防控水平奠定良好的基础。

关键词:山区管道;地形急变带;滑坡;泥石流 

 

近年来,随着我国油气管道建设的快速发展,越来越多的管道长距离穿行于山高谷深坡陡的山区。因西南山区特殊的地形地貌,使现行管道设计理念、管道地质灾害风险管控方法和技术面临极大挑战。为此西南管道公司提出“山区管道”概念,黄维和院士提出应重新认识山区管道,提升管道本质安全和公共安全观点。对于管道行业统一认识、发展山区管道理论和技术、提升现行法律制度和标准规范、保障山区管道安全有重要指导意义。

1  地形急变带地质灾害特点

西南山区管道是唯一跨越中国地势三级阶梯的油气管道,区内整体海拔100~5000 m,谷底和山岭的高差常超过1000 m,切割强烈,高差悬殊,属典型的地形急变带[1](图 1)。急变带内按照现在普遍适用的管道设计理念和设计标准建设的管道,由于大梯度高差使管道输送压力损耗导致油品投运困难,或因斜坡变形推挤管道造成管道断裂破坏等严重事故。

地形急变带内大梯度高差具有的高位能、高烈度地震带,活动断裂发育,地表风化强烈,岩土破碎,降雨充沛等,具有较一般山区更多的孕灾环境和致灾条件,致使崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害高发、频发(图 2 )。极端情况下如高烈度汶川地震断裂带内,可能产生崩塌-滑坡-泥石流-堰塞湖-溃坝洪水等链生灾害链[2],山区管道监测预警及工程防治难度极大。

地形急变带内崩塌、滑坡、泥石流突发性明显,频率高,冲击力大,具有高速远程滑动和流动的运动特点,岭脊狭窄,油气管道近距离并行,管道设计、施工、运行及维抢修难度极大,后期运营安全隐患较多(图 3)。

地形急变带的滑坡、泥石流常发生于高海拔位置,携巨大能量从高陡坡、狭陡沟道剪出或撞击两侧沟道倾斜而下,以一公里以上运动距离远程高速滑动[3,4],滑坡体常常解体成碎屑流或者泥石流,形成灾害链,造成重大损失,对管道安全构成较大威胁。此类滑坡、泥石流具有极强的隐蔽性,常规调查难以发现,监测预警也很困难,应该予以重视。

2  地形急变带地质灾害防控建议

地形急变带滑坡、泥石流地质灾害需要借助先进遥感技术结合野外现场进行筛查,在认识其形成机理、活动演化特征、致灾条件的基础上,开展专题研究,才能不断加深认识,提升管控水平。以下提出几点建议供参考。

(1)将减灾关口前移,切实加大管道路由选定阶段的人力、物力和时间投入,增加野外工作量,加大勘察深度和范围,遇大规模灾害隐患点和可能产生灾害链的位置能绕尽绕,或者以隧道、桥梁通过,为管道地质灾害风险管控奠定良好的基础。

(2)除地形急变带滑坡、泥石流外,强调对所有可能对管道造成影响的地质灾害进行调查和勘察,并预测灾害影响区和管道空间位置关系。

(3)地质灾害问题和勘察务必做到“坡到顶,沟到头”,认识其发展演化规律,为地质灾害风险管控提供依据。

(4)管道在地形急变带翻越分水岭或沿山脊敷设时,应该尽量压低翻越垭口的高度,避免因为过大的高差和坡长导致设计施工运维困难和油品投运受阻。

 

参考文献:

[1] 宋志,倪化勇,张永双,杨志华,冯伟.四川盆周地形急变带地质灾害分布与区域特征[J].地下空间与工程学报,2018(S1):451-460.

[2] 谢 洪,王士革,孔纪名. 512汶川地震次生山地灾害的分布与特点[J ].山地学报,2008,26(4):396-401.

[3] 殷跃平,王文沛,张楠,闫金凯,魏云杰,杨龙伟.强震区高位滑坡远程灾害特征研究——以四川茂县新磨滑坡为例[J].中国地质,2017,44(5):827-841.

[4] 李宁,唐川,龚凌枫,杨成长,陈明,甘伟.急陡沟道泥石流起动特征模型试验研究:以汶川县福堂沟为例.地质学报,2020,94(2):634-647.

 

作者简介:赵宇,1962年生,中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所研究员,博士,研究领域:滑坡发生机理,地质灾害风险评价及监测预警,管道工程减灾防灾。联系方式:18980734291,819498923@qq.com。

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