刘惠军 程琳

成都理工大学

 

 

摘  要：中国山地分布较多，管道建设和运行中不可避免地会遇到很多地质灾害。目前对灾害机理的认识还不够深入，灾害发生的许多影响因素尚不明确，需要把握问题和短板，有针对性地深入研究。对山区管道地质灾害特点和防治面临的问题进行了初步分析，提出了措施建议。

关键词：山区管道；地质灾害；滑坡；泥石流；防治措施

 

我国西南山区管道沿线地形地貌条件复杂，年降雨量大且暴雨频繁，地质灾害频发[1]。预防并避免山区地质灾害对管道造成影响，减少灾害造成的损失非常必要。

1 管道地质灾害特点

管道地质灾害可分为岩土类灾害、水力类灾害和地质构造类灾害。主要有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降等，但对管道影响最大的是滑坡、崩塌、泥石流[2]。

地质灾害具有以下特性。

（1）隐蔽性。许多灾害在工程建设时并不明显。随着植被覆盖率提高，灾害被植被覆盖，地貌特征不明显。也有一部分地质灾害发育处于较高高程位置，在进行隐患点排查时较难发现。

（2）突发性。由于管道是线性工程，许多灾害发生突然，在监测空档期就会造成管道受损，难以事先预防和开展前期准备，只能被动接受其破坏。

（3）复杂性。目前对灾害机理的认识还不够深入，灾害发生的许多影响因素尚不明确。同时各个地方地质情况复杂，构造发育、新构造运动差异较大。另外灾害受降雨、地震、人类工程活动影响大，加剧了其复杂性。

（4）连锁性。管道地质灾害后果往往比较严重，如管道受损造成油气泄漏会发生爆炸和环境污染；山区管道附近发生崩塌，很有可能砸伤管道，引发管道灾害和安全事故[3,5]。

同时，灾害形成、发生、发展是一个长期动态的过程，这意味着只要管道在灾害就在，就像人生病一样，这是一个长期相伴相生的状态，要有长期防控、治理的准备。

2 管道地质灾害防治

针对管道沿线发生最多的崩塌、滑坡、泥石流三类地质灾害提出防治措施建议。

2.1 滑坡灾害的防治

滑坡是常见的一种灾害，如果滑坡发生滑移变形，将会造成管道的同步变形。当滑坡发生蠕滑或局部滑塌时，将会使管道发生露管、悬管或挤压弯曲变形；当滑坡发生整体滑移变形或下滑时，下滑力将会使管道发生大的变形破坏，使管道发生破裂或断管。当管道位于滑坡体内横向或斜向敷设时，受滑坡的剪 切破坏作用较大，将发生弯曲变形或断管；当管道位于滑坡体内纵向敷设时，受滑坡的拉张破坏作用较大，将发生拉（破）裂或断管。

滑坡防治措施主要从减轻水的影响和对滑坡进行工程治理两个方面展开。水是影响滑坡稳定性的主要因素，排水工程投资少，但其效益比高，排水措施的修建可提高岩土体参数，增加其稳定性。一般是在滑坡体外修建截水沟，在坡体内修建排水沟。另外当管道经过斜坡体，应尽可能在管道周边修建截水设施，防止水从管道下部形成通道，消除和减轻地表水和地下水的危害；滑坡体治理工程主要是抗滑支挡措施，主要类型为挡土墙和抗滑桩，其他有锚杆或锚索等。

管道滑坡灾害防治工程要求如下。

（1）防治前应核实管道与滑坡滑动面、剪出口及滑坡其他主要要素的空间位置关系。

（2）有针对性地布置勘测剖面，滑坡主、辅纵剖面上应包含管道，管道上下方应至少布置一个勘探钻孔，或探井、探槽等山地工程或物探工程。

（3）除考虑滑坡因素外，还应考虑滑坡与管道的空间位置关系、管道的敷设方式、工程施工对管道的影响等。

（4）慢速滑坡可采用管体应力释放、稳管墩等管道防护措施。

2.2 崩塌灾害的防治

崩塌按岩土性质分为岩质崩塌和土质崩塌。其多分布于高陡地形部位，崩塌受振动和降雨的影响因素较大：当管道位于崩塌（危岩）体下方，如果崩塌（危岩）体发生崩塌坠落，可能导致管道被砸中而受到冲击破坏。管道直接受到崩塌（危岩）体坠落物的冲击，冲击力过大或坠落物进入覆盖土体深度过深，将会使管道发生挤压弯曲变形、破裂或断管；但当管道距离坡脚较远时，受到崩塌（危岩）体坠落物直接冲击的影响较小，将会使管道被崩塌堆积体深埋，管道可能因崩塌堆积而受压。位于崩塌（危岩）体上方或后缘的管道，如果管道前缘崩塌（危岩）体发生崩塌坠落，将会使管道发生裸露管、悬管；当管道位于崩塌（危岩）体内部或影响区内时，将会使管道发生挤压弯曲变形，严重时可能造成断管。

崩塌防治措施的选择和工程措施的可行性有关，如果崩塌体位置高，工程施工难度大，主要采用被动方案，常见的措施有，被动网、拦石墙，工程方量大时可采用棚硐等；如果崩塌体位置低，施工可行，主要采用主动工程措施，包括清危、主动网、凹腔嵌补、裂缝封闭、锚固等措施。

管道崩塌（危岩）灾害防治工程要求如下。

（1）防治前应核实崩塌体崩落方向，估算崩塌体崩塌后可能的运动轨迹及其到达管道附近时的速度大小、方向。

（2）有针对性地布置勘测剖面，查明管沟区域地质条件，可采用必要的勘探手段。

（3）根据管道与崩塌体空间位置关系、管道敷设方式进行防治工程设计。可采用的防护措施包括：在管道上方设置盖板、防护拱、拱棚，堆砌沙袋，或在管沟设置土工栅格等。必要时可采取管道改线、加大埋深等措施。

2.3 泥石流灾害的防治

泥石流是山区沟谷中常见的灾害，管道沿泥石流沟谷敷设穿越泥石流沟形成区和流通区时，由于受泥石流侵蚀、冲刷和冲击作用，沟道将发生冲刷、侵蚀下切，岸坡将发生侵蚀、坍塌、崩滑等破坏特征，使沟道内管道覆盖层变薄，发生露管或悬管；同时受洪流及所夹杂的浮木、树枝和石块、巨砾冲（撞）击，将会使裸露、悬空的管道防腐层破损或受侧向挤压发生弯曲变形，甚至发生破裂或断管。当管道穿越泥石 流堆积区时，泥石流沟道将被淤堵、淤埋，使管道被泥石流堆积体深埋，造成管道因堆积而受压；在岸坡段敷设的管道受岸坡侵蚀、坍塌、崩滑破坏的影响，将会使管道发生露管、悬管或挤压弯曲变形，如果受力过大，将会造成管道变形加剧，甚至发生断管；防治措施主要有：修建桥梁涵洞、明硐、渡槽、顺坝、丁坝、导流堤、急流槽、束流堤、拦渣坝、储淤场、截洪工程等。

                    

管道泥石流灾害防治工程要求如下。

（1）通过考察分析核实泥石流的物质来源、停淤线与管道空间位置关系，重点分析管线分布于泥石流发育的具体区域，以及区域的变化情况。

（2）防治前应至少绘制一条沿管道方向的勘测剖面。查明管沟区域地质条件，必要时可布置勘探钻孔、探槽等山地工程或物探工程。

（3）治理工程宜根据泥石流的地质背景、形成条件、分布特征、类型和管道敷设情况采取综合治理措施。

3 结语

管道地质灾害防治目前已取得了较大成效，保护了管道安全，对管道的安全运行起到了重要的作用。但目前还面临一些问题，表现在防范意识需要加强，对从业和相关人员要加强地质灾害防控的培训和宣传；增加科技支撑，推广自动化和智能化措施应用，实现空天地一体的识别、监测、预警；加大投入，研发新的地质灾害防治设备和专项工艺工法。在管道建设的选线阶段尽可能查清地质灾害分布位置和产生的危害；设计中要尽可能考虑到未来由于管道建设和运行造成的地质环境变化诱发的地质灾害，做到早预防、早处理；在运行中要考虑由于强降雨、地震和其他工程活动产生的地质灾害。

 

参考文献：

[1] PENG T,WANG S. Effects of land use, land coverand rainfall regimes on the surface runoff andsoil loss on karst slopes in southwest China[J].CATENA,2012,90:53-62．

[2] 冼国栋，吴森，余东亮，刘惠军，等.油气管道地质灾害风险性评价原理与方法[M].北京：科学出版社.2019.13-18.

[3] 罗志强，夏敏，敖波.山区天然气管道地质灾害防治工作思考[J].石化技术， 2020， 27(01)： 132-134.

[4] 孟国忠.山区油气管道地质灾害防治研究[M].北京:中国大地出版社.2008.177.

[5] 赵勇.天然气管道储运过程中的安全管理探究[J].石化技术， 2019， 26(1)： 179， 189.

 

作者简介：刘惠军，1972年生，现为成都理工大学研究生导师，长期从事地质灾害领域的相关研究工作。联系方式： 13558635582，736165148@qq.com。