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管道研究

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川渝地区油气管道地质灾害防治措施

来源:《管道保护》2022年第2期 作者:曾洪涛 时间:2022-3-28 阅读:

曾洪涛

国家管网集团华南分公司

 

摘要:川渝地区以山地、丘陵为主,频发的地质灾害往往给油气长输管道带来较大安全风险,做好地质灾害防治工作十分关键。通过列举案例总结了川渝地区管道地质灾害主要类型及工程治理措施,为同类型地质灾害防治工作提供了借鉴。

关键词:油气管道;地质灾害;工程治理措施;川渝地区

 

川渝地区四周为海拔2 km~3 km的山脉和高原,内部海拔300 m~500 m,主要以丘陵、平原、低山为主,地势北高南低,雨水充沛。地貌单元大体可分为丘陵及平原型、低山型[1]。长输油气管道地质灾害类型以崩塌、滑坡、河沟道水毁、坡面水毁、台田地水毁最为常见,其中危害最大的为滑坡灾害,数量最多的为坡面水毁和河沟道水毁。滑坡以浅层土质滑坡为主,规模一般不大。河沟道水毁主要发育在山间河流地带,表现为沟底冲刷、岸坡垮塌。地质灾害的发生具有明显的季节性,主要集中在汛期降雨量最大的时间段,一般为每年的4月至9月,随着降雨量增大灾害发生概率增大。本文总结了管道常见的七种地质灾害防治措施。

1  崩塌(危岩)

工程治理措施:应优先考虑清理危岩,其次增加管道覆盖层厚度,最后采取其他工程防护措施。目前常用防护方法有修建拦截建筑物、加固危岩体、 沙袋覆盖、修建排水设施、加盖防护网等。

工程实例:某管道位于山林垂直等高线下陡坡,管道右侧上边坡基岩裸露、裂隙发育、风化强烈,存在崩塌掉块风险。为减小崩塌落石对管道的伤害,上部斜坡段采用削坡方式,放坡成二级台坎,整体坡地减缓,提高了稳定性;下部斜坡采取先清表、后挂防护网方式进行防治,目前坡体趋于稳定(图 1)。



图 1 加挂防护网防治崩塌


2  滑坡灾害

工程治理措施:不稳定滑坡主要以浅层滑坡为主,治理多以防护工程为主,包括排水、加固支挡工程措施。个别大型滑坡可以采用抗滑桩和抗滑挡墙的方式。滑坡治理工程应在一定周期(通常是一个水文年)后委托专业单位开展工程效能评价,对工程的防护效果、科学性、经济效益及合理性进行评估,并据此优化完善后续防治工程方案设计和投资预算,提高治理效益[2]。

工程实例:某管道平行等高线沿坡体中部台田地敷设,2020年暴雨期间上部斜坡发生高位浅层滑坡,大量水流夹杂块石顺沟而下,管道上部已建挡墙被冲刷破坏造成整体垮塌。随后采取修建抗滑挡墙方式治理(图 2)。



图 2 修建挡墙治理滑坡


3  不稳定斜坡

工程治理措施:不稳定斜坡岩性以松散坡积层为主,坡度较陡,如果坡面没有设置挡墙及修建排水沟引流,可能会引起坡面局部汇水冲刷引发滑坡发生。不稳定斜坡的防治方法有分级支挡、斜坡护坡、坡面排水等。

工程实例:某管道穿越G210后垂直等高线上坡,坡度30°,坡长40 m,上部为台田地,因上部台坎土层较厚,为确保斜坡的稳定性修建了三级挡墙。经过汛期验证,设置分级挡墙后土体稳定未发生滑坡(图 3)。



图 3 设置三级挡墙治理不稳定斜坡


4  河沟道水毁

工程治理措施:管道通过河沟道时采用护岸挡墙+沟道护底或修建固床坝的综合防治方式,以稳定岸坡、防止沟底冲刷、保护管道安全。

工程实例:某管道垂直等高线下坡后斜穿河沟,汛期河道内水量较大,冲刷力较强,两岸挡墙基本完好,沟底暂无防护,有较多块石堆积,粒径 0.3 m~2.0 m。影响主要表现为河床下切、岸坡侧蚀作用,因长期水流冲刷造成露管或悬管。通过修建河道护底对穿河管道进行保护(图 4)。



图 4 修建护底防治河道水毁


5  坡面水毁

工程治理措施:针对坡面汇水冲刷或侵蚀灾害,采用截排水沟+截水挡墙方式疏导坡面截排水,清理、修复截排水沟,防止管道区域坡面汇水冲刷。

工程实例:管道垂直等高线穿山谷后上陡坡,上部坡面汇水段曾发生过冲刷露管,已建坡面护坡基本完好。为进一步减轻汇水对管道区域造成冲刷,在已建挡墙和对管顶采取硬化保护基础上修建排水沟,疏导水流至远离管顶一侧(图 5)。



图 5 新建排水沟疏导水流


6  台田地水毁

工程治理措施:针对台田地汇水冲刷或台坎垮塌,采用浆砌块石挡墙方式恢复垮塌的台田地土坎或加固台田坎,防止管道区域造成汇水冲刷。

工程实例:某处管道垂直等高线上坡,存在台坎挡墙发生局部损坏风险。为确保雨季期间挡墙不发生整体垮塌,拆除破损挡墙并在原基础上加长,从而确保高田坎的整体稳定性(图 6)。



图 6 加长挡墙防治台田地垮塌


7  地面塌陷和沉降

工程治理措施:如果回填土未压实出现土质疏松,在降雨时随雨水流动发生土壤流失。连续降水使地面下沉甚至塌陷,导致管道埋深不足或露管[3]。采取排泄、疏导、堵水等水工保护措施防止地面塌陷,管道施工完毕回填和塌陷坑回填时需夯实。

工程实例:某处管道垂直穿越乡村水泥路下坡,路基下边坡坡度较缓,现状基本稳定,上边坡已建挡墙结构基本完好,在路基内侧形成了明显的沉降洼地,长4 m,宽 1.2 m,沉降高度2 m~5 m,沉降位置恰好在管顶附近,管顶埋深1.5 m,继续沉降可能会引发管道变形。经与路政部门协调对沉降段路基重新回填压实,公路沉降路面采用钢筋砼 C25 重建(图 7)。



图 7 沉降路面钢筋砼治理示例


8  结语

根据川渝地区管道沿线地质环境条件、地质灾害类型及分布特征、地质灾害易发程度和其对管道的危害性,为确保管道安全运营,按近期、中期和远期规划,分期分批进行地质灾害防治。近期规划为1年之内,中期规划为2~3年,远期规划为3~5年。以实事求是的科学态度,遵循科学规律,结合管线实际,合理规划安排防治工程项目,达到管道安全运营和防灾减灾的目的。

 

参考文献:

[1]魏孔瑞,姚安林,鲜涛,任顺顺,聂秋露.川渝地区山地管道主要地质灾害成因及工程治理[J].管道技术与设备,2015(02):19-21.

[2]王宇.长输油气管道地质灾害防治统筹管理浅析[J].化工矿产地质,2021,43(04):356-363.

[3]康春景,高轩,何旭麟. 湿陷性黄土地区长输管道工程地质灾害分析及管控[J].中国资源综合利用,2020,38(03):119-121. 


作者简介:曾洪涛,1993年生,助理工程师,2018年研究生毕业于昆明理工大学建筑与土木工程专业,现主要从事管道管理工作。联系方式:18206812629,2603538847@qq.com。

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