天然氣管道地質(zhì)災(zāi)害及其風(fēng)險(xiǎn)控制分析

錢東良

（山西省燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 030024）

天然氣是一種清潔型能源，環(huán)保高效，隨著社會(huì)的發(fā)展，這一能源在居民生活中得到了廣泛的應(yīng)用，為了滿足生活需要，國(guó)家大力建設(shè)天然氣管網(wǎng)工程，天然氣輸送范圍逐步擴(kuò)大，輸送距離逐步加長(zhǎng)[1]。不過(guò)，收益與風(fēng)險(xiǎn)是并存的，天然氣雖然擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，但風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高，管道如果收到地質(zhì)災(zāi)害影響破損，天然氣泄露，容易引發(fā)火災(zāi)及爆炸等事故。為了保障天然氣輸送的安全性，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于天然氣管道地質(zhì)災(zāi)害的防控，采取合理防護(hù)措施及治理措施。

1 常見天然氣管道地質(zhì)災(zāi)害

1.1 滑坡

如若天然氣管道敷設(shè)于滑坡區(qū)，受到具體敷設(shè)位置的影響，所產(chǎn)生的危害是不一樣的。最危險(xiǎn)的情況，是天然氣管道垂直主滑方向敷設(shè)于滑坡體上，管道需滑坡下滑力，如若受力超過(guò)管道抗剪強(qiáng)度，天然氣管道將直接被剪斷，天然氣管道敷設(shè)于滑坡前緣滑動(dòng)面的剪出口上方，情況也與此類似。當(dāng)天然氣管道處于滑坡前緣滑動(dòng)面剪出口下方，滑動(dòng)體會(huì)逐步堆積在管道上方并覆蓋管道，破壞敷設(shè)區(qū)域的地形地貌，形成穩(wěn)定性不好的斜坡，一旦出現(xiàn)強(qiáng)降雨、地震等情況，天然氣管道極易被剪斷。當(dāng)天然氣管道敷設(shè)于滑坡后緣影響范圍內(nèi)，雖然無(wú)需承受滑坡體的下滑力，但由于滑坡體的移動(dòng)，滑坡后壁臨空，繼而會(huì)形成不穩(wěn)定斜坡，導(dǎo)致特定條件下管道有被剪斷的風(fēng)險(xiǎn)。此外，天然氣管道敷設(shè)方向與滑坡主滑方向平行，靜止管道與下滑坡體將會(huì)產(chǎn)生剪切作用，當(dāng)管道抗拉強(qiáng)度超過(guò)滑坡下滑力，絕緣保護(hù)層將受到損傷[2]。

1.2 危巖崩塌

部分天然氣管道敷設(shè)在危巖崩塌堆積體的下方，一旦危巖崩塌，巖體墜落砸中管道，如若管道抗壓強(qiáng)度小于巖體沖擊力，那么管道有可能變形甚至破裂。而且，隨著巖體數(shù)量的增加，會(huì)造成較大的重力作用，導(dǎo)致管道因重壓而變形、損壞。

1.3 水毀

水毀有兩種情況，其一為坡面水毀，這一地質(zhì)災(zāi)害會(huì)大力沖刷水工保護(hù)、回填土、重力式擋土墻等構(gòu)筑物，導(dǎo)致天然氣管道裸露、懸空，絕緣層遭到破壞；其二為河溝道水毀，如若天然氣管道敷設(shè)于河流溝谷地帶，由于水流的持續(xù)沖刷作用，天然氣管道裸露、懸空或浮管。

2 天然氣管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制策略

2.1 防護(hù)措施

為了有效預(yù)防天然氣管道地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，可采取以下防護(hù)措施：①做好天然氣管道巡視檢查工作。定期巡檢，尤其是地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)及地形地貌復(fù)雜區(qū)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)滑坡變形情況，檢查滑坡體是否出現(xiàn)沉陷、垮塌、裂縫等問(wèn)題；②加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測(cè)。在管道設(shè)計(jì)前，做好地質(zhì)勘察工作，避開地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)設(shè)計(jì)線路，通過(guò)地球遙感圖像進(jìn)行監(jiān)測(cè)管道沿線地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況，標(biāo)注地震多發(fā)區(qū)、斷裂帶等高危區(qū)域，重點(diǎn)監(jiān)控；③不穩(wěn)定斜坡區(qū)域的管道防護(hù)措施。加強(qiáng)該區(qū)域的水土治理，對(duì)滑動(dòng)面進(jìn)行加固施工，應(yīng)用抗滑樁、擋土墻等方式穩(wěn)固斜坡體，采取導(dǎo)流措施將滑坡地表水引入至地下，促進(jìn)斜坡排水；④管道防洪措施。對(duì)于穿越河床、河灘等復(fù)雜地形的天然氣管道，應(yīng)做好防洪措施，基于河道特點(diǎn)選用剛性防護(hù)措施或柔性防護(hù)措施，對(duì)穩(wěn)定性較差的河床，進(jìn)行管樁加固處理[3]。

2.2 治理措施

2.2.1 滑坡災(zāi)害治理

滑坡體會(huì)產(chǎn)生巨大的重力作用，且隨著滑坡體下滑，重力、應(yīng)力增加，而且在降雨的情況下，雨水滲入滑坡體內(nèi)部，重力會(huì)進(jìn)一步提升，在未全面治理滑坡體的時(shí)候，可先采取覆蓋措施，防止雨水滲入，避免險(xiǎn)情擴(kuò)大。治理滑坡災(zāi)害最有效的方式，是工程治理，具體方案有：①將邊坡放緩。這是一種安全高效、操作簡(jiǎn)便且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的滑坡災(zāi)害治理措施，以削坡作業(yè)的方式，來(lái)減小滑坡體的坡度，從而提升其穩(wěn)定性；②滑坡體的削坡。在對(duì)邊坡進(jìn)行全面考察的情況下，可進(jìn)行滑坡體開挖或分級(jí)削坡，施工期間需做好擋墻設(shè)計(jì)；③抗滑支擋工程。以設(shè)置抗滑樁和 樁間擋板，布設(shè)截排水系統(tǒng)的方式，來(lái)治理滑坡災(zāi)害；④植被保護(hù)。如若選擇將滑坡體清除，應(yīng)該做好后續(xù)的水土保持工作，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚣吧鷳B(tài)，種植合適品種的植物，利用植被根系的固土作用，加固邊坡，提升邊坡的抗雨水沖刷能力。

2.2.2 危巖崩塌災(zāi)害治理

如若天然氣管道敷設(shè)于陡崖腳下崩塌堆積體下方，可采取以下處理方案：①危巖清理。對(duì)于天然氣管道上方穩(wěn)定性差的孤立危巖體，可采取人工爆破的清除方式，對(duì)于坡面上除防護(hù)部分之外，零散分布的不穩(wěn)定危石，可采取人工清除的方式，施工期間做好安全防護(hù)措施，搭設(shè)鋼管腳手架及竹膠板，在公路內(nèi)側(cè)布置安全防護(hù)擋板；②主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)。SNS 主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是以高強(qiáng)度鋼絲格柵為主要材料制作的柔性網(wǎng)，可將其覆蓋在斜坡及危石表面，將其包裹住，這樣能夠有效延緩坡面巖土體風(fēng)化剝落進(jìn)程，防止危石或危巖崩塌；③截水溝。如若坡面會(huì)受到上游水劇烈的沖擊，可以在距坡頂邊緣修建漿砌石截水溝，斷流面面積根據(jù)匯水面積計(jì)算[4]。

2.2.3 水毀治理

根據(jù)水毀發(fā)生的原因，可采取以下對(duì)癥治理措施：①?zèng)_刷防護(hù)。水毀發(fā)生的主要原因?yàn)楹樗疀_刷，因此，可在管道布設(shè)前，就應(yīng)該做好河流勘察工作，掌握河床泥沙流動(dòng)規(guī)律、河流彎度及水流特點(diǎn)等信息，明確管道敷設(shè)區(qū)域的水毀類型，預(yù)測(cè)沖刷范圍，進(jìn)行沖刷防護(hù)合計(jì)，在坡腳、坡面、沿河段等位置設(shè)置防護(hù)措施，選用修建護(hù)面墻、砌石護(hù)坡、拋石、土工織物等直接防護(hù)措施，或者是河道整治、導(dǎo)流構(gòu)造等間接防護(hù)方案；②坡面防護(hù)。這種防護(hù)措施包括兩種，其一為植物防護(hù)，即在待防護(hù)區(qū)域，種植樹木，或是鋪草皮，利用植物根系穩(wěn)固坡面，其二為灰漿防護(hù)，即采用抹面、噴漿、灌漿、勾縫等方式，提升坡面穩(wěn)定性[5]。這兩種水毀治理方案，都是可行的，而且效果已經(jīng)得到驗(yàn)證，可根據(jù)水毀的具體情況，選擇合適的防護(hù)措施。

3 結(jié)語(yǔ)

天然氣管網(wǎng)工程是一項(xiàng)系統(tǒng)性、綜合性的工程，敷設(shè)于地下，面臨著較為復(fù)雜的地形條件，部分地區(qū)地形復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害種類繁多，面臨著較高的風(fēng)險(xiǎn)。做好天然氣管道敷設(shè)地區(qū)的地質(zhì)勘查工作，明確敷設(shè)線路的地形地貌，掌握各類地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率，及其對(duì)于天然氣管道的破壞力度，加強(qiáng)巡視，做好防護(hù)監(jiān)管措施，根據(jù)具體情況，采取科學(xué)合理的治理措施，能夠降低地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)化率，降低其危害，減免由地質(zhì)災(zāi)害所致天然氣輸送事故的經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡。