濕陷性黃土地區(qū)長輸管道工程地質(zhì)災(zāi)害管控措施研究

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求量日益增加，同時環(huán)保要求也越來越高。長輸管道運(yùn)輸逐漸成為石油和天然氣的主要輸送方式，其具有長距離輸送、沿山地等危險(xiǎn)環(huán)境敷設(shè)、埋深較淺、采用薄殼鋼管等特征，因此易受到地質(zhì)災(zāi)害影響。加之輸送易燃易爆介質(zhì)，具有較高的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。為有效降低地質(zhì)災(zāi)害對油氣長輸管道造成的危害，對濕陷性黃土地區(qū)管道工程地質(zhì)災(zāi)害及防控措施進(jìn)行研究具有非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：濕陷性;黃土地區(qū);長輸管道;地質(zhì)災(zāi)害;防控措施

地質(zhì)災(zāi)害對管道安全的影響是多方面的，隨著油氣長輸管道工程建設(shè)的發(fā)展，濕陷性黃土地區(qū)成為地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)，也成為困擾管道建設(shè)和日常維護(hù)的重點(diǎn)區(qū)域。當(dāng)前在濕陷性黃土地區(qū)進(jìn)行長輸管道工程建設(shè)面臨諸多地質(zhì)災(zāi)害問題，主要地質(zhì)災(zāi)害有：崩塌、滑坡、泥石流、河溝道水毀等。為確保管道的安全運(yùn)行，需要對各災(zāi)害種類的特點(diǎn)及成因進(jìn)行分析，對管道可能面臨的地質(zhì)災(zāi)害采取相應(yīng)的防控措施，從而有效地控制地質(zhì)災(zāi)害，提升濕陷性黃土地區(qū)管道工程建設(shè)質(zhì)量和運(yùn)營效率。

1濕陷性黃土地區(qū)管道工程地質(zhì)災(zāi)害

1.1滑坡

滑坡是指在一定的自然條件與地質(zhì)條件下，組成斜坡的部分巖土體，在以重力為主的因素作用下，沿斜坡內(nèi)部一定的軟弱面發(fā)生剪切而產(chǎn)生的整體下滑破壞。長輸管道鋪設(shè)距離較長，穿越地質(zhì)單元復(fù)雜，不可避免地會穿越滑坡地區(qū)或潛在滑坡區(qū)。當(dāng)管道橫坡穿越時，如若滑坡體出現(xiàn)滑動變形，滑坡的下滑推力直接作用于管道，起初管道會發(fā)生彎曲、拉伸、剪切，處于彈性變形，當(dāng)作用力增大，接近或達(dá)到其屈服強(qiáng)度時，其間會出現(xiàn)折斷、剪切斷裂等破壞，造成管道泄露失效甚至爆管;當(dāng)管道縱坡穿越或斜坡穿越時，如果滑坡體出現(xiàn)滑動，滑坡體與母體剝離會出現(xiàn)懸管或管道上方加載的風(fēng)險(xiǎn)，另外滑坡還可能破壞站場和閥室等設(shè)施。

1.2崩塌

崩塌是指在一定的自然條件與地質(zhì)條件下，組成斜坡的部分巖土體，在重力作用下，向下崩落的塊體運(yùn)動。崩塌對管道的危害表現(xiàn)有兩種，一種是崩塌體撞擊地面，使管道上方瞬間加大荷載，致管道彎曲、變形甚至斷裂;另一種是崩塌體剝離母體，使管道埋深不足或懸空，如若懸管跨度較大，會出現(xiàn)變形、彎曲甚至折斷的風(fēng)險(xiǎn)。崩塌雖然沒有像滑坡對管道破壞規(guī)模大，但是由于其突發(fā)性強(qiáng)、對伴行路和管線安全威脅不容小覷。

1.3泥石流

泥石流是介于流水與滑坡之間的一種地質(zhì)作用。泥石流對管道的危害巨大，當(dāng)管道敷設(shè)于泥石流形成區(qū)時，泥石流形成時造成水土流失導(dǎo)致管道埋深不足甚至露管;當(dāng)管道敷設(shè)于泥石流流通區(qū)時，泥石流造成河溝下切導(dǎo)致埋深不足、露管、防腐層破壞，甚至局部凹陷、斷裂;當(dāng)管道敷設(shè)于堆積區(qū)時，泥石流堆積后，使管道深埋，危害不明顯。

1.4河溝道水毀

河溝道水毀災(zāi)害是主要由水動力引起的地質(zhì)災(zāi)害，表現(xiàn)為溪流和洪水沖擊、地表沖刷、坡面滑垮塌、沖溝、河床下切、河流改道等。管道穿越河流，特別是黃土區(qū)大開挖穿越的河流，受氣候影響，降水易集中在夏季，河道短時間內(nèi)流量迅速增加，水流沖刷河道，在側(cè)蝕和下蝕作用下，易形成塌岸、掏蝕河道，危害河流和管道的安全。河溝道水毀災(zāi)害會沖刷和破壞管道，造成管道外露、懸空，特別是當(dāng)管道下游有人工形成的跌水區(qū)時，在強(qiáng)大水流的沖蝕、掏蝕作用下，最易破壞管道，造成露管或懸空。

2濕陷性黃土地區(qū)管道工程地質(zhì)災(zāi)害防控措施

2.1合理規(guī)劃管道穿越路線

在管道設(shè)計(jì)與勘察階段，提前對沿線地質(zhì)情況進(jìn)行考察，利用模糊綜合評判等方法分析論證建設(shè)用地各種地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性，進(jìn)行現(xiàn)狀評估、預(yù)測評估及綜合評估，并且對起主要或決定性作用的地質(zhì)災(zāi)害做深入分析，依據(jù)預(yù)評估結(jié)果選擇或調(diào)整方案，建設(shè)時嚴(yán)格依據(jù)國家相關(guān)法規(guī)對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防控。根據(jù)現(xiàn)行管道設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，查明地質(zhì)活動斷裂的走向、與管道交匯的位置以及可能發(fā)生水平和豎向位錯等情況，評估未來百年可能發(fā)生的最大震級和可能的突發(fā)位錯量。

2.2建立健全的風(fēng)險(xiǎn)管控制度

要想提升濕陷性黃土地區(qū)管道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)管控質(zhì)量，確保在出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)時，各個部門能相互協(xié)調(diào)，妥善處理。必須制定具有針對性的管道工程建設(shè)崗位責(zé)任落實(shí)制度，明確規(guī)定各部門管理人員的職責(zé)，一旦出現(xiàn)問題，要在第一時間明確相關(guān)責(zé)任人，避免扯皮推諉、逃避責(zé)任。其次，施工之前要落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)管控制度，對區(qū)域可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行客觀預(yù)估，并提前制定可行的解決措施，以此規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，將風(fēng)險(xiǎn)危害降到最低，從而保證濕陷性黃土地區(qū)長輸管道工程建設(shè)工作能夠持續(xù)有效且保質(zhì)保量地進(jìn)行。最后，要落實(shí)監(jiān)督管理制度，對各個建設(shè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面監(jiān)管，重點(diǎn)審查地質(zhì)災(zāi)害勘查、監(jiān)測等環(huán)節(jié)，有效規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

2.3加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管控措施

對于黃土崩塌災(zāi)害，管道建設(shè)初期，為降低災(zāi)害發(fā)生率，可根據(jù)邊坡高度和周邊環(huán)境，采用階梯狀削坡的方式，降低坡面高度，在坡前設(shè)置擋墻等工程并綠化坡面。此外，還可以在管道的周邊設(shè)置好支護(hù)設(shè)施，并在管道的表層設(shè)置蓋板，避免崩塌落石的加載對管道造成破壞。對于黃土滑坡災(zāi)害，管道穿越滑坡地段時要求原貌恢復(fù)施工作業(yè)帶及植被，并選擇合適的水工保護(hù)措施進(jìn)行加固，防止水土流失，常見的水工保護(hù)措施有截水溝、排水溝、擋墻、格構(gòu)、錨索等。

3結(jié)束語

現(xiàn)階段，眾多濕陷性黃土地區(qū)管道工程地質(zhì)災(zāi)害的防控不容樂觀，存在諸多問題，導(dǎo)致管道工程建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)效率難以有效提升。有效的地質(zhì)災(zāi)害防控措施，不僅可以確保管道工程持續(xù)有效地為社會提供資源，還可以極大地降低安全事故的發(fā)生率，進(jìn)而保證我國油氣管道安全。因此，長輸管道企業(yè)有必要從多學(xué)科的角度來研究不同地區(qū)、不同地質(zhì)災(zāi)害類型對長輸管道的工作狀態(tài)所產(chǎn)生的影響，進(jìn)而為長輸管道安全管理方案的制定和實(shí)施提供科學(xué)的決策依據(jù)。

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作者簡介：郭宏武（1988-），男，甘肅武威人，助理工程師，主要從事油氣長輸管道保護(hù)管理工作。