探析濕陷性黃土地區(qū)長(zhǎng)輸管道工程地質(zhì)災(zāi)害及防控措施

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求量日益增加，長(zhǎng)輸管道運(yùn)輸憑借成本費(fèi)用低、可連續(xù)作業(yè)、安全、便于管理等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為石油的主要輸送方式。長(zhǎng)輸管道工程建設(shè)容易受多種地質(zhì)災(zāi)害影響，尤其是在一些濕陷性黃土地區(qū)，滑坡、地面沉降和河道穿跨越失穩(wěn)等地質(zhì)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，給管道建設(shè)和建成后的維護(hù)管理帶來(lái)了諸多困擾?；诖?，本文主要對(duì)濕陷性黃土地區(qū)長(zhǎng)輸管道工程常見的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了分析，并提出了有針對(duì)性的防控措施。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土;管道工程;地質(zhì)災(zāi)害;防控措施

由于我國(guó)地勢(shì)起伏較大，地形多種多樣，山區(qū)面積廣大，長(zhǎng)輸管道鋪設(shè)除跨越不同地質(zhì)體外，管道鋪設(shè)沿線地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地形地貌多變，巖土體類型多樣，地質(zhì)災(zāi)害種類豐富。然而，不同巖土體類型又發(fā)育著不同的地質(zhì)災(zāi)害。隨著油氣長(zhǎng)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，已經(jīng)成為長(zhǎng)輸管道工程建設(shè)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。筆者結(jié)合自身工作，對(duì)濕陷性黃土地區(qū)管道工程常見地質(zhì)災(zāi)害及防控措施進(jìn)行了深入研究，以期能夠有效地控制地質(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(yíng)效率。

1濕陷性黃土地區(qū)長(zhǎng)輸管道工程常見地質(zhì)災(zāi)害

1.1地面沉降

地面沉降是黃土地區(qū)最常見的地質(zhì)災(zāi)害，通常，濕陷性黃土具有較高的強(qiáng)度，遇水后，黃土的結(jié)構(gòu)遭到破壞而發(fā)生變形，強(qiáng)度突然下降便產(chǎn)生濕陷。如果管道地基強(qiáng)度不足以支撐上部結(jié)構(gòu)的自重及荷載作用，就會(huì)產(chǎn)生較大的壓縮變形，特別是超過(guò)管道所能允許的不均勻沉降時(shí)，則會(huì)引起管道過(guò)度下沉，接口開裂，影響管道安全使用。

1.2滑坡

當(dāng)管道橫坡穿越時(shí)，如若滑坡體出現(xiàn)滑動(dòng)變形，滑坡的下滑推力直接作用于管道，起初管道會(huì)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(shí)，其間會(huì)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(shí)，如果滑坡體出現(xiàn)滑動(dòng)，滑坡體與母體剝離會(huì)出現(xiàn)懸管或管道上方加載的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3河道穿跨越失穩(wěn)

管道穿越河道最常用的方法是開挖埋設(shè)管道，管溝開挖過(guò)程中黃土土質(zhì)變化較大，建立黃土管溝圍巖力學(xué)模型有較大困難。一方面，河床多為砂礫松軟土層的河流主河道中，因季節(jié)河水水流湍急，致使河床不斷受到?jīng)_刷下切，管道裸露;另外，管道穿越河道設(shè)計(jì)時(shí)，缺乏對(duì)河道特點(diǎn)的了解，管道埋深不夠，穩(wěn)管加固措施不夠，長(zhǎng)期的運(yùn)行致使管道裸露，易造成管道漂移、斷裂。管道跨越施工中難以判斷黃土受水侵蝕速度，跨越的位置與邊溝的安全距離較難確定。一方面，跨越支墩在彎道水流凹岸集中沖刷位置，河岸受河水交替沖刷而塌陷造成跨越支墩失穩(wěn);另一方面，季節(jié)性河流河水漲落使原來(lái)較規(guī)則的河道不斷受到?jīng)_刷而逐年變寬且不規(guī)則，使河道主流位移，緊靠河邊，久而久之，使原設(shè)計(jì)在河邊的跨越支墩失穩(wěn)，管道瞬間失去支撐，受重力易造成斷裂。

2濕陷性黃土地區(qū)長(zhǎng)輸管道工程地質(zhì)災(zāi)害的防控措施

2.1制定地質(zhì)災(zāi)害防控措施

針對(duì)管道地面沉降地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)加大管道建設(shè)中管溝的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及不均勻沉降的要求，濕陷性黃土管溝的處理方法很多，常用的有素土或者灰土墊層、強(qiáng)夯法等，在使用過(guò)程中要根據(jù)工程地質(zhì)條件分析，以確定合適的管溝回填方法。另外，管溝回填過(guò)程中，按設(shè)計(jì)要求分層夯實(shí)回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并按地形恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)地貌，有必要時(shí)進(jìn)行植被的恢復(fù)，防止水土流失。

針對(duì)管道滑坡地質(zhì)災(zāi)害，在管道設(shè)計(jì)時(shí)期，可按照地形選擇管道平行于作用力通過(guò)，因?yàn)樽饔昧εc管道垂直時(shí)，對(duì)管道的危害最大。在建設(shè)時(shí)期管道穿越滑坡地段，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。

對(duì)于穿跨越河道管道失穩(wěn)地質(zhì)災(zāi)害而言，在對(duì)穿跨越位置以及方案的選擇和工程措施的制定時(shí)需要特別重視，盡量避免穿跨越在災(zāi)害性地質(zhì)地段通過(guò)。方案設(shè)計(jì)時(shí)能穿越盡量不跨越，并根據(jù)河流變化、水流趨勢(shì)、水沖點(diǎn)等因素綜合考慮。當(dāng)穿越點(diǎn)已避開水沖點(diǎn)時(shí)，保護(hù)位置就不應(yīng)該選擇在穿越點(diǎn)處，而應(yīng)該選擇在穿越點(diǎn)的上游水沖點(diǎn)位置更合適。因此，在制定管道穿越河道保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要了解河道近年來(lái)的演變趨勢(shì)，而且要盡可能掌握河段上下游河床、河岸演變規(guī)律，若該河岸屬?gòu)澋浪黜敍_點(diǎn)，則設(shè)計(jì)護(hù)坡時(shí)應(yīng)盡量保證足夠的長(zhǎng)度。

2.2健全地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控制度

首先，要制定具有針對(duì)性的管道工程建設(shè)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(wèn)題，可以在第一時(shí)間明確相關(guān)責(zé)任人，避免扯皮推諉、逃避責(zé)任。其次，施工前要落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)管控制度，對(duì)區(qū)域可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題進(jìn)行客觀預(yù)估，并提前制定可行的解決措施，將風(fēng)險(xiǎn)危害降到最低。最后，要落實(shí)監(jiān)督管理制度，對(duì)各個(gè)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(cè)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)管道運(yùn)行管理

管道投入運(yùn)行后，要做好日常的巡護(hù)工作，并對(duì)管道周邊有滑塌、沉降等隱患及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施進(jìn)行維修，避免擴(kuò)大形成較大隱患。長(zhǎng)輸管道線路較長(zhǎng)，全段管道整體管理難度較大，在管理過(guò)程中對(duì)管道的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較高的地段列入重點(diǎn)管控部位，加大管理力度，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較低地段正常維護(hù)即可。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段，濕陷性黃土地區(qū)長(zhǎng)輸管道工程地質(zhì)災(zāi)害主要有滑坡、地面沉降、河道穿跨越失穩(wěn)等，給長(zhǎng)輸管道的安全運(yùn)行帶來(lái)了不利影響。因此，相關(guān)部門要做好長(zhǎng)輸管道各類地質(zhì)災(zāi)害的防控工作，極大地降低安全事故的發(fā)生率，進(jìn)而保證我國(guó)石油管道的安全運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：田海州（1989-），男，甘肅天水人，助理工程師，從事管道保護(hù)工作。