正安至大礴天然氣管道沿線地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治對(duì)策

1.項(xiàng)目概況

本工程線路由兩部分構(gòu)成，分別為大碌-道真-正安管線和遵義LNG儲(chǔ)備庫(kù)連接線。正安至大磲管道起于正安分輸站，途經(jīng)正安縣和道真自治縣，止于渝黔交界處的大磯站，全長(zhǎng)73公里。管徑為DN600，設(shè)計(jì)壓力為10兆帕。管道工程包括2處中型河流穿越（總長(zhǎng)度210米），以及1處隧道穿越（長(zhǎng)度600米）。管道走向如圖1所示。

管道沿線地層多變，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，施工期間曾引發(fā)7處滑坡地質(zhì)災(zāi)害。盡管通過(guò)及時(shí)治理未造成重大損失，但也凸顯了管道沿線地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)性。因此，深入研究管道沿線地質(zhì)災(zāi)害的特征及成災(zāi)模式，對(duì)管道建設(shè)和后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)具有重要意義。

2.地質(zhì)環(huán)境條件

研究區(qū)位于云貴高原與湖南丘陵及四川盆地過(guò)渡的斜坡地帶，地形起伏大，地貌復(fù)雜，海拔一般在1000至1500米，垂直差異和小區(qū)域氣候差異顯著。研究區(qū)發(fā)育三級(jí)夷平面：I級(jí)面海拔1100至1200米以上；Ⅱ級(jí)面海拔600至900米；I級(jí)面海拔500至700米。此外，第四紀(jì)發(fā)育4至5級(jí)階地。地形整體抬升并具傾斜運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，夷平面高度從西向東、從北向南逐漸降低。研究區(qū)內(nèi)地層從寒武系到第四系均有出露，尤其在高山峽谷間分布的大面積第四系堆積體，因其結(jié)構(gòu)松散，自穩(wěn)能力差，在降雨及工程活動(dòng)影響下易發(fā)生變形破壞，形成滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

3.管道沿線的地質(zhì)災(zāi)害類型

根據(jù)相關(guān)報(bào)告顯示，管道周邊共發(fā)育6處滑坡地質(zhì)災(zāi)害（見(jiàn)表1）。

管道建設(shè)期間，因管溝開(kāi)挖切坡，引發(fā)了7處滑坡地質(zhì)災(zāi)害（見(jiàn)表2）。

從表1、2可以看出，管道沿線的地質(zhì)災(zāi)害類型主要為堆積體滑坡，其下伏地層巖性變化較大，管道施工過(guò)程中在坡腳切方、擾動(dòng)坡面是形成滑坡的主要誘發(fā)因素。

4.滑坡的發(fā)育特征

4.1地形特征

從地形地貌看，管道沿線的災(zāi)害點(diǎn)主要位于高山峽谷間的緩坡地帶，坡度一般為 8^° 至 50^° ，多數(shù)呈上緩下陡的地形，且坡腳靠近溝谷，如圖2所示。

由于河流長(zhǎng)期沖刷，坡腳部分土體流失，局部地形變陡，為滑坡的形成提供了臨空面。

4.2巖土特性

管道沿線主要地質(zhì)災(zāi)害為第四系堆積體滑坡。地層方面，其下伏基巖從奧陶系到三疊系均有分布。巖性方面，這些地層大多含有一定厚度的泥（頁(yè)）巖，這類巖石工程性質(zhì)最差，通常具有較強(qiáng)的親水性、遇水易軟化、易風(fēng)化、強(qiáng)度低等特點(diǎn)。

在ZA004-ZA005及ZA130-ZA131采集土體進(jìn)行礦物成分分析試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

gt;gt;圖3：坡體變形示意圖。

由表3可以看出，在土體礦物成分中，石英含量最高，其次是伊利石，其含量占總物質(zhì)成分的 20% 以上。伊利石具有吸水膨脹、失水收縮的特性，研究表明，伊利石吸水后的自由膨脹率約為 28% ，失水后的體積收縮率約為 10.3% 。土體長(zhǎng)期發(fā)生脹縮變形，會(huì)影響其微觀結(jié)構(gòu)的完整性。通過(guò)滑坡區(qū)的土體力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)較低，內(nèi)聚力C一般為10至20kPa ，內(nèi)摩擦角一般為 5^° 至 8.5^° 。此外，取樣試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大部分滑坡區(qū)域土體在自然狀態(tài)下的飽和度可達(dá) 85% 以上，地表水入滲后難以及時(shí)排出，地下水的長(zhǎng)期浸潤(rùn)作用會(huì)削弱土體的抗剪強(qiáng)度。

基于上述地形及巖土特性的雙重影響，在管道施工及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，應(yīng)重視橫切坡體區(qū)域的滑坡風(fēng)險(xiǎn)。

4.3滑坡的變形特征

通過(guò)對(duì)管道施工引發(fā)的6處滑坡進(jìn)行分析，在管道施工過(guò)程中，坡體變形情況如圖3所示。

（1）由于坡腳切方形成的邊坡未及時(shí)支護(hù)，坡體抗滑力不足[，部分巖土體失去支撐而發(fā)生垮塌，導(dǎo)致坡體前端出現(xiàn)裂縫[2]。

（2）坡體前端裂縫一方面為后部巖土體滑移提供空間，導(dǎo)致某些薄弱部位產(chǎn)生新裂縫[3，另一方面為雨水入滲創(chuàng)造條件，進(jìn)一步加劇前端土體變形。如此循環(huán)，形成較大面積的坡面開(kāi)裂，增加坡體大規(guī)模滑移的風(fēng)險(xiǎn)[4]。

（3）坡體一旦發(fā)生變形，其持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、累計(jì)變形量大。

（4）隨著坡體的持續(xù)變形，坡體內(nèi)部可能出現(xiàn)多級(jí)、不連續(xù)滑面[5]。

5.防治對(duì)策

通過(guò)排查管道沿線的地質(zhì)災(zāi)害隱患，并結(jié)合其發(fā)育程度、危害性和危險(xiǎn)性，共劃分為11個(gè)重點(diǎn)防治區(qū)、34個(gè)次重點(diǎn)防治區(qū)和5個(gè)一般防治區(qū)。

對(duì)重點(diǎn)防治區(qū)主要采取工程治理和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；次重點(diǎn)防治區(qū)則進(jìn)行定期巡視和局部工程治理；一般防治區(qū)主要采取不定期巡查等措施。截至目前，管道周邊未發(fā)生較大滑坡地質(zhì)災(zāi)害，有效保障了運(yùn)營(yíng)安全。

6.結(jié)束語(yǔ)

（1）正安至大碰段天然氣管道沿線堆積體分布廣泛，由于其結(jié)構(gòu)松散、透水性差、力學(xué)強(qiáng)度較低，管道施工橫切坡面易引發(fā)局部滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

（2）根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度、危害性及危險(xiǎn)性，采取分區(qū)管控，才能防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，保障管道運(yùn)營(yíng)安全。

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