缩略图

山区油气管道地质灾害发育特征及防治措施

作者

王燕辉 张颖

1国家管网集团华中公司咸宁作业区,湖北 赤壁 437300 2国家管网集团华中公司管道部,湖北 武汉 430000

摘要:管道地质灾害严重危及着管道的运行安全,油气管道敷设于地质灾害高发区域及地形地貌较为复杂的区域,面临着较高的风险。常见的油气管道地质灾害主要包括滑坡、水毁、岩崩及岩溶塌陷等,相关企业需要做好油气管道巡视检查工作,加强地质灾害专业监测,并采取科学的治理措施,降低地质灾害发生率及危害。本文主要对山区油气管道地质灾害的发育特征进行了分析,并提出了有针对性的防治措施,仅供参考。

关键词:山区油气管道;地质灾害;发育特征;防治措施

地质灾害是在自然因素或人类工程活动的诱发下产生的危害人民群众生命财产安全的滑坡、崩塌、水毁、塌陷、地面不均匀沉降等灾害的总称。管道铺设的过程中经过山区、河流等地质环境较为复杂的区域,在外界条件的影响下可能会发生地质灾害进而破坏到管道,导致管道输送的介质发生泄漏,给管道的运营安全带来巨大的隐患。因此,管道企业要重视和研究油气管道地质灾害的发育和危害特征,以期能够深层认识管道地质灾害,为管道地质灾害防治提供依据。

1地质灾害发育特征

1.1滑坡

由松散土层、碎石土地、风化壳和半成岩土层组成的斜坡、较陡坡体在暴雨冲刷、浸润等作用下易发育滑坡灾害。滑坡对管道的危害与管道敷设位置有关。若管道在滑坡体内敷设,会受到滑坡体平行管道轴线方向的摩擦力拉压和垂直管道轴线方向的推挤,管道在较大应力作用下会发生弯曲变形,拉裂甚至断裂。管道横坡敷设时危害程度更大。滑坡发生前,坡体前缘岩土体会有松散现象,或坡体两侧出现有沟谷、裂缝,坡体上呈现异常台坎,甚至有积水洼地,地面开裂、马刀树或“醉汉林”等明显标志。

1.2水毁

坡面水毁多发生在管道横向或顺向穿越土石山区。受坡面坡度、平整度、植被覆盖等因素影响,降雨在坡面汇流形成侵蚀和挟带能力,引起水土流失。坡面水毁的破坏形式以横切管道、顺蚀管沟和溯源侵蚀为主,对管道主要危害是冲

刷管道覆土,冲毁管道挡土墙、截水墙等附属设施,使管道浅埋、露管、悬空等。

河沟道水毁破坏形式可分为河沟床冲刷下切、河沟床淤积抬升和岩坡坍塌。根据管道与河沟道相对空间关系,可将管道河沟道水毁划分为管道穿越河沟道、管道跨越河沟道、管道顺河沟床及管道顺岩坡敷设4 种。不同的敷设方式,其破坏程度不同。河沟道水毁主要危害是对管道上、下游河床冲刷、下切及河岸凹部的侧向冲刷,使管道露管、漂管,冲刷河床使管道架空。河沟道水毁一般具有典型的季节性,工程治理后可得到有效的控制。

1.3岩崩及岩溶塌陷

部分油气管道敷设在危岩崩塌堆积体的下方,一旦危岩崩塌,岩体坠落砸

中管道,如若管道抗压强度小于岩体冲击力,那么管道有可能变形甚至破裂。岩溶塌陷主要发生在岩溶地区,岩溶结构上方土体受自然或人为因素影响而变形破坏,会在地面形成塌陷坑、洞、槽等,并伴有裂缝、局部下沉,或有地下水从地面向上涌出等特征。区域地下水资源丰富,建设期,管沟采用石方回填,回填土遭受地下水长期浸蚀,也会发育岩溶塌陷。岩溶塌陷会导致管道上方覆土流失,造成管道埋深不足、露管。严重时甚至造成管道悬空。

2油气管道地质灾害防治措施

2.1治理措施

(1)滑坡治理措施

工程治理是治理滑坡灾害最有效的方式,具体而言,可采取以下治理措施:一是将边坡放缓。这是一种安全高效、操作简便且经济的滑坡灾害治理措施,以削坡作业的方式,来减小滑坡体的坡度,从而提升其稳定性;二是滑坡体的削坡。在对边坡进行全面考察的情况下,可进行滑坡体开挖或分级削坡,施工期间需做好挡墙设计;三是抗滑支挡工程。以设置抗滑桩和桩间挡板,布设截排水系统的方式,来治理滑坡灾害;四是植被保护。如若选择将滑坡体清除,应该做好后续的水土保持工作,根据当地气候及生态,种植合适品种的植物,利用植被根系的固土作用,加固边坡,提升边坡的抗雨水冲刷能力。

(2)水毁治理措施

根据水毁发生的原因,可采取以下治理措施:一是冲刷防护。水毁发生的

主要原因为洪水冲刷,因此,可在管道布设前,就应该做好河流勘察工作,掌握河床泥沙流动规律、河流弯度及水流特点等信息,明确管道敷设区域的水毁类型,预测冲刷范围,进行冲刷防护设计,在坡脚、坡面、沿河段等位置设置防护措施,选用修建护面墙、砌石护坡、抛石、土工织物等直接防护措施,或者是河道整治、导流构造等间接防护方案;二是坡面防护。该防护措施包括两种,其一为植物防护,即在待防护区域,种植树木或是铺草皮,利用植物根系稳固坡面,其二为灰浆防护,即采用抹面、喷浆、灌浆、勾缝等方式,提升坡面稳定性。这两种水毁治理方案,都是可行的,而且效果已经得到验证,可根据水毁的具体情况,选择合适的防护措施。

(3)岩崩及岩溶塌陷治理措施

如果油气管道敷设于陡崖脚下崩塌堆积体下方,可采取以下处理方案:一是

危岩清理。对于油气管道上方稳定性差的孤立危岩体,可采取人工爆破的清除方式,对于坡面上除防护部分之外,零散分布的不稳定危石,可采取人工清除的

方式,施工期间做好安全防护措施,搭设钢管脚手架及竹胶板,在公路内侧布置

安全防护挡板;二是主动防护网。SNS 主动防护系统是以高强度钢丝格栅为主要材料制作的柔性网,可将其覆盖在斜坡及危石表面,将其包裹住,这样能够有效延缓坡面岩土体风化剥落进程,防止危石或危岩崩塌;三是截水沟。如若坡面会受到上游水剧烈的冲击,可以在距坡顶边缘修建浆砌石截水沟,断流面面积根据汇水面积计算。

2.2预防措施

为了有效预防油气管道地质灾害的发生,可采取以下防护措施:首先,做好油气管道巡视检查工作。定期巡检,尤其是地质灾害高发区及地形地貌复杂区,

动态监测滑坡变形情况,检查滑坡体是否出现沉陷、垮塌、裂缝等问题;其次,加强地质灾害专业监测。在管道设计前,做好地质勘察工作,避开地质灾害高发区设计线路,通过地球遥感图像进行监测管道沿线地质灾害发生情况,标注地震多发区、断裂带等高危区域,重点监控;最后,加强该区域的水土治理,对滑动面进行加固施工,应用抗滑桩、挡土墙等方式稳固斜坡体,采取导流措施将滑坡地表水引入至地下,促进斜坡排水;对于穿越河床、河滩等复杂地形的天然气管道,应做好防洪措施,基于河道特点选用刚性防护措施或柔性防护措施,对稳定性较差的河床,进行管桩加固处理。

3结束语

综上所述,山区油气管道沿线地形地貌、地质结构复杂,地质灾害分布广、范围大,种类多,给油气管道的安全运行带来了极大威胁。因此,管道企业需要

做好管道敷设地区的地质勘查工作,明确敷设线路的地形地貌,掌握各类地

质灾害的发育特征及破坏力度,做好治理及防护监管措施,从而保证油气管道的运行安全。

参考文献:

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