馬玉寶 黃梓軒

國家管網(wǎng)集團西南管道公司南寧輸油氣分公司

摘要：廣西境內獨特的地理環(huán)境及地質(zhì)條件，造成油氣管道地質(zhì)災害頻發(fā)。通過(guò)現場(chǎng)勘查該地區約2066公里油氣管道共計219個(gè)地質(zhì)災害點(diǎn)，統計分析得出主要地質(zhì)災害類(lèi)型是水毀、滑坡和巖溶塌陷。分析地質(zhì)災害發(fā)育特征及其對管道的危害，從而提出針對性防治措施，對保障管道安全運營(yíng)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：油氣管道；地質(zhì)災害；發(fā)育特征；防治對策

南寧輸油氣分公司運營(yíng)管理廣西壯族自治區境內的“三干七支”油氣管道，包括中緬天然氣管道，欽南柳成品油管道，西二線(xiàn)廣南支干線(xiàn)三條干線(xiàn)，以及玉林、百色、防城港、欽州、河池、桂林、賀州七條支線(xiàn)管道，覆蓋了除崇左、北海之外共12個(gè)地級市。管道總里程約2066公里，沿線(xiàn)設站場(chǎng)23座，閥室88座，跨越4處。管道沿線(xiàn)地貌類(lèi)型多是典型山區，地質(zhì)環(huán)境復雜，河流溝谷眾多，自然災害頻發(fā)，為管道安全管理帶來(lái)極大挑戰。

1  地質(zhì)災害發(fā)育特征

1.1  地質(zhì)災害分布特征

廣西山區油氣管道地質(zhì)災害主要包括滑坡、崩塌、水毀、巖溶塌陷等。水毀分為坡面水毀、河溝道水毀、臺田地水毀三種類(lèi)型[1]。調查約2066公里管道共219處地質(zhì)災害點(diǎn)，其中，水毀地災點(diǎn)有169處，滑坡地災點(diǎn)24處，巖溶塌陷地災點(diǎn)21處，崩塌（危巖）地災點(diǎn)5處。三種水毀類(lèi)型中，坡面水毀占37.90%，河溝道水毀占25.11%，臺田地水毀占14.16%。

219處地災點(diǎn)中，與人類(lèi)工程活動(dòng)相關(guān)地災點(diǎn)29處，占調查對象總數13.24%，以水毀、滑坡類(lèi)地質(zhì)災害為主，水毀地災點(diǎn)20處，占比68.97%，滑坡地災點(diǎn)9處，占比31.03%。

管道地質(zhì)災害風(fēng)險評價(jià)整體處于較低水平。較低風(fēng)險點(diǎn)161處，低風(fēng)險點(diǎn)60處，中風(fēng)險點(diǎn)28處。中風(fēng)險地質(zhì)災害主要類(lèi)型是水毀、滑坡和塌陷，其中，水毀地災點(diǎn)18處，占比最大，為64.29%，以坡面水毀和河溝道水毀為主�；�坡地災點(diǎn)8處，占比28.57%，以小型、淺層堆積體滑坡為主。塌陷地災點(diǎn)2處，占比7.14%。

1.2  地質(zhì)災害發(fā)育特征

（1）水毀。坡面水毀多發(fā)生在管道橫向、或順向穿越土石山區。受坡面坡度、平整度、植被覆蓋等因素影響，降雨在坡面匯流形成侵蝕和挾帶，引起水土流失。坡面水毀破壞形式以橫切管道、順蝕管溝和溯源侵蝕為主[2]，對管道主要危害是沖刷管道覆土，沖毀管道擋土墻、截水墻等附屬設施，使管道淺埋、露管、懸空等（圖 1）。

圖 1 典型坡面水毀

河溝道水毀破壞形式可分為河溝床沖刷下切、河溝床淤積抬升和巖坡坍塌。根據管道與河溝道相對空間關(guān)系，可將管道河溝道水毀劃分為管道穿越河溝道、管道跨越河溝道、管道順河溝床及管道順巖坡敷設4種。河溝道水毀主要危害是對管道上、下游河床沖刷、下切及河岸凹部的側向沖刷，使管道露管、漂管，沖刷河床使管道架空（圖 2）。河溝道水毀數量相對固定，一般具有典型的季節性，工程治理后可得到有效控制。

圖 2 典型河溝道水毀

（2）滑坡。由松散土層、碎石土地、風(fēng)化殼和半成巖土層組成的斜坡、較陡坡體在暴雨沖刷、浸潤等作用下易發(fā)育滑坡災害�；�坡對管道的危害與管道敷設位置相關(guān)[3]。若管道在滑坡體內敷設，會(huì )受到滑坡體平行管道軸線(xiàn)方向的摩擦力拉壓和垂直管道軸線(xiàn)方向的推擠，管道在較大應力作用下會(huì )發(fā)生彎曲變形，拉裂甚至斷裂（圖 3）。管道橫坡敷設時(shí)危害程度更大�；�坡發(fā)生前，坡體前緣巖土體會(huì )有松散現象，或坡體兩側出現溝谷、裂縫，坡體上呈現異常臺坎，甚至有積水洼地，地面開(kāi)裂、馬刀樹(shù)或“醉漢林”等明顯標志。

圖 3 典型滑坡

（3）巖溶塌陷。巖溶塌陷主要發(fā)生在巖溶地區。巖溶結構上方土體受自然或人為因素影響而變形破壞，會(huì )在地面形成塌陷坑、洞、槽等，并伴有裂縫、局部下沉，或有地下水從地面向上涌出等特征[4]。建設期，管溝采用石方回填，回填土長(cháng)期遭受地下水浸蝕，也會(huì )發(fā)育巖溶塌陷。巖溶塌陷會(huì )導致管道上方覆土流失，造成管道埋深不足、露管。嚴重時(shí)甚至造成管道懸空（圖 4）。

圖 4 典型巖溶塌陷

1.3  地質(zhì)災害影響因素

不同類(lèi)型地質(zhì)災害發(fā)育影響因素不同，一種地質(zhì)災害的發(fā)生往往是幾種因素共同作用的結果。地質(zhì)災害發(fā)育主要影響因素包括地形地貌、地質(zhì)結構、人類(lèi)工程活動(dòng)、降雨條件和地表、地下水活動(dòng)等[5]。

（1）地形地貌。地形起伏大、溝谷縱橫，管道穿越土質(zhì)山體，易發(fā)育坡面水毀、滑坡災害，山體雨水在坡腳處匯集，易發(fā)育河溝道水毀，也會(huì )增大滑坡的風(fēng)險。平緩地帶，人工修建排水渠、河溝等，河溝道水毀發(fā)育較多。在巖溶地區較易發(fā)育巖溶塌陷。

（2）人類(lèi)工程活動(dòng)。山區自然環(huán)境對人類(lèi)工程活動(dòng)非常敏感。不合理的取土、堆放重物，修建橋梁、公路、鐵路等基礎設施極易誘發(fā)地質(zhì)災害。大面積砍伐坡體樹(shù)木，破壞植被，易誘發(fā)水毀災害。取土、采石活動(dòng)會(huì )改變坡體結構，易發(fā)育滑坡災害，特別是在管道線(xiàn)路周邊山地、谷底、橫坡等區域修建橋梁、隧道、橫洞、排洪設施時(shí)，誘發(fā)水毀、滑坡類(lèi)地質(zhì)災害風(fēng)險更高。

（3）降雨條件。降雨是各類(lèi)地質(zhì)災害最主要的誘發(fā)因素。雨水滲透地表，破壞土壤結構，降低土體穩定性，會(huì )發(fā)育滑坡災害。強降雨會(huì )導致地表水土嚴重流失，在河流、溝谷、洼地短時(shí)間匯集，形成強大徑流，沖刷力極強，是坡面水毀、河溝道水毀的主要誘發(fā)因素。在巖溶地區，降雨最終會(huì )以地下水形式誘發(fā)巖溶塌陷。

（4）地層巖性。管道沿線(xiàn)巖土體類(lèi)型復雜，性質(zhì)各異。不同土體性質(zhì)決定了地質(zhì)災害發(fā)育特征。在碎石土、砂土區域，土體結構松散，滲透性強，經(jīng)地表水、地下水侵蝕后流失，易發(fā)育水毀災害。斜坡地帶土質(zhì)斜坡結構疏松，遇水后結構不穩定，易發(fā)育滑坡災害。

（5）地表、地下水活動(dòng)。管道沿途穿過(guò)較多河流、溝渠，水流季節性變化明顯，枯水期，水量小，雨季時(shí)，水量暴漲，水流下切力和側蝕力增強，易發(fā)育河溝道水毀。在管道通過(guò)坡面地段，由于坡面不平整，地表水流經(jīng)坡面匯集，在對坡腳、坡面的沖蝕作用下易發(fā)育坡面水毀。發(fā)達的地下水系，運移過(guò)程中會(huì )對巖土體產(chǎn)生強烈的浸蝕，使土體物理強度降低，結構改變，最終發(fā)育水毀、滑坡、塌陷等地質(zhì)災害。

2  地質(zhì)災害防治對策

2.1  監測預警措施

對于危害較小或穩定性較好的地災風(fēng)險點(diǎn)，可利用人工巡檢和監測預警系統相結合的方式進(jìn)行防治。

建立地災風(fēng)險點(diǎn)臺賬，劃定風(fēng)險等級，制定風(fēng)險防控措施。建立地質(zhì)專(zhuān)業(yè)人員、管道區段長(cháng)、巡線(xiàn)工三級巡檢機制。在雨季，地質(zhì)專(zhuān)業(yè)人員駐守作業(yè)區，開(kāi)展地質(zhì)災害點(diǎn)全面巡查。在地災風(fēng)險點(diǎn)設定巡檢關(guān)鍵點(diǎn)，由區段長(cháng)、巡線(xiàn)工重點(diǎn)巡檢，雨后加密巡檢。通過(guò)治早治小及時(shí)、妥善處置小型地質(zhì)災害。

潛在滑坡地段可安裝管道應變和坡體位移監測系統[6]，了解坡體位移量變化趨勢及降雨對坡體位移的影響等，找出坡體發(fā)育特征，制定有效控制措施。實(shí)踐證明，該方法對預防山地管道滑坡地質(zhì)災害具有非常好的效果。

2.2  工程治理措施

對于危害性較大、穩定性較差的地災點(diǎn)，可選用工程治理措施。受地理環(huán)境和地質(zhì)條件影響，不同類(lèi)型管道地質(zhì)災害，工程治理方法不同，應現場(chǎng)勘察地形地貌特點(diǎn)，因地制宜采取治理措施。

實(shí)踐證明，將排水溝（圖 5）、錨固、抗滑樁（圖 6）、擋土墻（圖 7）、削方減載壓腳等，兩種及以上措施相結合用以治理滑坡、不穩定斜坡，可取得良好成效。坡面水毀治理常采用截排水溝、擋墻、截水墻等。河溝道水毀主要采用護岸（圖 7）、過(guò)水面、地下防沖墻等措施。修建水工保護設施要結合地質(zhì)特征、特點(diǎn)，因勢利導，要以疏水排水為原則，堅決不能以堵代疏。巖溶塌陷常采用清除填堵、灌漿加固、結構跨越的方式進(jìn)行處理。小型塌陷一般以清除填堵為主。開(kāi)挖難度較大的塌陷可將水泥砂漿、混凝土等材料通過(guò)巖溶洞口灌入洞隙中，以強化土層、洞空填充物，隔斷地下水通道。采用疏、導、排、圍等措施以阻止地表水下滲也很重要。

圖 5 排水溝示意圖

圖 6 抗滑樁示意圖

圖 7 擋土墻、護岸示意圖

3  結束語(yǔ)

廣西境內油氣管道沿線(xiàn)地形地貌、地質(zhì)結構復雜，地質(zhì)災害分布廣、范圍大、種類(lèi)多。該區域油氣管道主要地質(zhì)災害類(lèi)型是水毀、滑坡、巖溶塌陷，其中，水毀以坡面水毀和河溝道水毀為主�；�坡以淺層、小型滑坡為主。巖溶塌陷對管道危害相對較小。人類(lèi)工程活動(dòng)對管道地質(zhì)災害發(fā)育影響較大，應予以重視。

 

參考文獻：

[1]魏孔瑞，姚安林，鮮濤，等.川渝地區山地管道主要地質(zhì)災害成因及工程治理[J].管道技術(shù)與設備，2015(2)：19-21.

[2]郭磊，劉英男，項衛東，等.長(cháng)輸天然氣管道坡面水毀風(fēng)險敏感因素辨識[J].油氣儲運，2015，34(5)：477-481.

[3]劉曉娟，袁莉.劉鑫.地質(zhì)災害對油氣管道的危害及風(fēng)險消減措施[J].四川地質(zhì)學(xué)報，2018，38(3)：488-492.

[4]宋光嘯.覆蓋型巖溶區地面塌陷災變規律研究[D].山東大學(xué)，2020.

[5]郭守德，王強，林影.中緬油氣管道沿線(xiàn)地質(zhì)災害分析與防治[J].油氣儲運，2019，38(9)：1059-1063.

[6]鄒永勝，李雙琴，高建章，等.天地聯(lián)合的區域山地管道地質(zhì)災害監測預警體系研究[J].中國管理信息化，2020，23(15)：192-196.

作者簡(jiǎn)介：馬玉寶，1987年生，工程師，現任國家管網(wǎng)集團西南管道南寧輸油氣分公司河池作業(yè)區經(jīng)理，聯(lián)系方式：18977194765，765741661@qq.com。