金壯偉 薛繼旭 孫國(guó)強(qiáng)

北京管道石家莊輸油氣分公司

摘要：地質(zhì)災(zāi)害對(duì)油氣管道安全運(yùn)行影響較大。圍繞陜京管道河北山區(qū)段穿越不同地形地貌發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，總結(jié)了常用防治措施，分析了存在的不足，提出了改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：陜京管道；地質(zhì)災(zāi)害；管道風(fēng)險(xiǎn)；防治措施

山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害以山體滑坡、滑塌、坍塌、沖毀以及河流沖溝為主，極端天氣特別是強(qiáng)降雨是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要原因，將會(huì)造成水保防護(hù)工程坍塌、損壞，嚴(yán)重時(shí)造成管道懸空、露管、漂管等突發(fā)事件。2016年7月19日河北井陘太行山區(qū)發(fā)生百年不遇強(qiáng)降水，造成管道閥室引壓管沉降斷裂，山區(qū)管道漂管20余處，陜京三線停輸。因此，需采取切實(shí)有效的防治措施，最大限度降低管道安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

1  常用防治措施

1.1  坡面水毀

穿越山區(qū)管道在建設(shè)過(guò)程中常有大量土石方開(kāi)挖、回填，擾動(dòng)原有地貌并破壞地表植被、土壤，造成管道周邊土石表層結(jié)構(gòu)松散。汛期遇強(qiáng)降雨易造成山體滑坡、滑塌等地質(zhì)災(zāi)害，松動(dòng)的土層推動(dòng)管道向地勢(shì)較低的方向移動(dòng)，導(dǎo)致管道發(fā)生露管、懸空、應(yīng)力集中變形等。

當(dāng)管道沿山澗爬坡敷設(shè)或順坡敷設(shè)坡度在60°以上時(shí)，需削坡處理使其坡度在30°～45°，常用工程防治措施是在處理后的坡面上每隔8 m修建一道護(hù)坡，坡腳處設(shè)置擋土墻，護(hù)坡側(cè)面修建排水渠疏導(dǎo)排水。目前一般采取混凝土材質(zhì)為主的水保工程，整體穩(wěn)定性高于漿砌石等其他類水工構(gòu)筑物。對(duì)巨石沖刷滾落地段，則采用鋼筋混凝土構(gòu)筑物，防護(hù)優(yōu)勢(shì)明顯，能夠有效削減山洪匯水對(duì)管道覆土的直接沖刷并防止管溝掏空（圖 1、圖 2）。

圖 1 鋼筋混凝土擋墻

圖 2 鋼筋混凝土護(hù)坡

1.2  河溝道水毀

管道穿越河流地段大量采取大開(kāi)挖方式，水害防治要在注重兩側(cè)穿越點(diǎn)河岸防護(hù)的同時(shí)（漿砌石坡護(hù)岸、漿砌石擋土墻等），更應(yīng)重視對(duì)河道底部的防護(hù)。很多管道穿越河流地段底部為卵礫石，因洪水沖刷會(huì)引起較大范圍的石塊移動(dòng)，導(dǎo)致管道失去覆面，石塊的沖刷和碰撞對(duì)管道防腐層產(chǎn)生巨大的破壞作用，同時(shí)水流巨大的沖刷力還可能造成管道懸空、甚至發(fā)生應(yīng)力變形。

防護(hù)措施一般采用鋼筋混凝土過(guò)水面、鋼筋混凝土（外包）防沖墻、鋼筋石籠組合防護(hù)措施。為減小洪水對(duì)過(guò)水面的沖刷力度，將部分過(guò)水面頂部迎水方向改為角度小于45°的漫坡；防沖墻背部碼砌二級(jí)石籠（圖 3），防止洪水從鋼筋混凝土（外包）防沖墻底部淘刷。

圖 3 河溝道水毀治理示例

1.3  臺(tái)田地水毀

山區(qū)地勢(shì)陡峭地段的臺(tái)田地一般具有土質(zhì)疏松、落差較大的特點(diǎn)，管道穿越臺(tái)田地遇強(qiáng)降雨沖刷易造成管道上方覆土流失嚴(yán)重，管道上方出現(xiàn)大面積坍塌、沖溝，存在露管、暗懸風(fēng)險(xiǎn)。

擋土墻是臺(tái)田地最常用工程防治措施，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采取混凝土擋墻、漿砌石擋墻與干砌石擋墻或其組合的防護(hù)形式（圖 4、圖 5）。針對(duì)臺(tái)田地覆土層較為松軟地帶，可在原防護(hù)基礎(chǔ)之上，修建漿砌石或混凝土排水渠與消力池相結(jié)合的方式排放雨水，防止地基下沉、坍塌。

圖 4 混凝土擋墻與漿砌石

圖 5 漿砌石擋墻與干砌石擋墻

1.4  埋深不足地段水毀

管道穿越農(nóng)田、水渠、溝坎時(shí)，因地形受限難以機(jī)械覆土、雨水沖刷造成覆土流失嚴(yán)重或高差較大覆土不易穩(wěn)定等，導(dǎo)致管道埋深不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求（圖 6），影響管道安全運(yùn)行及使用壽命。管道埋深不足時(shí)，一般采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆或預(yù)制蓋板與素土覆蓋相結(jié)合的防護(hù)形式，蓋板尺寸一般為長(zhǎng)3 m、寬0.6 m，厚0.15 m，如遇管道、光纜不同溝地段，可適當(dāng)加寬。采用鋼筋混凝土蓋板防護(hù)，可以防止農(nóng)戶在管道上方取土或溝渠清淤，避免管道露管、管道防腐層和光纜損壞，同時(shí)也有效降低大型農(nóng)機(jī)具在管道上方旋耕施工作業(yè)造成第三方損壞事故發(fā)生（圖 6）。

圖 6 管道埋深不足及鋼筋混凝土蓋板防護(hù)示例

1.5  取土坑不穩(wěn)定邊坡水毀

由于近些年地方政府出臺(tái)生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水政策和汛期降雨量增大，使地下水位不斷上漲，管道周邊取土坑積水增加，水位也逐年上升。取土坑邊緣土方長(zhǎng)期遭受浸水侵蝕，不斷向管道方向坍塌、侵蝕，且發(fā)展速度驚人，管道存在露管、懸空等地質(zhì)災(zāi)害隱患。

防治措施一般采取在管道中心線兩側(cè)10 m處打拉森IV型鋼板排樁，鋼板樁相互銜接并深入地下軟土層；鋼板樁與坑壁之間采用渣石土夯填，并在渣石土與鋼板樁頂部碼砌鋼筋石籠防止水土流失（圖 7）。

圖 7 不穩(wěn)定邊坡段管道及防治措施示例

2  措施分析及改進(jìn)建議

（1）鋼筋混凝土構(gòu)筑物相比于漿砌石構(gòu)筑物具有明顯的防護(hù)優(yōu)勢(shì)，但工程造價(jià)相對(duì)較高，且山區(qū)地段大部分無(wú)進(jìn)場(chǎng)道路，存在混凝土材料運(yùn)輸困難等難題。如果開(kāi)鑿山體修建施工進(jìn)場(chǎng)道路、混凝土材料二次倒運(yùn)等增加了工程總體費(fèi)用。建議在山區(qū)地段施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)就地取材修建漿砌石類構(gòu)筑物，適當(dāng)減少水保工程占地補(bǔ)償、車輛運(yùn)輸?shù)容o助措施施工費(fèi)用。

（2）鋼筋混凝土構(gòu)筑物施工技術(shù)難度較大，如在支模過(guò)程中鋼管、卡子、模板連接不牢固，未清除模板表面的混凝土殘?jiān)�，�?dǎo)致混凝土澆筑過(guò)程中易出現(xiàn)跑模現(xiàn)象和墻體出現(xiàn)麻眼兒等，后期整改難度較大。建議安排專業(yè)人員重點(diǎn)檢查混凝土模具關(guān)鍵部位連接處，確保模具緊固牢靠、水保工程質(zhì)量合格。

（3）針對(duì)不穩(wěn)定邊坡采取鋼板排樁、碼砌石籠與渣石土回填相結(jié)合的方式防護(hù)，由于鋼板樁為鐵質(zhì)材料，長(zhǎng)年浸泡在水中遭受腐蝕，會(huì)導(dǎo)致本體出現(xiàn)銹蝕斷裂。建議在鋼板樁樁體涂刷防銹漆或采用鍍鋅材質(zhì)鋼板樁，提高樁體的抗腐蝕性和耐用性，防止重復(fù)發(fā)生工程費(fèi)用。         

3  結(jié)語(yǔ)

山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程復(fù)雜而艱巨。企業(yè)充分考慮管道途經(jīng)地形地貌以及誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)類型，采取合理的水保工程防護(hù)措施。已建防治工程經(jīng)受住了強(qiáng)降雨天氣、最大降雨量達(dá)160 mm引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害考驗(yàn)，未出現(xiàn)較大水毀、坍塌。據(jù)統(tǒng)計(jì)，水保工程投資逐年下降，每年可減少30～50萬(wàn)元運(yùn)營(yíng)成本。降低了因地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致的管道變形、停輸?shù)冉?jīng)濟(jì)損失，為陜京管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行提供了有力保障。 

作者簡(jiǎn)介：金壯偉，1983年生，工程師，畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)，主要從事管道管理工作。聯(lián)系方式：13180460428,  jinzhuangwei0335@126.com。