西气东输管道沿线地质灾害浅议.pdf

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1、1 3 2 低温建筑技术 2 0 1 4年第 9期 ( 总第 1 9 5期 ) 西气东输管道沿线地质灾害浅议 孙翔 ， 薛世峰 ， 朱秀星 1 中国石油大学规划建设处 山东青岛2 6 6 5 5 5 ； 2 中国石油大学储建学院 。 山东青岛2 6 6 5 5 5 ) 【 摘要】 根据西气东输管道工程沿线的地质勘查资料， 分析了管线所经区域主要地质灾害类型及其可能 诱发的管道破坏工况 ， 并统计得到了沿线各省( 自治区) 地质灾害易发管段位置及危险性分级情况。本文的统计 分析结果为西气东输管线结构安全设计、 水工保护、 施工方案提供了参考数据。 【 关键词】 长输管道； 西气东输 ； 地质灾害

2、； 危险性分级 【 中图分类号1 T U 4 5 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 4 ) 0 9 - 0 1 3 2 - 0 3 DI s CUS S oN GEoLoGI CAL DI s AS TER ALONG W ES T- EAS T GAS TRANS PoRTATI oN P _ELI NE SUN Xi a n g ，XUE S h i f e n g ，ZHU Xi u x i n g ( 1 D e p a r t m e n t o f p l a n n i n g a n d c o n s t r u c t i

3、 o n ， C h i n a U n i v o f P e t r o l e u m， S h a n d o n g Q i n g d a o 2 5 5 6 8 0 ， C h i n a ； 2 C o l l e g e o f P i p e l i n eC i v i l E n g i ， C h i n a U n i v o f P e t r o l e u m， S h a n d o n g Q i n g d a o 2 5 5 6 8 0， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Ac c o r d i n g t o t h e g

4、 e o l o g i c a l e x p l o r a t i o n d a t a g o t a l o n g t h e We s t E a s t G a s P i p e l i n e e n g i ne e r i n g，a na l y z e t h e ma i n g e o l o g i c a l d i s a s t e r t y pe o f t h e a r e a t h a t the p i pe l i ne c r o s s e d an d i t s l i k e l y i n d uc e d d a ma g

5、 e s t a t e，a nd s t a t i s t i c a l l y g e t t he g e o l o g i c a l d i s a s t e r pr o ne l o c a t i o ns a nd r i s k c l a s s i fic a t i o n s i t u a t i o n o f the p i p e a l o n g p r o v i n c e s( a u t o n o m o u s r e g i o n s ) I n t h i s p a p e r ，t h e s t a t i s t i c

6、 a l a n a l y s i s r e s u l t s p r o v i d e r e f e r e n c e d a t a f o r t h e We s t E a s t Ga s P i p e l i n e s t r u c t u r al s a f e t y d e s i g n ，h y d r a u l i c p r o t e c ti o n a n d c o n s t r u c t i o n p r o g r a m Ke y wo r d s ： l o n g d i s t a n c e p i p e l i

7、n e ；We s t E a s t Ga s P i p e l i n e ；g e o l o g i c a l d i s a s t e r s ；ri s k c l a s s i fi c a t i o n 西气东输管线所经地区的地质条件非常不稳定， 且地质灾害类型多、 发生频率高。其中， 以渝东、 鄂西 山区最为明显。受地形复杂、 沿线每年降雨量大的影 响 ， 易引发各种地质灾害 。 经所在省市 区域地质 部 门的调查 ， 西气东 输管 线 途径的四川段 目前共勘查到危险段滑坡 4处、 泥石流 4处、 坍塌 6处 ， 湖北崩塌段 1 1处、 滑坡段 3 1处、 泥石 流

8、4处 ， 并存在较多潜在不稳定性边坡。由此可得， 对 设计使用年限较长的长距离埋地管道， 必须考虑所经 地段的滑坡 、 泥石流等地质灾害对管道安全的影响。 另外 ， 由于滑坡、 泥石流等地质灾害的发生往往非常 突然， 且来势迅猛， 破坏力大， 通过快速下滑的碎石、 泥沙产生强大的推浮力横向作用于埋地管道， 易引发 管道的弯曲变形， 甚至断裂， 从而引起管线破坏、 泄漏 等事故发生。一旦发生安全事故， 会对周围环境、 沿 途居民、 地方经济等带来很大影响， 后果会非常严重。 1 地质灾害主要类型及分布 图 1 所示为西气东输管道走向， 沿线分布的主要 地质灾害类型为： 滑坡、 崩塌、 泥石流及洪

9、水冲蚀、 采 空塌陷、 地面沉降、 地裂缝、 盐渍土腐蚀和盐胀、 黄土 湿陷和潜蚀、 膨胀土胀缩。 图l 西气东输管道平面分布图 ( 1 ) 滑坡。受陕西地区土质特点影响， 西气东 输陕西管段易发生土体滑坡， 据勘察有 8 3处之多， 山 西段次之 ， l 4处 。对 管 线有 较 大影 响 的滑坡 有 ： 枣 树 坪滑坡 、 王家院滑坡、 梁家渠滑坡和寒砂石水库滑坡。 ( 2 ) 崩塌。陕西管段的崩塌灾害类型主要是黄 土体崩塌， 而山西管段则主要是基岩崩塌， 鄂尔多斯 高原( 宁夏境内) 也有少量沟岸坍塌。 陕西管段的崩塌大多位于各个河流分水岭地区的 孙翔等： 西气东输管道沿线地质灾害浅议

10、1 3 3 线路越粱地带。崩塌规模预测较小 ， 但数量较多， 对 埋地管道的安全危害也很大。 山西沿线管段共发现 3 4处崩塌危险区域， 对埋地 输气管道产生影响的有 2 0处， 目前处不稳定状态。 ( 3 ) 泥石流及洪水冲蚀。泥石流的形成与所在 区域地质、 地形、 水文气象等因素有关 ， 其性质与规模 则是由所在区域固体物质类型和数量决定。 走廊地区的武威南部山前地带是泥石流的高发 区， 据记载该地区有多起严重的泥石流灾害事件。西 部的黑河和疏勒流域各河沟、 常年性河流在暴雨洪水 冲蚀下 ， 可触发泥石流。陕西段分布于靖边县马路壕 东南的黄土高原。山西段发现泥石流沟 1 5条， 输气管 线

11、有 7处与泥石流沟相交。新疆段在库米什洼地西南 侧 的低 山沟谷有两处 。 ( 4 ) 采空塌陷。地下开采固体矿资源所形成的 采空区， 在一定的地质结构条件下， 采空区上覆岩层 在 自重和围岩应力作用下会导致顶板冒落和顶底板 闭合， 而引起上覆岩体的变性破坏， 进而产生地面开 裂 和沉陷。 对管线危害严重是煤矿采空塌陷。煤矿主要集 中在山西境内， 输气管线直接在采空区上部通过或距 管线较近的矿山有 2 5座之多。铁矿业主要分布在山 西境内， 在管线穿越区有 5 3座铁矿， 由于矿坑埋深浅 ， 易引起地面坍塌， 但因规模小 ， 对管线影响较小。 ( 5 ) 地面沉降。地面沉降最直接的危害是降低

12、了地面高程的安全程度， 促使土层的渗透性能降低 ， 导致土层发生压缩变形， 使灾害区域的供水井涌水量 大幅下降， 导致地下管线弯曲甚至断裂。 地面沉降主要在苏州 一无锡 一常州地区、 阜阳地 区。输气管线正好在最严重的地段通过。 ( 6 ) 地裂缝。地裂缝主要在江苏段和河南段。 江苏段分布于苏州 一 无锡 一常州地 区， 经预测， 输气 管线在武进市横山桥、 无锡市石塘湾镇秦巷北和查桥 镇附近三段易产生地裂缝。河南段主要分布在荥阳 北部和太康 、 淮 阳一带 。 ( 7 ) 盐渍土腐蚀和盐胀。盐泽土的形成及其所 含盐分的成分和数量与当地地形地貌、 气候条件、 地 下水的埋深和矿化度、 土层性质

13、和人类活动有关。 在新疆段， 主要位于轮南首站细土平原边缘、 库 米 什 以东 红柳 河两 岸、 博斯 腾 湖南 岸及 东 部细 土带 、 库米什洼地。河西走廊段盐泽土主要位于疏勒河八 道沟 一 七道沟、 临泽 黑河 一 乌江 一张掖城北一线以 及古浪白墩子等地。 ( 8 ) 黄土湿陷和潜 蚀 。黄 土湿 陷和潜蚀 可导致 地表大面积不均匀下陷、 地裂缝， 还可诱发滑坡和崩 塌 的发生 ， 给输气管线 的安全带来严重后 果。 沿线黄土湿陷主要位于黄土高原东缘 和山西 山 地区， 在陕西段长 1 8 5 k in， 山西段长 7 4 k m， 在河南段的 嵩箕 山前倾斜 岗地有部分地段。黄土潜蚀

14、主要在陕 西境 内， 共有 2 6 8处之多。 ( 9 ) 膨胀土胀缩。膨胀土的粘土矿物成分主要 包含伊利石、 蒙脱石。这类土体具有遇水膨胀 、 失水 收缩 的特性 ， 引发 的土体 变形往往会 造成 位 于 土层之 上的轻型建筑 、 埋地 管段形 变破坏 。 膨胀土 主要集 中在淮北 平原 、 皖苏 交界 的丘 陵地 带， 输气管道在安徽段2 4 3 k m， 江苏段 4 0 k in。 表 1 沿线各省 ( 自治区) 地质灾害类型汇总 地质 灾 害 类型 新 疆 甘肃 宁 夏陕西 山 西河南 安 徽 苏 沪 总计 滑 彬处 崩 髟处 泥 石流 及 洪 水冲 条 采 空 塌陷 ( 处) 地

15、面 沉 降 k 珀 地裂 影处 风蚀 沙 埋 地震 液 化 k m 盐 渍 土 腐 蚀 和 盐 b n 黄土 湿 陷和 潜 1【I n 膨 胀土 胀 缩 灾 煤 层自 处 瓦 斯爆 炸 处 岩 溶塌 陷 处 2 8 3 3 3 1 3 l 2 2 l 0 I 2 8 5 2 4 5 l 3 3 2 1 4 5 2 7 4 4 2 4 8 4 l 5 1 9 4 1 0 ( 2 )0 7 ( 2 )N4 5 )3 7 ( 1 9 )3 2 3 ( 5 ) 6 8 2 ( 3 ) 2 9 2 0) 6 6 、 6 7 ( 7 7 ) 2 0 1 8 2 ， 9 1 8 4 ， 6 3 s 7 5 9 8 1 5 3 2 2 3 3 7 6 5 4 9 6 3 3 9 4 0 4 7 4 4 2 3 5 4 8 l l 8 5 4 5 3 1 3 竹 7 4 7 8 2 0 4 3 9 8 9 J 8 5 1 0 7 3 1 3 2 3 2 4 27 5 0 2 9 2 7 2 1 3 l 多 处多 处 4 表2 沿线各省 ( 自治区) 地质灾害危险性分级 k m