李華東　唐培連　姜永玲

（1.中航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京　100098；2.中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司，河北廊坊　065000；3.北京京盛工程勘察中心，北京　102206）

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西氣東輸三線(xiàn)陜西段地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治

李華東1唐培連2姜永玲3

（1.中航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京100098；2.中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司，河北廊坊065000；3.北京京盛工程勘察中心，北京102206）

摘要：通過(guò)調(diào)查研究西氣東輸三線(xiàn)干線(xiàn)工程陜西段管道沿線(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害情況，分析了災(zāi)點(diǎn)的類(lèi)型、規(guī)模、危害程度及分布特征，提出典型災(zāi)點(diǎn)的防治措施，為長(zhǎng)輸管道的選線(xiàn)、防災(zāi)、治理提供參考。

關(guān)鍵詞：西氣東輸，地質(zhì)災(zāi)害，防治措施

1　概述

西氣東輸三線(xiàn)天然氣管道工程是我國(guó)引進(jìn)的第二條境外天然氣戰(zhàn)略通道，它對(duì)推進(jìn)節(jié)能減排、改善大氣環(huán)境及保障我國(guó)供氣安全具有十分重要的戰(zhàn)略意義。西氣東輸三線(xiàn)干線(xiàn)工程西起新疆霍爾果斯，東至福建福州，全長(zhǎng)約5 220 km，途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、湖北、湖南、江西等10余個(gè)省市，途經(jīng)各省市中，尤以陜西省境內(nèi)地質(zhì)條件最為復(fù)雜，擬建管道遭受地質(zhì)災(zāi)害的威脅最大。所以研究各地質(zhì)災(zāi)害的主要特征、分布范圍，對(duì)于西氣東輸管道工程的安全有著重要意義［1-7］。

西氣東輸三線(xiàn)自寶雞市麟游縣進(jìn)入陜西省境內(nèi)，途經(jīng)永壽、乾縣、禮泉、涇陽(yáng)、三原、富平、渭南、藍(lán)田、商洛、丹鳳，在商洛市商南縣出境進(jìn)入河南省，全長(zhǎng)約460 km。沿線(xiàn)穿越黃土高原、關(guān)中斷陷盆地及秦嶺山區(qū)三個(gè)不同的地貌單元。

2　沿線(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育概況

根據(jù)對(duì)陜西段管道沿線(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查，沿線(xiàn)發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害（不良地質(zhì)作用）類(lèi)型主要有崩塌、不穩(wěn)定斜坡、泥石流、塌岸、地裂縫及砂土液化等，沿線(xiàn)共發(fā)育災(zāi)點(diǎn)104處，分布在管道一側(cè)、橫坡段、隧道出入口、穿越河道溝渠等部位，規(guī)模主要為中型及小型。沿線(xiàn)發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型以崩塌為主，占全部災(zāi)點(diǎn)的55. 8%，不穩(wěn)定斜坡占27. 9%。

不同地貌單元，線(xiàn)路沿線(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育情況也不一樣。1）黃土高原，主要的災(zāi)害類(lèi)型為崩塌及不穩(wěn)定斜坡，泥石流、塌岸、地裂縫及砂土液化等均未見(jiàn)發(fā)育。崩塌、不穩(wěn)定斜坡多由坡面沖刷及開(kāi)荒、修路等人類(lèi)工程活動(dòng)引起，規(guī)模一般不大；2）關(guān)中盆地，各種災(zāi)害類(lèi)型均有發(fā)育，且以崩塌為主，塌岸次之。崩塌、不穩(wěn)定斜坡主要發(fā)育在各級(jí)黃土臺(tái)塬塬周，受坡面沖刷及人類(lèi)工程活動(dòng)影響較大，泥石流主要發(fā)育在北秦嶺山前傾斜洪積平原上，塌岸、地裂縫及砂土液化主要發(fā)育在斷陷盆地中部的沖積平原上；3）秦嶺山區(qū)，受復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造、特殊的地形及不同巖性等因素的影響，崩塌、不穩(wěn)定斜坡及泥石流的發(fā)育數(shù)量均為最多，塌岸、地裂縫及砂土液化未見(jiàn)發(fā)育。

3　典型地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治措施

3.1麟游縣三水村滑坡

1）滑坡發(fā)育特征。該滑坡位于麟游縣洪泉鄉(xiāng)，為一典型的黃土滑坡，擬建管道從其前緣通過(guò)，距滑坡前緣約20 m?；聟^(qū)地層巖性為第四系中更新統(tǒng)黃土層（Q2），淺黃、灰黃色，中密～密實(shí)，原地形坡度35°～45°。受溝壑深切及斜坡卸荷的影響，坡體內(nèi)形成傾向坡外的滑動(dòng)面，發(fā)生滑動(dòng)后，滑坡后緣形成高約8 m的陡壁，壁面平直，坡度約50°～60°，新鮮黃土面出露，滑坡主滑方向?yàn)?06°，滑體長(zhǎng)約50 m，寬約60 m，平均厚度3 m～5 m，總體積約12 000 m3，為一小型淺層滑坡。

該滑坡特征見(jiàn)圖1。

2）防治方案。根據(jù)該滑坡自身特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)鼗碌姆乐谓?jīng)驗(yàn)，可采用擋墻+地表排水的綜合治理措施。擋墻采用漿砌塊石砌筑，墻高6. 0 m，墻后設(shè)置滲流土工布及砂礫石反濾層，并采用粘土分層夯實(shí)回填，墻身設(shè)置100 mm泄水孔，外傾5%；在滑坡體周?chē)O(shè)置截水溝，將水引至山坡側(cè)的自然溝中，同時(shí)對(duì)滑坡周?chē)牧芽p和落水洞進(jìn)行回填夯實(shí)，避免裂縫進(jìn)一步發(fā)展，防止地表水順裂縫和落水洞進(jìn)入坡體影響坡體的穩(wěn)定性。

滑坡治理工程的剖面布置見(jiàn)圖2。

圖2　滑坡治理工程剖面布置圖

圖1　滑坡全貌

3.2藍(lán)田縣岔溝崩塌

1）崩塌發(fā)育特征。岔溝崩塌位于藍(lán)田縣九間房鎮(zhèn)，岔溝為一典型的“V”字形溝谷，崩塌區(qū)位于溝谷北側(cè)陡坡上，陡坡坡頂高程為1 173. 0 m，坡腳高程為1 087. 0 m，斜坡坡向?yàn)?87°～200°，坡度25°～59°。邊坡巖體為中～強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，塊狀結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育，受節(jié)理裂隙切割及風(fēng)化卸荷影響，坡面松動(dòng)巖塊在風(fēng)化剝蝕、雨水沖刷、重力作用、地震力作用、管道施工爆破振動(dòng)作用下，會(huì)形成落石、滾石，崩落方向175°～205°，崩塌規(guī)模以小～中型為主。擬建管線(xiàn)隧道出口位于北側(cè)陡坡坡腳，坡面危巖對(duì)隧道施工、管道鋪設(shè)及運(yùn)營(yíng)安全構(gòu)成較大威脅。

擬建管道與崩塌落石的關(guān)系見(jiàn)圖3。

小岔溝危巖可分3個(gè)危巖帶，危巖帶Ⅰ區(qū)位于管線(xiàn)穿越?jīng)_溝北西側(cè)，坡度47°～51°，危巖體發(fā)育于斜坡中下部，崩落方向175°～183°，崩塌規(guī)模以小型為主。危巖帶Ⅱ區(qū)位于管線(xiàn)穿越?jīng)_溝北側(cè)，坡度31°～59°，危巖體發(fā)育于斜坡中下部，崩落方向190°～195°，崩塌規(guī)模為小～中型。危巖帶Ⅲ區(qū)位于管線(xiàn)穿越?jīng)_溝北東側(cè)，坡度45°～55°，危巖體發(fā)育于斜坡中上部，崩落方向210°～215°，崩塌規(guī)模以中型為主。三個(gè)危巖區(qū)發(fā)育的危巖總體積約4 815 m3。

2）防治方案。根據(jù)該崩塌的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)乇浪姆乐谓?jīng)驗(yàn)，可采用坡面危石清理+主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)的綜合治理措施。首先對(duì)坡面松動(dòng)巖石進(jìn)行清坡，清坡后，根據(jù)危巖分布情況，在坡面上按5. 0 m×5. 0 m正方形布置錨桿孔位，錨桿長(zhǎng)3.0 m，孔徑為10 cm，鉆鑿錨桿孔并以高壓氣清孔，埋設(shè)錨桿并注漿，按正方形布置支撐繩形成網(wǎng)格，支撐繩與錨桿相連接并進(jìn)行預(yù)張拉，在支撐繩網(wǎng)格內(nèi)鋪設(shè)8/300/2. 5 m×2. 5 m型熱鍍鋅鋼絲繩網(wǎng)，鋼絲繩網(wǎng)與支撐繩之間采用8縫合繩進(jìn)行連接。

主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)立面布置見(jiàn)圖4。

圖3　危巖全貌及與管道位置關(guān)系

圖4　主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)立面圖（單位：m）

3.3丹鳳縣馬房溝泥石流

1）泥石流發(fā)育特征。馬房溝泥石流位于丹鳳縣鐵峪鋪鄉(xiāng)，泥石流物源區(qū)主要位于溝道上游，溝道較狹窄、兩側(cè)地形陡峻，邊坡巖體風(fēng)化強(qiáng)烈、巖體較破碎。流通區(qū)為深切溝槽，溝槽在平面上呈舒緩的蛇曲狀，上寬5 m，下寬1. 5 m～2. 0 m，深2. 5 m，溝谷兩岸山體斜坡為35°，溝谷平均縱比降190‰（11°）。堆積區(qū)呈扇狀分布于馬房溝山前出口，扇面向溝口河床傾斜，扇區(qū)面積約0. 06 km2，扇面平均縱比降為90‰（5°），主要為泥石流堆積的粉土、石英角閃片巖碎塊石，無(wú)分選，碎塊石含量約40%～50%，大小一般30 mm～50 mm，個(gè)別達(dá)到800 mm以上，呈棱角狀，無(wú)磨圓。擬建管道從泥石流堆積區(qū)內(nèi)通過(guò)，近垂直于泥石流運(yùn)動(dòng)方向通過(guò)該泥石流溝，最大沖刷深度為2. 0 m。

擬建管道與泥石流的關(guān)系見(jiàn)圖5。

圖5　泥石流溝與擬建管道的位置關(guān)系

2）防治方案。在分析泥石流形成原因、影響因素的基礎(chǔ)上，選擇合理的治理方案對(duì)泥石流溝進(jìn)行必要的治理，確保橫穿該溝道的管道的運(yùn)營(yíng)安全?？刹捎迷黾庸艿缆裆?設(shè)置潛壩+鋪設(shè)護(hù)坦的綜合防治措施。泥石流最大沖刷深度為2.0 m，管頂埋深至河床最低點(diǎn)以下3 m，避免泥石流對(duì)管道進(jìn)行沖刷，在距管道上、下游各10 m處布置兩道潛壩，潛壩斷面呈梯形，高3. 5 m，壩頂位于溝底線(xiàn)以下1. 0 m、沖刷線(xiàn)以上1. 0 m，壩底位于沖刷線(xiàn)以下2. 5 m。壩頂至溝底面1. 0 m深度范圍內(nèi)鋪設(shè)兩層大塊石形成護(hù)坦，消減泥石流通過(guò)時(shí)的能量。

潛壩及護(hù)坦的斷面布置如圖6所示。

圖6　潛壩及護(hù)坦斷面布置圖

4　結(jié)語(yǔ)

西氣東輸三線(xiàn)陜西段跨越黃土高原、關(guān)中斷陷盆地、秦嶺山區(qū)三個(gè)不同的地貌單元，沿線(xiàn)地形條件差異大、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，主要地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型有崩塌、滑坡、泥石流、河流塌岸、砂土液化及地裂縫等，擬建管道遭受地質(zhì)災(zāi)害的威脅較大。通過(guò)對(duì)沿線(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查，分析了陜西段地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征，并對(duì)典型的地質(zhì)災(zāi)害提出了相應(yīng)的防治措施，可為長(zhǎng)輸管道的選線(xiàn)、防災(zāi)、治理提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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Geo-hazards development characteristics and prevention of West to East gas pipelineⅢin Shaanxi province

Li Huadong1Tang Peilian2Jiang Yongling3
（1. Survey and Design Institute of China Aviation Industry，Beijing 100098，China；2. China Petroleum Pipeline Engineering Corporation，Langfang 065000，China；3. Beijing J-S Engineering Prospecting Center，Beijing 102206，China）

Abstract：Based on the field investigation of the geo-hazards along the West to East gas pipelineⅢin Shaanxi province，this paper analyzes the types，size，damage degree and distribution characteristics of geological disasters along the pipeline，and puts forward some prevention measures for typical disasters，which can provide reference to route selection，disaster prevention and control of long gas pipeline.

Key words：West to East gas pipeline，geological hazards，prevention and control measures

中圖分類(lèi)號(hào)：P694

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-6825（2016）09-0086-02

收稿日期：2016-01-11

作者簡(jiǎn)介：李華東（1984-），男，工程師；唐培連（1980-），男，工程師；姜永玲（1984-），女，工程師