鄧克飛

北京天然氣管道有限公司陜西輸氣管理處

摘  要：以陜京管道陜西段為例，介紹了地質(zhì)災害識別與評價依據(jù)、分級防控原則等，分析了滑坡和煤礦采空區(qū)兩種典型地質(zhì)災害的識別與評價及防控措施，為相關(guān)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：陜京管道；地質(zhì)災害；滑坡；煤礦采空區(qū)

地質(zhì)災害是管道安全運營的主要風險源之一。嚴重的地質(zhì)災害可導致天然氣管道發(fā)生破裂中斷供氣服務(wù)、泄漏爆燃還會造成人員傷亡和財產(chǎn)損失等。陜京管道沿線經(jīng)過沙漠、山區(qū)、平原等地貌，受到洪水沖刷、黃土濕陷、煤礦采空、滑坡、沙土流失及山體崩塌等地質(zhì)災害影響，近年來發(fā)生多起管道降壓輸送甚至停輸事件，管道安全運行面臨較大的威脅。因此，提前發(fā)現(xiàn)和識別威脅管道安全的地質(zhì)災害，做到“治小治早”實現(xiàn)有效防控，是地質(zhì)災害風險管理的重點。

陜京管道陜西段典型地質(zhì)災害為滑坡、黃土濕陷、煤礦采空區(qū)及沙體侵蝕等四種，以下重點分析滑坡和煤礦采空區(qū)兩種地質(zhì)災害的識別及其防控措施。

1 地質(zhì)災害的識別與防控

1.1 地質(zhì)災害的識別與評價

地質(zhì)災害的識別與評價，首先要掌握地質(zhì)災害的動力條件和危害因素，包括地質(zhì)條件、地貌條件、氣象條件和人為地質(zhì)活動，其次要掌握地質(zhì)災害的形成要素及地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，例如滑坡災害需要具備滑坡體、滑坡面等特征。依據(jù)SY/T6828―2017《油氣管道地質(zhì)災害風險管理技術(shù)規(guī)范》對管道沿線地質(zhì)災害進行評價，根據(jù)風險高低水平進行分級防控。

地質(zhì)災害分級防控的原則是：高風險須立即整治，較高風險應(yīng)進行專業(yè)監(jiān)測或限期整治，中風險需做好重點巡檢和簡易監(jiān)測，較低風險應(yīng)加強日常巡檢，低風險可暫不采取防控措施。

1.2 地質(zhì)災害防控

開展地質(zhì)災害的識別與防控，管理者需要掌握“懂、找、看、判、控”工作方法，即懂災害知識、找災害類型點、看危害因素、判斷可能性（易發(fā)性）、控制危害發(fā)展。其中控制危害發(fā)展主要分為主動防控和被動防控兩種。

（1）主動防控。主動防控就是及早發(fā)現(xiàn)和盡快治理。災害發(fā)生前在一定時間或一定區(qū)域均有前兆，如果在尚未發(fā)生或處于萌芽階段時就及時治理，可以避免很多管道地質(zhì)災害。在管道選線階段、建設(shè)期間或建成后，局部調(diào)整線路走向繞避災害點或提前對管道沿線的地質(zhì)災害進行必要的治理，以消除或減小災害發(fā)生的可能性。通過有效的水工保護工程治理措施對管道及附屬設(shè)施進行災害防護等，可有效降低地質(zhì)災害對管道造成的威脅。

（2）被動防控。被動防控是在地質(zhì)災害發(fā)生后 對管道及其附屬設(shè)施采取修復措施或保護措施，消除或減輕其對管道的影響。如設(shè)置保護套管、堆砌支撐沙袋、建造管道防護拱、改變管道埋深、開挖管道釋放應(yīng)力等。審查防護工程方案時，要充分考慮技術(shù)可行性和經(jīng)濟合理性。

1.3 效能評價

在地質(zhì)災害識別、評價和防控的全過程中，應(yīng)及時建立災害失效數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計災害發(fā)生的時間和空間頻次，對比分析災害后果及防控效果，按照持續(xù)改進的原則，完善管道地質(zhì)災害識別、評價、防控等管理流程，提高管理水平。

2 典型地質(zhì)災害防控

2.1 滑坡災害防控

以2019年陜京一線管道府谷縣境內(nèi)S1a1305處山體滑坡為例（圖 1），采取故障樹方式對滑坡災害進行識別，找出發(fā)生災害的動力條件和要素，通過看地貌條件、看地層巖性、看外在影響、看地質(zhì)構(gòu)造，判斷滑坡體災害可能性，然后確定區(qū)域內(nèi)滑坡體位置，從而識別滑坡危害。造成滑坡災害的因素包括水蝕導致的原有巖土體平衡破壞，坡面出現(xiàn)的兩處環(huán)形下切發(fā)育裂縫， 35度坡體堆積的碎石和土混合物以及坡體底部存在風化軟弱巖土層。

滑坡災害防控主要包括人防、技防和物防措施。人防由巡檢員、作業(yè)區(qū)、管理處管道科實施三級巡檢；技防采取埋樁法、埋釘法和貼紙法等三種觀測方法（簡稱“埋埋貼”觀測法），并在兩處安裝應(yīng)力應(yīng)變片實施了應(yīng)力監(jiān)測和遙感監(jiān)測。物防主要采取“上中下”工程措施，即滑坡體下游壓重護角和抗滑、中部清理滑坡體錨固、上游設(shè)置截排水和減重設(shè)施。經(jīng)整治后的滑坡體現(xiàn)場見圖 2，上游修筑了排水渠將匯水截止并排散至較遠區(qū)域，中部硬化夯填防護，底部為溝槽回填支撐和抗滑混凝土擋墻。

2.2 采空區(qū)塌陷災害防控

采空區(qū)識別首先通過地方政府確認地下礦藏分布及采空區(qū)域位置，也可通過地質(zhì)勘察確定地下采空情況。其次觀察地表塌陷情況，包括地表出現(xiàn)裂縫和臺階、塌陷坑，形成塌陷盆地，以及周邊建筑物、公路變形情況等，綜合判斷采空區(qū)現(xiàn)狀（圖 3）。

管道位于采空區(qū)不同區(qū)域時所受危害不同，如位于采空區(qū)外邊緣區(qū)，地表下沉不均勻、土體形成拉伸裂縫，管道受到軸向拉伸應(yīng)力；位于內(nèi)邊緣區(qū)，地表下沉相對均勻、土體一般不產(chǎn)生明顯裂縫而是發(fā)生局部鼓脹，管道受到軸向壓縮應(yīng)力易發(fā)生彎曲變形；位于采空區(qū)中間區(qū)域，管道可能長距離懸空。詳見圖 4。

采空區(qū)災害防控中，人防措施包括專項排查、專項巡護、信息溝通、法治教育、宣傳告知和協(xié)調(diào)地方關(guān)系等。技防措施包括：安裝應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測管道的應(yīng)變情況和管道周邊土體壓力變化，推斷可能的土體沉陷、土體擠壓等，發(fā)送預警信息；通過地質(zhì)勘探確定煤礦采空區(qū)分布情況；以衛(wèi)星坐標跟蹤技 術(shù)開展區(qū)域采空沉降分析，以及針對采空塌陷區(qū)域的地表裂縫和沉降情況開展裂縫和地表沉降移動監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)塌陷趨勢（圖 5）。

采空區(qū)物防采用“上中下”處理法：即上層采取換土封閉裂縫、修筑排水渠排水等防滲措施；中層開挖管道覆土進行應(yīng)力釋放；下層采取注漿、砌石等支護方式。具體包括六項措施：開挖管溝釋放應(yīng)力措施，即以沉陷“盆”底部為中心，沿管道軸向方向分別向兩側(cè)開挖，開挖總長度應(yīng)基本接近于距沉陷邊緣的2倍，開挖后，保持足夠長的敞開時間，以充分釋放沉陷“盆”及邊緣處管道的變形應(yīng)力。減載釋放應(yīng)力措施，即可采用輕質(zhì)磚等比原狀土輕的材料進行更換，減少壓覆載荷。地表封閉防滲措施，即沿裂縫兩側(cè)各擴30 厘米，按1.0∶0.5放坡，放坡下挖50 厘米夯實裂縫，如果裂縫較小可直接夯填黏性土。巷道支撐措施，即在具備條件的已經(jīng)知曉的管道底部采空區(qū)巷道，從巷道底部至洞頂堆砌漿砌石墻或澆筑混凝土等支撐巷道上方覆土層。壓漿和充填措施，即采用混凝土壓漿充填洞隙、固結(jié)巖土體防止地面塌陷或采用碎石填料自行沉落填充塌陷坑。結(jié)構(gòu)物跨越采空區(qū)措施，即在非塌陷區(qū)穩(wěn)定基礎(chǔ)上架設(shè)橋梁或鋼筋混凝土網(wǎng)格梁穩(wěn)固管道。

3 結(jié)語

管道地質(zhì)災害防控必須圍繞風險識別，堅持隱患治理、預防為主理念，注重防控措施與標準化管理相結(jié)合，實現(xiàn)地質(zhì)災害防控的持續(xù)改進提升，提高管道企業(yè)安全管理水平。

    作者簡介：鄧克飛，本科學歷，注冊二級建造師，現(xiàn)任北京天然氣管道有限公司陜西輸氣管理處管道科科長，從業(yè)期間發(fā)表多篇管道管理實踐論文。聯(lián)系方式： 17792109822，17131919@qq.com。