山區(qū)管道滑坡智能監(jiān)測(cè)及治理案例
來源:《管道保護(hù)》雜志 作者:賀小康 時(shí)間:2021-1-19 閱讀:
賀小康
國家管網(wǎng)集團(tuán)西南管道公司貴陽輸油氣分公司
摘 要:以中貴天然氣管道K1399+399米段滑坡為例,研究總結(jié)管道在突發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害時(shí)的智能管控及治理措施。介紹了該滑坡的基本特征,通過綜合應(yīng)用地表位移、深部位移、應(yīng)力應(yīng)變以及非接觸式磁異常檢測(cè)等智能監(jiān)測(cè)檢測(cè)措施對(duì)滑坡進(jìn)行有效監(jiān)控,同時(shí)疏散周邊群眾、停輸放空、應(yīng)急治理處置以及應(yīng)力釋放等,避免了事故的發(fā)生。
關(guān)鍵詞:天然氣管道;滑坡;監(jiān)測(cè);智能措施
滑坡作為一種常見地質(zhì)災(zāi)害,其隱蔽性、突發(fā)性、災(zāi)害性較強(qiáng),特別是管道橫向或斜向通過滑坡區(qū)時(shí),常存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。2019年7月,位于貴州省遵義市習(xí)水縣大坡鄉(xiāng)裕民村的中貴天然氣管道K1239+399米處發(fā)生滑坡險(xiǎn)情。滑坡平面形態(tài)整體呈不規(guī)則箕狀,近南北向展布,剖面形態(tài)呈折線型,坡度25°~35°,主滑方向?yàn)?10°,分布高程為1005 ~1028 m,坡高約23 m。中貴天然氣管道位于滑坡體內(nèi)前緣;麻L(zhǎng)約80 m,寬約50 m,平均厚度約3.5 m,總方量約14 000 m3,為一土質(zhì)滑坡。影響管道長(zhǎng)約65 m。
1 應(yīng)急處置措施
(1)及時(shí)報(bào)送應(yīng)急信息。由于滑坡發(fā)生速度快,常規(guī)檢測(cè)手段無法短時(shí)間內(nèi)確定滑坡段管道的受力變形情況,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)專家觀察分析滑坡已處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。為保證管道及周邊村民的安全,貴陽分公司立即啟動(dòng)三級(jí)應(yīng)急預(yù)案,成立滑坡?lián)岆U(xiǎn)應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組,及時(shí)向西南管道公司匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)情況,同時(shí)向當(dāng)?shù)卣、管道保護(hù)主管部門、自然資源部門報(bào)送應(yīng)急信息。
(2)緊急疏散附近居民。對(duì)該段管道進(jìn)行放空置換,疏散滑坡周邊350米安全管控范圍內(nèi)的23戶79名居民,在滑坡體上采取了裂縫夯填、修建簡(jiǎn)易截排水溝、坡體覆蓋PE膜等防止地表水下滲的措施。
(3)采取鋼管樁支護(hù)措施。針對(duì)滑坡的穩(wěn)定狀態(tài)、滑坡周邊場(chǎng)地地形條件以及考慮施工的安全性,對(duì)滑坡采取了鋼管樁支護(hù)措施,在滑坡中后部設(shè)置了兩排鋼管樁,共計(jì)86根(圖 1)。

2 智能管控措施
為進(jìn)一步分析、評(píng)價(jià)滑坡穩(wěn)定性,保證搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)施工人員安全以及專項(xiàng)處置措施順利實(shí)施,采用了位移監(jiān)測(cè)、管道應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)和非接觸式磁異常檢測(cè)等全方位智能管控措施(圖 2)。

(1)地表位移監(jiān)測(cè)。共布設(shè)6個(gè)檢測(cè)點(diǎn),初次監(jiān)測(cè)時(shí)間為2019年7月7日至8月12日(鋼管樁施工期間)。累計(jì)最大水平位移為JC01(中下部),位移量6.1 cm(圖 3);JC03(左中部)位移量5.3 cm;JC04(中上部),位移量5.5 cm;其余各點(diǎn)位移量均較小,無異常。

前期受天氣、場(chǎng)地施工擾動(dòng)及其他因素影響,滑坡變形相對(duì)較大,JC01、JC03、JC04平均每日位移量分別為0.3 mm、0.24 mm、0.25 mm。
7月15日之后(鋼管樁施工完成之后),每日地表位移量很小, JC01、JC03、JC04平均每日位移量分別為0.027 mm、0.027 mm、0.026 mm,每一個(gè)基礎(chǔ)點(diǎn)都相對(duì)穩(wěn)定,沒有明顯下滑趨勢(shì)。說明滑坡體位移數(shù)據(jù)已經(jīng)趨于收斂,滑坡已經(jīng)趨于穩(wěn)定。
(2)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)。根據(jù)西南管道公司管道沿線地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)體系、評(píng)價(jià)模型研究成果,管道縱穿斜坡范圍在30 m,且埋深約2~3 m時(shí),其所能承受的最大應(yīng)力為550 MPa,最大應(yīng)變?yōu)?300級(jí),管道應(yīng)變監(jiān)測(cè)預(yù)警區(qū)間為:關(guān)注級(jí)(極限應(yīng)變的30%,為690級(jí)),警示級(jí)(極限應(yīng)變的60%,為1380級(jí)),警報(bào)級(jí)(極限應(yīng)變的80%,為1840級(jí))。
通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,2019年8月1日后,1號(hào)應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)和2號(hào)應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)變化不明顯(圖 4、圖 5),各點(diǎn)的整體趨勢(shì)基本一致,應(yīng)變區(qū)間為﹣178~78,占極限值的7.73%,未達(dá)到關(guān)注級(jí)。

(3)非接觸式磁異常檢測(cè)。因滑坡地形的變化,局部管段在荷載和壓力的作用下造成應(yīng)力集中。短時(shí)間內(nèi)不可能全部開挖釋放應(yīng)力,為確保管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行,采用非接觸式管道磁檢測(cè)發(fā)現(xiàn)應(yīng)力集中點(diǎn)兩處,組織開挖釋放應(yīng)力。后期投產(chǎn)后再次檢測(cè)發(fā)現(xiàn)應(yīng)力集中點(diǎn)一處,進(jìn)行開挖釋放應(yīng)力。
3 經(jīng)驗(yàn)分享
做好滑坡防治首先要分析判斷滑坡產(chǎn)生原因,制定可行應(yīng)急預(yù)案,及時(shí)采取前期應(yīng)急治理措施,防止事故發(fā)生,為下一階段管道安全防護(hù)爭(zhēng)取時(shí)間。其次充分利用各種科技手段加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)檢測(cè),準(zhǔn)確掌握災(zāi)情變化,檢驗(yàn)治理效果,為科學(xué)決策提供依據(jù)。
作者簡(jiǎn)介:賀小康,1981年生,碩士研究生,工程師,現(xiàn)任貴陽輸油氣分公司副經(jīng)理。聯(lián)系方式:15329601661,695207819@qq.com。
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