西氣東輸三線陜西段地質災害發育特征及防治

李華東　唐培連　姜永玲

（1.中航勘察設計研究院有限公司，北京　100098；2.中國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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西氣東輸三線陜西段地質災害發育特征及防治

李華東1唐培連2姜永玲3

（1.中航勘察設計研究院有限公司，北京100098；2.中國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：通過調查研究西氣東輸三線干線工程陜西段管道沿線地質災害情況，分析了災點的類型、規模、危害程度及分布特征，提出典型災點的防治措施，為長輸管道的選線、防災、治理提供參考。

關鍵詞：西氣東輸，地質災害，防治措施

1　概述

西氣東輸三線天然氣管道工程是我國引進的第二條境外天然氣戰略通道，它對推進節能減排、改善大氣環境及保障我國供氣安全具有十分重要的戰略意義。西氣東輸三線干線工程西起新疆霍爾果斯，東至福建福州，全長約5 220 km，途經新疆、甘肅、寧夏、陜西、湖北、湖南、江西等10余個省市，途經各省市中，尤以陜西省境內地質條件最為復雜，擬建管道遭受地質災害的威脅最大。所以研究各地質災害的主要特征、分布范圍，對于西氣東輸管道工程的安全有著重要意義［1-7］。

西氣東輸三線自寶雞市麟游縣進入陜西省境內，途經永壽、乾縣、禮泉、涇陽、三原、富平、渭南、藍田、商洛、丹鳳，在商洛市商南縣出境進入河南省，全長約460 km。沿線穿越黃土高原、關中斷陷盆地及秦嶺山區三個不同的地貌單元。

2　沿線地質災害發育概況

根據對陜西段管道沿線地質災害的調查，沿線發育的地質災害（不良地質作用）類型主要有崩塌、不穩定斜坡、泥石流、塌岸、地裂縫及砂土液化等，沿線共發育災點104處，分布在管道一側、橫坡段、隧道出入口、穿越河道溝渠等部位，規模主要為中型及小型。沿線發育的地質災害類型以崩塌為主，占全部災點的55. 8%，不穩定斜坡占27. 9%。

不同地貌單元，線路沿線地質災害的發育情況也不一樣。1）黃土高原，主要的災害類型為崩塌及不穩定斜坡，泥石流、塌岸、地裂縫及砂土液化等均未見發育。崩塌、不穩定斜坡多由坡面沖刷及開荒、修路等人類工程活動引起，規模一般不大；2）關中盆地，各種災害類型均有發育，且以崩塌為主，塌岸次之。崩塌、不穩定斜坡主要發育在各級黃土臺塬塬周，受坡面沖刷及人類工程活動影響較大，泥石流主要發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育在斷陷盆地中部的沖積平原上；3）秦嶺山區，受復雜的地質構造、特殊的地形及不同巖性等因素的影響，崩塌、不穩定斜坡及泥石流的發育數量均為最多，塌岸、地裂縫及砂土液化未見發育。

3　典型地質災害發育特征及防治措施

3.1麟游縣三水村滑坡

1）滑坡發育特征。該滑坡位于麟游縣洪泉鄉，為一典型的黃土滑坡，擬建管道從其前緣通過，距滑坡前緣約20 m。滑坡區地層巖性為第四系中更新統黃土層（Q2），淺黃、灰黃色，中密～密實，原地形坡度35°～45°。受溝壑深切及斜坡卸荷的影響，坡體內形成傾向坡外的滑動面，發生滑動后，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，滑坡主滑方向為106°，滑體長約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。

該滑坡特征見圖1。

2）防治方案。根據該滑坡自身特點，結合當地滑坡的防治經驗，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，墻后設置滲流土工布及砂礫石反濾層，并采用粘土分層夯實回填，墻身設置100 mm泄水孔，外傾5%；在滑坡體周圍設置截水溝，將水引至山坡側的自然溝中，同時對滑坡周圍的裂縫和落水洞進行回填夯實，避免裂縫進一步發展，防止地表水順裂縫和落水洞進入坡體影響坡體的穩定性。

滑坡治理工程的剖面布置見圖2。

圖2　滑坡治理工程剖面布置圖

圖1　滑坡全貌

3.2藍田縣岔溝崩塌

1）崩塌發育特征。岔溝崩塌位于藍田縣九間房鎮，岔溝為一典型的“V”字形溝谷，崩塌區位于溝谷北側陡坡上，陡坡坡頂高程為1 173. 0 m，坡腳高程為1 087. 0 m，斜坡坡向為187°～200°，坡度25°～59°。邊坡巖體為中～強風化花崗巖，塊狀結構，節理裂隙發育，受節理裂隙切割及風化卸荷影響，坡面松動巖塊在風化剝蝕、雨水沖刷、重力作用、地震力作用、管道施工爆破振動作用下，會形成落石、滾石，崩落方向175°～205°，崩塌規模以小～中型為主。擬建管線隧道出口位于北側陡坡坡腳，坡面危巖對隧道施工、管道鋪設及運營安全構成較大威脅。

擬建管道與崩塌落石的關系見圖3。

小岔溝危巖可分3個危巖帶，危巖帶Ⅰ區位于管線穿越沖溝北西側，坡度47°～51°，危巖體發育于斜坡中下部，崩落方向175°～183°，崩塌規模以小型為主。危巖帶Ⅱ區位于管線穿越沖溝北側，坡度31°～59°，危巖體發育于斜坡中下部，崩落方向190°～195°，崩塌規模為小～中型。危巖帶Ⅲ區位于管線穿越沖溝北東側，坡度45°～55°，危巖體發育于斜坡中上部，崩落方向210°～215°，崩塌規模以中型為主。三個危巖區發育的危巖總體積約4 815 m3。

2）防治方案。根據該崩塌的特點，結合當地崩塌的防治經驗，可采用坡面危石清理+主動防護網的綜合治理措施。首先對坡面松動巖石進行清坡，清坡后，根據危巖分布情況，在坡面上按5. 0 m×5. 0 m正方形布置錨桿孔位，錨桿長3.0 m，孔徑為10 cm，鉆鑿錨桿孔并以高壓氣清孔，埋設錨桿并注漿，按正方形布置支撐繩形成網格，支撐繩與錨桿相連接并進行預張拉，在支撐繩網格內鋪設8/300/2. 5 m×2. 5 m型熱鍍鋅鋼絲繩網，鋼絲繩網與支撐繩之間采用8縫合繩進行連接。

主動防護網立面布置見圖4。

圖3　危巖全貌及與管道位置關系

圖4　主動防護網立面圖（單位：m）

3.3丹鳳縣馬房溝泥石流

1）泥石流發育特征。馬房溝泥石流位于丹鳳縣鐵峪鋪鄉，泥石流物源區主要位于溝道上游，溝道較狹窄、兩側地形陡峻，邊坡巖體風化強烈、巖體較破碎。流通區為深切溝槽，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°）。堆積區呈扇狀分布于馬房溝山前出口，扇面向溝口河床傾斜，扇區面積約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，無分選，碎塊石含量約40%～50%，大小一般30 mm～50 mm，個別達到800 mm以上，呈棱角狀，無磨圓。擬建管道從泥石流堆積區內通過，近垂直于泥石流運動方向通過該泥石流溝，最大沖刷深度為2. 0 m。

擬建管道與泥石流的關系見圖5。

圖5　泥石流溝與擬建管道的位置關系

2）防治方案。在分析泥石流形成原因、影響因素的基礎上，選擇合理的治理方案對泥石流溝進行必要的治理，確保橫穿該溝道的管道的運營安全。可采用增加管道埋深+設置潛壩+鋪設護坦的綜合防治措施。泥石流最大沖刷深度為2.0 m，管頂埋深至河床最低點以下3 m，避免泥石流對管道進行沖刷，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，壩頂位于溝底線以下1. 0 m、沖刷線以上1. 0 m，壩底位于沖刷線以下2. 5 m。壩頂至溝底面1. 0 m深度范圍內鋪設兩層大塊石形成護坦，消減泥石流通過時的能量。

潛壩及護坦的斷面布置如圖6所示。

圖6　潛壩及護坦斷面布置圖

4　結語

西氣東輸三線陜西段跨越黃土高原、關中斷陷盆地、秦嶺山區三個不同的地貌單元，沿線地形條件差異大、地質構造復雜，地質災害發育，主要地質災害類型有崩塌、滑坡、泥石流、河流塌岸、砂土液化及地裂縫等，擬建管道遭受地質災害的威脅較大。通過對沿線地質災害的調查，分析了陜西段地質災害的發育特征，并對典型的地質災害提出了相應的防治措施，可為長輸管道的選線、防災、治理提供參考。

參考文獻：

［1］龐偉軍，鄧清祿.地質災害對輸氣管道的危害及防護措施［J］.中國地質災害與防治學報，2014（3）：85-86.

［2］趙應奎.西氣東輸工程管道線路地質災害及其防治對策［J］.天然氣與石油，2002，20（1）：44-48.

［3］趙忠剛，姚安林.長輸管道地質災害的類型、防控措施和預測方法［J］.石油工程建設，2006（1）：92-93.

［4］李智毅，顏宇森.西氣東輸工程建設用地區的地質災害［J］.地質力學學報，2004（3）：101-102.

［5］朱思同.試論管道建設中的地質災害及工程對策［J］.天然氣與石油，1998（2）：356-357.

［6］蘇培東，羅倩.西氣東輸管道沿線地質災害特征研究［J］.地質災害與環境保護，2009，20（2）：25-28.

［7］趙應奎.西氣東輸三線輸氣管道工程線路區域地震地質環境與地質災害［A］. 2015年全國工程地質學術年會論文集［C］. 2015：516-523.

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

中圖分類號：P694

文獻標識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0086-02

收稿日期：2016-01-11

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