王軍亮
摘要:油氣是現代社會體系中各行各業生產運作和群眾生活的重要資源,而由于國內的油氣資源分布與使用二者之間在地域上存在著巨大的差距,因此輸送油氣就成了一項必不可少的工作,在輸送過程中,管道是最重要的基礎設施。由于國內的地質條件復雜,經常發生滑坡等地質災害,這進一步威脅了西部油氣長輸管道的安全和質量,因此必須做好管道沿線的滑坡災害防治工作,而如何采用合理的技術進行防治,值得探討。
關鍵詞:西部油氣;長輸管道沿線;滑坡災害;意義;受載分析;防治措施
本文對西部油氣長輸管道沿線滑坡災害的防治問題進行了探討,文章從闡述西部油氣長輸管道滑坡災害防治的重要意義入手,進一步進行了滑坡地段管道的受載分析,最后提出了科學的管道滑坡災害的防治措施。
1.西部油氣長輸管道滑坡災害防治的重要意義
在國民經濟的全面進步的情況下,石油天然氣管道的建設與系統完善也步入高潮。目前我國已經初步打造了橫穿東西、縱貫南北、輻射全國、直接國外的輸油氣管網體系。中國在地域上的顯著特征就是面積廣闊、地質特征復雜、氣候變化明顯,所以長輸埋地管道在跨越多個地區的情況下極易遇到一系列的自然災害,由此受到安全威脅。特別是在西南山地地貌、西北高原地貌等背景下鋪設的管道,更是處于滑坡災害多發區。因此做好滑坡防治工作就顯得尤其重要。
2.滑坡地段管道的受載分析
2.1主滑方向平行于管道走向
主滑方向與管道延展走向相平行的地區,在管道上的下滑力是直接作用在管道的軸向上的(如圖1所示)。所以管道在滑體下滑的影響下,越是接近A區域的坡上的管道會更容易在拉伸作用下形成拉應力,而越接近坡下的位置則會因壓縮形成壓應力。因為滑坡體與滑床土體在彼此運動,管道會在圖中的A處、B處位置遇到比較強烈的剪切作用。
2.2主滑方向垂直于管道走向
在主滑方向和管道延展方向垂直的情況下,出現的下滑力是垂直作用在管道的軸向上的。在滑坡的發生區域,主要的滑坡推力會作用在管道的側面方向。滑坡的輻射范圍內,管道可能出現梁式彎曲現象,撓度會從輻射區的中心向兩邊漸漸降低。中心位置的處管道所形成的拉伸應力是最強的,在滑坡邊界處會因為土體錯動的原因形成一定的拉壓與剪切應力。
3.管道滑坡災害的防治
3.1繞避
在管道的選線規劃階段,相關人員就要對管道周邊的滑坡現象發生概率和危害程度進行了解和判斷,從而針對該地區的地質條件做好不同的線路設計方案。比如在嚴重的滑坡區域,對滑坡災害發生幾率大的地區,鋪設管道的一大原則就是主動避讓,可以運用改線、跨橋、隧道穿越、清除滑體的方法繞避。而在小幾率地區,隨意避讓則會導致管道建設成本大幅度增加,因此比如對不同的滑坡地段,結合現實狀況科學整治滑坡地段是最佳選擇,合理設計防治措施是非常重要的。
3.2排水
水是滑坡事件發生的主導因素,做好排水工作,不只是防止滑坡發生的重要措施,也是在滑坡發生后進行處理的關鍵一步。排水包括地表與地下排水的不同形式。地表排水一般會采取填堵裂縫、設置截排水溝、疏導溝渠等方式,而地下排水的方法主要有修設盲溝、集水孔、集水井、排水隧洞等等。
3.3減重
減重是人們常說的削方減載,利用鏟掉滑坡體后部的巖體實現卸載,所以減重多往往是在滑坡后緣傾角比較陡、滑坡厚度比較大的斜坡上采用,削方產生的棄土又可堆積于滑坡前沿進一步對滑體進行支擋,再配合坡面排水等操作,進一步提升治理的成效。當然在實施過程中,必須加強滑坡的勘察處理,以免因為坡體卸載和加載的問題,導致地應力的再次分布不科學,又一次引發二次滑坡現象。油氣管道沿線的滑坡災害或許會發生在靠近農田的山地上,運用減重的方式,可能會損失農田收入,所以必須根據地區內的實際狀況進行治理。
3.4滑帶土改良
滑帶土改良指的是利用化學或物理手段對滑帶物質加以調換和填充,往往會采取注漿加固的形式把填充劑添加到滑帶內,就可以起到增大滑帶土的力學參數的效果,進一步增強滑坡穩定性。
3.5抗滑
抗滑措施的常見形式就是反壓,所謂反壓是指在滑坡體的前緣抗滑段及以外填筑土石增加抗滑力。實施反壓時應注意清除填土基底的軟弱土層,壓密填土增大抗滑能力,填土的高度也應進行滑坡推力驗算,以滑體不能從其頂部剪出為原則。
其次,是抗滑擋墻形式,即在滑坡前緣修建的墻式支擋結構,一般依靠自身重量與地基的摩擦阻力抵抗滑坡下滑力。抗滑擋墻應修建在與滑坡主滑方向垂直的方向上,基礎設于滑帶以下一定深度的穩定地層,并進行擋墻強度校核。此外還有抗滑樁形式,抗滑樁是穿過滑坡體深入滑床的柱狀構筑物,起著平衡下滑力、穩定邊坡的作用。可根據施工條件選用木樁、鋼樁、混凝土及鋼筋混凝土樁,以一定的樁間距進行布置,對于下滑推力較大的滑坡還可采用多排抗滑樁方案。
3.6管道自身保護
位于滑坡影響范圍內的管道往往會因為土體移動的原因,出現管道彎曲變形、管壁屈曲、管道開裂、防腐層脫落等不良現象。所以,加強管道的保護是防治滑坡災害的重要措施之一。針對主滑方向和管道延展方向平行的滑坡,因為土體和管道外壁在相對運動,因此會形成一定的摩擦,這會最終對防腐層進行侵蝕。鑒于此,防治工作人員可以在管道的外層加裝手工織物或木板等材料,做成保護套,減小彼此之間的摩擦和由此造成的損傷。而針對主滑方向和管道延展方向互相垂直的滑坡,當管道位于滑坡前端的時候,因為上部滑體的擠壓作用,管道會受到比較大的壓力,進而形成附加應力。此時工作人員可采取將管道開挖暴露以釋放管道應力的方法,當然,在管道承受推力一側的挖掘出一條和管道相互平行的應力釋放溝,都可以減小應力。
4.結論與認識
綜上所述,加強對西部油氣長輸管道沿線滑坡災害的防治問題的探討,對于保證管道的質量意義重大。相關工作人員需要明確西部油氣長輸管道滑坡災害防治的重要性,同時做好滑坡地段管道的受載分析,包括主滑方向平行于管道走向、主滑方向垂直于管道走向等不同情況下的受載無疑;在此基礎上,探討出合理的管道滑坡災害的防治措施,比如采取繞避、排水、減重、滑帶土改良、抗滑、管道自身保護等等措施,通過多樣化的方式,保證西部油氣長輸管道免于受到滑坡災害的巨大威脅。
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