輸油管道工程地質(zhì)問題及其防治措施

曹捷(長慶油田采油三廠，寧夏 銀川 750006)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，輸油管道工程的進一步研發(fā)和建設(shè)也在不斷進行中。文章將通過大量的數(shù)據(jù)分析以及實地考察，對輸油管道工程存在的地質(zhì)問題進行深入研究，并且通過實驗和監(jiān)測，得到解決輸油管道地質(zhì)問題的有效方法。并且通過進一步地分析和研究得到輸油管道工程防治地質(zhì)災(zāi)害的有效措施，順利完成工程建設(shè)，保障輸油管道的順利使用。

1 輸油管道沿線的地質(zhì)條件及會發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害

1.1 輸油管道沿線的地質(zhì)條件

我國的輸油管道沿線屬于東北一帶以及陜甘寧盆地，東北地區(qū)會穿越火山巖、變質(zhì)巖、花崗巖等等山脈，陜甘寧地區(qū)還會經(jīng)過丘陵、平原等地區(qū)，地層分布較廣，橫跨多個地質(zhì)構(gòu)造單元區(qū)。所經(jīng)過的地區(qū)多是由巖體、土體和特殊土構(gòu)成，特殊土包括沼澤土、凍土、軟土等，其中凍土地區(qū)較多。根據(jù)資料顯示，我國的輸油管道經(jīng)過的凍土地區(qū)，一般都是季節(jié)性凍土，凍土層的厚度隨著方位發(fā)生變化，自南向北、自東南向西北凍土層逐漸加厚[1]。陜甘寧地區(qū)屬于我國的中部，其中蘊含著大量的石油和天然氣資源，因此在陜甘寧地區(qū)也建設(shè)了許多的輸油管道將所產(chǎn)的石油運往全國。但是陜甘寧地區(qū)有許多盆地，盆地內(nèi)具有許多套烴源巖，不僅如此，陜甘寧地區(qū)輸油管道沿線還有許多碎屑巖，而且有些地帶存在裂縫，裂縫中有方解石與石英石填充的現(xiàn)象，這都是輸油管道沿線的地質(zhì)條件，對輸油管道的建設(shè)與順利應(yīng)用都有一定的影響。

1.2 輸油管道會發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害

經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)分析與實地考察，得到輸油管道沿線中的地質(zhì)災(zāi)害可以分為以下幾種：鹽漬土地質(zhì)災(zāi)害、凍脹融沉和河溝道水毀等，根據(jù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，凍脹融沉是我國輸油管道工程最常見的地質(zhì)災(zāi)害，其次常見的是河溝道水毀。同時根據(jù)大量的數(shù)據(jù)分析，不難得到管道沿線發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的分布特征。

首先是地質(zhì)災(zāi)害時間分布。夏秋季節(jié)，由于氣溫較高和降雨較為集中等問題，會使得輸油管道工程出現(xiàn)坡面水毀等地質(zhì)災(zāi)害；而天氣較為寒冷的冬春季節(jié)，凍脹災(zāi)害是主要的地質(zhì)災(zāi)害。

其次便是地質(zhì)災(zāi)害空間的分布特征。不同的輸油管道所處地理位置不同，其空間分布也不同，所受地質(zhì)災(zāi)害自然不同，一般情況輸油管道在空間上所受到的地質(zhì)災(zāi)害主要集中于北部地區(qū)的丘陵與山脈。

最后對于陜甘寧地區(qū)而言，由于其地形地貌等特征，出現(xiàn)黃土滑坡、滑坡隱患以及山體崩塌、泥石流這些地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大，同時還有很大的幾率會發(fā)生地震。其中黃土滑坡是黃土高原最為常見的地質(zhì)災(zāi)害，并且陜甘寧地區(qū)的黃土滑坡具有范圍廣、分布密集等特點，會對于人們的生產(chǎn)生活帶來極大危害，對輸油管道的危害也更加嚴重。

2 輸油管道工程中存在的地質(zhì)問題

2.1 黃土沖溝對輸油管道工程的影響

輸油管道一般都會經(jīng)過黃土地區(qū)，黃土地區(qū)都有一個共同的特點，黃土水穩(wěn)性較差，抗沖擊能力差。黃土沖溝一般都是受到強降雨的影響，雨水的匯集是水力侵蝕的主要動力。根據(jù)實地考察的結(jié)果顯示，黃土沖溝的現(xiàn)象都是由溝口向上擴展，并且在溝腦部位形成下切陡坎，陡坎和下溝不斷遭受侵蝕，溝底也逐漸變得下切，溝岸逐漸變寬，從而導(dǎo)致管道會變得懸空，甚至被沖斷。除此之外，黃土沖溝還會使得黃土邊坡土體發(fā)生崩塌，危及輸油管道的安全輸送[2]。

2.2 黃土斜坡水土流失對輸油管道工程的影響

由于輸油管道線路所經(jīng)過的地區(qū)都較于平緩，一般只有在風蝕黃土梁區(qū)域才會出現(xiàn)黃土斜坡，由此看來在輸油管道上出現(xiàn)斜坡的幾率還是較小的，而且出現(xiàn)的黃土坡度都不大。但是黃土斜坡上的植物體型都較大，所以當此地區(qū)出現(xiàn)強降雨的天氣，坡面就會出現(xiàn)嚴重的水土流失現(xiàn)象，形成許多小的沖溝，隨著強降雨，坡度變大，抗沖刷能力減弱，水土流失問題變得更加嚴重。與此同時，如果坡面植物遭到破壞，那么這些小型的沖溝很有可能發(fā)生貫通問題，從而威脅到輸油管道的安全運行。

2.3 流動—半固定沙丘對于輸油管道工程的影響

在我國輸油管道線路經(jīng)過的地區(qū)有80%是沙漠地帶，其中一定會有許多流動性和破壞性都很強的流動—半固定沙丘，這些沙丘對于輸油管道的正常運行有著嚴重的威脅。尤其是多風的季節(jié)，沙丘隨著風進行快速的移動，常常使得輸油管道上表面裸露在地表。而在自然狀態(tài)下，輸油管道極易被風吹雨打侵蝕，導(dǎo)致面臨損壞甚至破裂的情況。除此之外，沙丘的快速移動還有可能對輸油管道造成嚴重的沖擊，從而使得輸油管道發(fā)生斷裂和彎折的危險，影響輸油管道的正常使用。

2.4 其他地質(zhì)問題對于輸油管道工程的影響

經(jīng)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到，除了以上的幾個重要的地質(zhì)問題外，還存在鹽漬土腐蝕性、黃土濕陷性和膨脹性泥巖等地質(zhì)問題。其中，鹽漬化土地是由于氣候干燥、降水量少、蒸發(fā)強度大等作用形成的，鹽漬土具有能夠?qū)炷梁弯摻钸M行腐蝕的強腐蝕性，這種腐蝕使得輸油管道工程的安全性無法得到保障。黃土濕陷性災(zāi)害是由于黃土層遇到強降水發(fā)生的，黃土濕陷會導(dǎo)致輸油管道沿線發(fā)生黃土沉陷、裂縫等問題，導(dǎo)致穿越黃土溝施工難以進行，同時還會影響和威脅到輸油管道的正常使用。膨脹性泥巖主要分布于丘陵地區(qū)，它對輸油管道的危害是在于遇水崩解，從而影響輸油管道工程的順利實施。

3 輸油管道工程地質(zhì)問題的防治策略

3.1 對于黃土沖溝問題的防治策略

對于黃土沖溝問題的防治，一般有兩種措施：一是跨越；二是穿越。首先跨越式解決黃土沖溝問題適合地質(zhì)構(gòu)造簡單的地區(qū)，解決好最主要的岸坡穩(wěn)定性問題是其中的關(guān)鍵。其具體措施分為五個部分：削坡減載、修截水溝引走地表水、回填夯實管溝、增加地基承載力以及使管墩距沖溝沿一定距離。其次是穿越方案防治黃土沖溝問題。導(dǎo)流排水、水工保護、植被護坡以及土體加固等方法是采用管道穿越的措施防治黃土沖溝。具體措施是：將輸油管道進行深埋處理并且利用砂石砌墻對管道進行更進一步保護，防止輸油管道被沖刷和腐蝕；在穿越部位沖刷嚴重的，逐級削弱兩岸，并增加植被種植等[3]。

3.2 對于黃土斜坡問題的防治策略

黃土斜坡的穩(wěn)定性對輸油管道有著至關(guān)重要的影響，種植大量的植物是解決黃土斜坡水土流失問題的最有效途徑。除了種植植物外，還需要對輸油管道進行深埋以及回填夯實等處理，從而保障輸油管道得到最好保護，促進輸油管道的安全使用。除此之外，為減少黃土斜坡對于輸油管道的危害，還需要采取適當?shù)南髌隆⒆o坡、設(shè)置截水溝等處理，從而能夠提高坡體的穩(wěn)定性，更好地保障輸油管道施工建設(shè)與順利使用。

3.3 對于沙丘問題的防治策略

對于一些流動—半固定的沙丘產(chǎn)生的影響輸油管道安全運行的問題，需要采取植被造林等措施來減少沙丘對管道的危害。但是植被造林是一項周期長且難度大的工程，所以仍需要采取一些短時間內(nèi)有效且便于進行的防治策略。具體措施包括：在進行沙丘防治時，要根據(jù)管道所處地形地貌的特點，結(jié)合當?shù)刂卫砩城鸬慕?jīng)驗，建設(shè)半隱蔽式草類沙障，將草類植被種植在砂石中，阻止流沙的移動。除此之外，還可以在比較濕潤的沙丘之間種植植物，選擇合適的樹木造林，從而減少風沙的流動，實現(xiàn)長久防治沙丘的目的。另外，由于沙丘地帶的特殊氣候，在進行作業(yè)時，一定要考慮天氣的影響，選擇適當?shù)臅r機進行沙丘植被的種植。

3.4 對于其他地質(zhì)問題的防治策略

除了以上地質(zhì)問題的防治措施外，對于鹽漬地存在的影響輸油管道的問題，設(shè)計工作者與施工人員需要加強處理管道的預(yù)防腐蝕的性能，并且還要做好天氣的監(jiān)測和預(yù)報，保障施工時期是枯水期。防治策略的具體措施是：將灰土層鋪設(shè)在輸油管道的管頂處，這樣可以將地表水阻斷，防止其下滲，并且用非鹽漬的土壤將輸油管道的管溝進行回填，從而隔斷有害水。對存在的膨脹性泥漿問題，具體的防治措施為：在建設(shè)輸油管道時，快速開挖、快速回填，防止巖體長時間暴露在風雨中，快速碾壓夯實，保障土壤中的水分不會流失。對于黃土濕陷性的地質(zhì)問題，主要采取土質(zhì)改良和截排水的措施，加強對管溝的回填夯實，減少黃土濕陷性對于輸油管道的危害[4]。

4 結(jié)語

輸油管道工程所處的地理位置地貌多變，工程線路地質(zhì)條件較為復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害多樣，本文在大量的數(shù)據(jù)分析的結(jié)果中對輸油管道工程的地質(zhì)問題以及防治策略進行研究，從而發(fā)現(xiàn)今后的建設(shè)工作要繼續(xù)完善。總而言之，我國的輸油管道工程建設(shè)仍然存在一定的問題亟待解決，因此在建設(shè)輸油管道之時需要進行大量的勘察工作，通過對地質(zhì)問題和災(zāi)害的評估，開展對輸油管道工程的評價，從而保障建設(shè)工程能夠解決凍土等一系列問題，促進輸油管道工程的順利建成與安全使用。