閩粵地區管道沿線地質災害發育特征及防治措施

徐友鵬，胡貴斌

（國家石油天然氣管網集團有限公司西氣東輸分公司廣東輸氣分公司，廣東廣州 510630）

目前學術界基本沒有學者分析閩粵地區管道沿線地質災害發育特征的問題，雖然也存在相關研究，但是結合實際情況制定防治措施的研究較少。本文涉及的管道沿線主要就是指西氣東輸三線閩粵支干線。西氣東輸三線閩粵支干線（廣州-潮州段）的地質災害風險管理工作需要在現實情況中進行加強，否則就會直接影響管道完整性，甚至可能會造成人員傷亡。據此，相關人員必須要對管道地質災害風險現狀進行細致的調查，對管道的高風險區段及高風險因素進行合理識別，為管道設計部門優化設計方案提供決策支持，同時為風險的消除打下堅實的基礎，將西氣東輸三線閩粵支干線管道風險控制在可接受的范圍內，為今后西氣東輸三線閩粵支干線的長期安全平穩運行提供保障。本文分析了相關問題，具備一定程度上的現實意義。

1 管道沿線環境與區域地質條件

1.1 管道沿線環境

在對整體問題進行研究前，有必要明確管道沿線環境及區域地質條件。先從管道沿線環境的具體角度來看，西氣東輸三線閩粵支干線（廣州-潮州段）工程起點為廣深支干線 6#閥室，終點為潮州分輸清管站，途經廣州市增城區，惠州市龍門縣、博羅縣，河源市源城區、江東新區、紫金縣，梅州市五華縣，揭陽市揭西縣，梅州市豐順縣，揭陽市揭東區，潮州市潮安區。廣東省屬亞熱帶、熱帶季風氣候，夏長冬短，雨量充沛。閩粵地區管道沿線經過的地區氣溫差異較小，一般年平均氣溫20.5～21.9℃，全線極端最低氣溫為-4.4℃（龍門縣），極端最高氣溫為39.6℃（潮安區）。

對于管道沿線的降水強度而言，其具體程度會對區域內地質災害的形成產生一定的控制作用。從降水量的角度來看，管道沿線年平均降水量1 519～2 192mm，最小年降水量935.9mm，最大降水量2 939.5mm。

從具體地形地貌的角度來看，閩粵地區管道沿線的地貌類型較為多樣，不僅包括平原和谷地，還包括低山和丘陵，具體的地形地貌以低山、丘陵為主。閩粵地區管道沿線自西向東低山主要包括羅浮山、蓮花山等，低山間相間分布丘陵、谷地和平原，谷地有西部東江、琴江和增江河谷等，平原有中部的揭陽平原等。

從閩粵地區管道沿線區域地層和構造的角度來看，主要結合管道所經區域的發育地層及巖性進行分別敘述。西氣東輸三線閩粵支干線（廣州-潮州段）工程起點為廣深支干線 6#閥室，終點為潮州分輸清管站，途經廣州市增城區，管道沿線出露地層為第四系地層及古生代混合巖地層；途經惠州市龍門縣，出露地層為第四系地層、侏羅系地層、石炭系地層、泥盆系地層以及寒武系地層；途經博羅縣、河源市源城區，管道沿線出露地層為第四系地層、晚第三系（N）地層、白堊系上統地層、侏羅系下統地層及石炭系下統地層等；途徑江東新區、紫金縣、梅州市五華縣，區域地層主要為第四系巖層、白堊系巖層、侏羅系巖層和三疊系巖層；途徑揭西縣，管道沿線所屬區域地層主要為第四系殘坡積層，下伏的基巖為白堊系巖層、侏羅系；途徑豐順縣、揭東區、潮安區，管道沿線所屬區域地層主要為第四系巖層、白堊系巖層、侏羅系巖層和三疊系巖層[1]。

閩粵地區管道沿線的工作區表層廣泛存在類土質，類土質主要就是指除了具有土的基本性質外，還保留了原巖中的結構面，同時還殘存少量中風化的原巖硬核。對于閩粵地區管道來說，其長期埋于地下，因此面臨的主要工程問題就是類土質場站病害、管道水毀、邊坡失穩等，容易引發滑坡和山坡型泥石流等地質災害。

1.2 管道沿線區域地質環境

閩粵地區管道沿線的區域地質情況包括區域構造、地震及斷裂情況等。從區域構造的角度來看，閩粵地區管道所經區域位于華南板塊東南緣，自震旦系以來，發生過很多次具體的構造運動，志留系末發生的強烈加里東褶皺造山運動，其具備緊密線型褶皺的特征，隨著區域動力變質、斷裂動熱變質、混合巖化及巖漿的侵入和噴發，形成褶皺基底，軸線以 NEE 向為主，其中九連山-佛岡-郁南和蕉嶺-增城-腰古-云開兩條復背斜帶，呈 NE～EW～NEE 向展布，略呈“S”形輾轉彎曲，構成廣東的重要構造骨架。具體的區域構造變化會底層分布及巖漿活動都產生了較為重要的控制作用[2]。

從發生地震的具體情況來看，閩粵地區管道區域在大地構造位置上具有2個Ⅰ級大地構造位，差異明顯，這兩個大地構造位分別是華南褶皺系、東南沿海褶皺系。自從公元1067年起，閩粵地區管道區域范圍內共記錄到破壞性地震53次，破壞性地震就是震級在4.7以上的地震，在53次破壞性地震中，4.7～4.9級的地震共23 次，5.0～5.9 級地震共21次，6.0～6.9級地震共7次，7.0～7.9級地震共2次，1918年2月13日發生于廣東南澳南澎列島的震級為7.3級。根據具體的地震觀測結果，閩粵地區管道區域內的中小地震主要集中在兩個地區，除了潮汕盆地、南澳海域外，還包括河源震群。河源小震震群在區域內較為顯著，在區域內所記錄的 ML≥1.0 級地震中，河源附近的地震次數占總數的 56%。

結合設計文件引用地震評價報告的結論，閩粵地區管道區域主要包括10條斷裂，其中全新世活動和部分活動斷裂兩條：韓江斷裂（F1）和榕江斷裂（F3），晚更新世活動或部分活動斷裂有：古巷—澄海斷裂（F2）和邵武—河源斷裂（F9），其余 6 條斷裂為早中更新世活動斷裂。上述斷裂的活動性較弱，原則上不需要對閩粵地區管道區域的地表斷錯設防問題進行考慮，但區域內的具體地形地貌及其發育條件直接受到地質構造的控制，同時沿線斷裂存在著帶狀分布的情況，不夠穩定，會對管道的完整性和穩定性產生嚴重影響。因此，在現實情況中相關人員必須要合理加強對沿“斷裂溝”敷設的“沿溝”或“順脊”管道路由兩側斜（邊）坡的穩定性評價工作[3]。

2 閩粵地區管道沿線地質災害發育特征及防治措施

2.1 閩粵地區管道沿線地質災害發育特征

2.1.1 坡面水毀災害的發育特征

閩粵地區管道沿線地質災害存在多種不同的類型，對其發育特征進行明確十分重要，能夠為災害的防治提供具體依據。從坡面水毀災害的發育特征來看，閩粵地區管道因自然環境條件變化的差異性較小，因此往往會受到地形地貌、地質構造、巖土體工程地質性質、氣候等因素的影響。根據具體統計和研究，閩粵地區管道共發生了21處坡面水毀災害，是閩粵地區管道主要面臨的地質災害類型。閩粵地區管道沿低山—丘陵地貌斜坡順坡上、下行，其間或穿越丘陵間溝谷，管道隨地形有起伏，還有一種管道沿丘陵橫向敷設的山脊線，但管道周圍沒有明顯的不穩定斜坡或較大的溝道。從地層結構的角度來看，其基本都是花崗巖類殘積土，砂礫含量高，多呈碎塊狀，坡面穩定性較差。

2.1.2 河溝道水毀災害的發育特征

閩粵地區管道沿線共有4處河溝道水毀災害。從丘陵地區的角度來看，河溝道水毀災害是較為常見的地質災害類型之一，閩粵地區管道沿低山—丘陵地貌的低凹的溝谷內順山坡坡腳布設，同時還對溝谷進行了橫穿操作，該溝谷主要存在兩種可能，一種是一般性的常流水河道，另一種是泥石流溝道。地層結構一般上部為花崗巖風化后殘積形成的粉質黏土，這種粉質黏土存在著很多的砂土與碎石，下部為全—強風化花崗巖，主要呈碎塊狀。以上所述，基本就是河溝道水毀災害在閩粵地區管道沿線的發育特征。

2.1.3 不穩定斜坡災害的發育特征

不穩定斜坡災害共8處，占總調查46處的17.4%，為丘陵地區常見的地質災害類型。該類管道作業帶橫切縱向切割山坡，作業帶附近山體疑似發育不穩定斜坡地貌（或滑坡、崩塌），管溝開挖后山體應力狀態發生了改變，易引起崩塌、滑坡等災害，危及臨近管道安全。一般地層結構上部為全風化花崗巖殘積土，下部為強風化花崗巖，巖體較破碎，節理裂隙發育，穩定性較差。

2.1.4 坡面水毀+河溝道水毀災害的發育特征

在閩粵地區管道沿線共發生9處坡面水毀+河溝道水毀災害。坡面水毀+河溝道水毀災害是丘陵地區常見的地質災害類型之一。對于該類災害來說，其主要為河溝道水毀，但是在管溝開挖后，坡面水毀往往會較為嚴重。其具體的發育特征與坡面水毀和河溝道水毀完全相同，只是包括了上述兩種具體的情況，危害性更大，對現實的影響更加嚴重，對其進行治理的難度更大，需要引起相關人員的重視。

2.1.5 坡面水毀+不穩定斜坡災害的發育特征

在閩粵地區管道沿線共發生4處坡面水毀+不穩定斜坡災害。與上述的地質災害類型相同，坡面水 毀+不穩定斜坡災害是丘陵地區常見的地質災害類型之一。實際上該類災害的主要表現是不穩定斜坡，無論是崩塌還是滑坡都完全包括在其中，但是在管溝開挖后，其具體坡面水毀情況較為嚴重，即便其發育特征與坡面水毀和不穩定斜坡完全相同，但仍然不能放松對該類型災害的警惕。

2.2 閩粵地區管道沿線地質災害的防治措施

2.2.1 坡面水毀災害的防治措施

閩粵地區管道沿線地質災害防治措施的制定以具體的災害發育特征為依據。從坡面水毀災害的角度來看，一般來說，管溝掃線后容易形成坡面水毀災害，尤其是在原地表現實中遭到了破壞的情況下，必須要想辦法對水土流失的具體情況進行防治，相關單位在坡面對消能和截水溝進行設計，分段分塊對柔性截排水系統進行增加，達到防治目的。此外，在管溝內截水墻的基礎上，需要適當的加深至原土層內。對于管溝的回填，應合理對其進行壓實，壓實度必須要達到0.85以上。山脊線類管溝應該回填成拱形背狀，在形成自然散排的基礎上對植被進行恢復[4]。

2.2.2 河溝道水毀災害的防治措施

河溝道水毀災害是山區常見的水毀災害類型，從其河道的規模來看，其可能存在較大規模，也可能存在較小規模，同時還可能隸屬于典型的泥石流溝道范圍當中。為了對河溝道水毀災害進行防治，必須要強化思想，全身心地投入具體工作當中，在管道低凹集水區域按照實際情況對排水槽進行設置，從而避免溝道沖刷影響管道安全；在管道順溝敷設處應對河堤、消能墻等進行設置，同時還需要重視防沖檻的設計問題，發揮其具體作用；對于較大河流或泥石流溝道，必須要在防治過程中重視細節，按照相關標準對洪峰流量進行計算，同時結合具體的計算結果來對較高標準的水工保護措施進行應用[5]。最后，需要對植被進行恢復。

2.2.3 不穩定斜坡災害的防治措施

不穩定斜坡災害是山區常見地質災害類型，對于不同情況，應選擇不同防治手段，一方面可以采取工程措施來進行支擋的具體操作，另一方面可以在對地質情況進行勘察后對防治措施進行確定。在斜坡規模較小的情況下，如果一些段落的危害較為明顯，那么就必須要采取必要的工程支擋措施[6]。對于地貌疑似滑坡的地段，應在進行專項地質勘查的情況下對其穩定性進行評價，結合具體的結果來不斷優化治理方案。最后，在管溝回填并壓實的情況下，應對植被進行恢復。

2.2.4 坡面水毀+河溝道水毀災害的防治措施

不穩定斜坡災害為山區常見水毀類型，一般為小型溝道，不屬于泥石流溝道，因此應用一般的水工保護措施就可以達到具體目標。對于管道低凹集水區域，應結合具體情況對排水槽進行設置。在管道順溝敷設段需要設置河堤、消能墻、防沖墻等。最后，在管溝回填并壓實的情況下，應對植被進行 恢復。

2.2.5 坡面水毀+不穩定斜坡災害的防治措施

坡面水毀+不穩定斜坡災害同樣較為常見，除了需要進行地質勘查確定防治方案外，對于不嚴重的區域可以應用常規工程措施，例如在坡面結合消能分段增設柔性截排水系統，或者是對管溝內截水墻進行適當加深。對于危害較為明顯的段落，同時斜坡規模較小，應采取必要的工程支擋或削方減載措施。對于地貌發育有滑坡的地段，應進行專項勘查，根據結果來制定方案，在管溝回填并壓實的情況下，應對植被進行恢復。

3 結束語

西氣東輸三線閩粵支干線（廣州-潮州段）區域內的具體地形地貌及其發育條件直接受到地質構造的控制，同時沿線斷裂存在著帶狀分布的情況，不夠穩定，會對管道的完整性和穩定性產生嚴重影響。因此，必須在現實情況中加強地質災害風險管理工作，避免地質災害損害管道完整性。