拟建输气管道工程地质灾害危险性评估及防治措施

发表时间:2020/6/11   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:曾秋雨 罗塬 杨惠
[导读] 摘要:本文结合某拟建输气管道工程(江西段)建设项目地质灾害危险性评估报告实例,通过踏勘收集沿线现状地质灾害发育程度,对拟建输气管道工程沿线地质灾害进行了现状评估、预测评估和综合分区评估。
        北京中地华安地质勘查有限公司  北京  100085
        摘要:本文结合某拟建输气管道工程(江西段)建设项目地质灾害危险性评估报告实例,通过踏勘收集沿线现状地质灾害发育程度,对拟建输气管道工程沿线地质灾害进行了现状评估、预测评估和综合分区评估。针对这些地质灾害特点提出了对应的防治措施,为后期类似输气管道工程建设项目地质灾害危险性评估提供参考。
        关键词:输气管道工程;地质灾害;危险性评估;防治措施。
        Assessment and prevention and control measures to geological disaster risk assessment of Proposed Gas Pipeline Pproject
        Zeng-qiuyu1
        (1.Beijing Zhongdihuaan Geological Exploration CO.,LTD.,Beijing)
        Abstract:This paper combines the example of geological disaster risk assessment of a proposed Jiangxi gas pipeline construction project,collects the current situation of geological disasters along the route by reconnaissance,and estimating the status assessment,prediction assessment and comprehensive zoning assessment of geological disaster risk of proposed gas pipeline construction project. Then puts forward corresponding prevention and control measures to kinds of geological disaster,thus provide a reference for the risk assessment of geological disasters in similar projects in the later period.
        Key Words:Gas pipeline project;Geological disasters;Risk assessment;Prevention and control measures.
        1.工程概况
        该拟建输气管道工程(江西段)起点为江西省萍乡市湘东区上山冲,经江西省萍乡市湘东区、莲花县、安福县、吉安市吉安县、止于吉安市吉州区,全长159.21km,见图1。管道沿线穿越大型河流1处,无中型河流穿越,穿越山岭隧道工程10处,铁路穿越2处,管道沿线设置2处站场(其中新建1处),9处阀室。
       
        图1  交通位置图
        2.地质环境条件
        评估区地处亚热带湿润季风气候区,气候温和、湿润,雨量充沛,四季分明。多年平均气温11.5 ~18.5℃,极端最高气温41.2℃,极端最低气温~12.8℃(吉安市)。评估区多年最大年降水量2151.0mm(1997年萍乡市),最小年降雨量884.4mm(1963年吉安市),多年年平均降水量1607.1mm(1950~2004年),4~6月份为丰水期,占全年降水量的43.5%,11月至次年1月为枯水期,其它月份为平水期。评估区属长江流域,地跨洞庭湖水系(渌水支流)和赣江水系两大长江支流。总体上看评估区西部地形起伏较大,东部较缓,自然坡度多为5~30°,局部路段30~50°,同时还经过部分冲积平原区。依据沿线不同的地貌成因和形态特征,将评估区划分为冲积平原区,构造剥蚀、侵蚀、溶蚀岗地、丘陵、低山丘陵等多种地貌类型。评估区出露地层主要有人工堆积层(Q4ml)、坡残积层(Q4dl+el)、全新统(Qh)、更新统(Qp)、白垩系宏岗组(K2hg)及南雄组(K2n)、侏罗系水北组(J1s)、三叠系安源组(T3a)、二叠系鸣山组(P1ms)、二叠系文笔山组(P1w)、二叠系栖霞组(P1q)、石炭系黃龙组(C2h)、石炭系梓山组(C1z)、石炭系叶家塘组(C1y)、泥盆系三门滩组(D3sm)、泥盆系中棚组(D3z)、泥盆系云山组(D2y)、泥盆系罗塅组(D2l)、泥盆系跳马涧组(D2t)、寒武系牛角河组(∈1n)、震旦系老虎塘组(Z21)及震旦系南沱组(Z1n)。根据区域水文地质资料,评估区地下水类型为松散岩类孔隙水、红层溶蚀孔隙水、碳酸盐岩岩溶水和基岩裂隙水。
        3.地质灾害危险性现状评估
        评估区内发育2处崩塌,小型规模,现状稳定~欠稳定,危害程度小,危险性均为小;12处滑坡,小型规模,现状欠稳定,危害程度小,危险性均为小;16处不稳定斜坡,小型规模,危害程度小,危险性小;2处泥石流隐患,其中一条为中等发育,另外一条为弱发育,危害程度小,危险性小;5段岩溶塌陷较易发,危险性中等;1处采空塌陷,具备形成采空区的条件,危险性中等。地质灾害点在不良地质环境条件(如地形地貌、地层岩性、地质构造)与降水和人为工程活动因素等影响下发生,尤其与降水(连绵阴雨、暴雨)关系密切。
        4.地质灾害危险性预测评估
        本次地质灾害危险性预测评估主要从输气管道本身建设及运营过程中可能引发或加剧的地质灾害和可能遭受的地质灾害两方面进行。根据野外调查并结合已有资料分析,依据有关评估技术标准,拟建输气管道工程建设与运行过程中可能遭受、加剧和引发的地质灾害主要有崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、不稳定斜坡等。
        预测管道工程施工加剧B01灾害危险性中等,B02灾害危险性小。
        预测管道工程施工加剧H01、H02、H11、H12灾害危险性中等。其余为小。
        预测管道工程施工加剧N01、N02灾害危险性中等。
        预测管道工程施工加剧XP01灾害危险性小。
        预测管道工程施工加剧QP01、QP07、QP08灾害危险性中等,其余为小。
        预测莲花县LH008~LH016+275m段、LH021-110m~LH025+385m段、LH051+470m~LH055段及安福县AF059-145m~AF064段、AF086-70m~AF086+380m段管道工程施工加剧岩溶塌陷灾害危险性大。
        预测管道工程施工加剧莲花县LH003+157m~LH007+214m段采空塌陷危险性大。
        预测管道工程2处站场及9处阀室工程建设引发、加剧、遭受地质灾害的可能性小,危险性小;
        预测管道穿越禾水河河流引发、加剧、遭受涌水、涌沙灾害的危险性中等;管道穿越公路、铁路引发地质灾害危险性小。
        预测管道工程施工加剧东桥隧道、龙王潭隧道、茶园坡隧道进出口及隧道围岩稳定性遭受的危险性中等;施工加剧下茶冲隧道、五陂石隧道及仙峰岩隧道进出口遭受的危险性中等,隧道围岩稳定性遭受的危险性小;施工加剧锅底村1#及2#隧道进出口遭受的危险性小,隧道围岩稳定性遭受的危险性中等;施工加剧锅底村3#隧道进口及隧道围岩稳定性遭受的危险性小,隧道出口遭受的危险性中等;施工加剧愁猿岭隧道进口遭受的危险性小,隧道围岩稳定性及隧道出口遭受的危险性中等。
        预测湘东区XD037~XD057段、湘东区XD059~XD069+170m段、湘东区XD070+70m~XD098+130m段、湘东区XD099~XD102段、莲花县LH044+1035m~LH049m段、莲花县至安福县LH058~AF002m段、安福县AF004~AF006+590m段、安福县AF010~AF012+480m段、安福县AF026+400m~AF028+580m段管道工程施工引发崩塌和滑坡地质灾害发生的可能性中等,危险性中等。
        预测湘东区XD105+210m~XD108、湘东区至莲花县XD114m~LH021+355m及莲花县LH032~LH039段管道工程施工引发崩塌和滑坡地质灾害发生的可能性大,危险性大。
        5.地质灾害危险性综合分区评估
        根据地质灾害发育分布特征,结合地质环境条件以及工程特点,采用上述地质灾害综合评估方法,进行地质灾害危险性综合分区。
        拟建输气管道工程(江西段)地质灾害危险性综合分区划分为危险性小区、中等区、大区共划分31段,其中,地质灾害危险性大区(段)6个,线路合计长22.49km,占线路总长的14.13%,为低山丘陵,地形坡度15-50°,自然斜坡稳定性一般,主要地形陡峭处易发生滑坡,部分管段属于岩溶采空塌陷易发区,工程施工可能会形成临时性人工切坡,易诱发小规模滑坡,易形成地面塌陷;地质灾害危险性中等区(段)10个,线路合计长31.42km,占线路总长的19.74%,为丘陵区,地形坡度10-35°,自然斜坡稳定性好,工程施工可能会形成临时性人工切坡,易诱发小规模滑坡、崩塌及泥石流等地质灾害;地质灾害危险性小区(段)15个,线路合计长105.30km,占线路总长66.13%,为平原及岗地区,地形坡度小于10°,自然斜坡稳定性好。
        6.防治措施
        为确保管道工程建成后顺利投入使用,且不受地质灾害的威胁,应对建设用地涉及和可能涉及的地质灾害进行有效防治,以达到保护地质环境,避免和减少灾害损失的目的。遵循“预防为主、治理与避让相结合”方针和安全、经济、适用、与项目使用功能和环境协调性好的原则,针对不同的地质灾害类型,采取有效的防治措施(如工程、生物、监测等)。根据灾害类型、规模和危险性大小提出相应的防治措施。
        6.1崩塌防治措施
        施工可能引发崩塌的地段应避免在高陡边坡下挖方,同时尽量避免在边坡裂缝发育带挖方。管道穿越丘陵区基岩出露地段需爆破开挖石方,如爆破用药量过大,有可能引起局部山体的开裂或岩块崩落,不排除发生局部岩体小型崩塌的可能,因此应禁止强爆破开挖。在实施开挖爆破前,须仔细观察工作场地及其周围是否有可能产生崩落、滚动的松动岩块、浮石等,或提前予以清除,或采取措施拦挡,或控制爆破药量不至于崩落等办法,施工时都应做到边施工,边监测,发现问题及时处置,避免灾害发生。如遇崩塌,首先可修筑明洞、棚洞等防崩塌构筑物;其次,可在坡角或半坡设置起拦截作用的挡石墙和拦石网;另外,应在危岩下部修筑支柱等支挡加固措施,对易崩塌岩体还可以采用锚索或锚杆串联加固;同时,对岩体中的裂缝、空洞,易采用片石填补、砼灌浆等方法镶补、勾缝,对有水活动的地段,还应设置导流系统。
        6.2滑坡、不稳定斜坡防治措施
        在有可能产生滑坡地段敷设时,应分段敷设,切忌连续不间断大开挖,以避免造成斜坡大范围变形、滑动。在线路经过的丘陵地段的边坡陡坎下施工时,应与陡坎保持一定距离;在稳定性较差且构造发育的岩质边坡段施工时,禁止大开大挖、强爆破开挖;在风化带较厚的软质岩地带开挖时,要注意边坡的坍塌伤人,同时也要注意避免长距离大开挖而不埋管回填。管道必须避开严重滑坡地段,对于受地形等限制不得不通过的非严重滑坡地段或者施工后发现的滑坡体,可以考虑采取挡土墙、抗滑桩、抗滑锚杆等措施对滑坡体进行支挡;其次可以采用向滑动面内灌浆等措施,粘结滑坡体;另外,还可以采用卸荷等方法彻底清除滑坡体。同时,为防止地面水侵入滑动面内,应采取一定的导流措施。
        6.3河流穿越的防治措施
        管道以明挖方式穿越河流、冲沟时,应根据河流、冲沟的河流特征、水流性质、地形、地质等因素,结合管道敷设条件,选用适宜的护岸、护底、护脚、稳管和地表排水等防护措施。
        ①护岸优先采用浆砌石的防护措施,在施工困难的情况下,也可选择石笼或抛石等防护措施。
        ②护底可以采用过水面、地下防冲墙或二者结合等措施,过水面护底可采用石笼、干砌石或浆砌石过水面,具体选用依据水流速度确定;地下防冲墙可采用浆砌石、石笼、混凝土等。
        ③护脚可采用柔性混凝土、抛石、石笼等。
        ④稳管可根据管线敷设条件采用混凝土连续浇筑稳管或混凝土配重块稳管。
        6.4地面塌陷防治措施
        地面塌陷防治比较复杂,应尽量避开塌陷易发区,若无法避让可以采用以下方法进行防治:
        ①填堵:是一种最常用的治理方法,当陷坑内有基岩出露时,首先在坑内投入块石、碎石做成反滤层,然后上覆粘土夯实;陷坑未出现基岩可直接用块石或粘土回填夯实。该法适用于塌陷坑浅的地面塌陷。
        ②跨越法:当塌陷坑较大,回填困难可采用该法,是用坚固的跨越结构把荷载作用在稳定的岩石或土体上。
        ③灌注法:把灌注材料通过钻孔或岩溶洞口进行注浆,其目的是充填空洞及其裂隙,拦截地下水流,加固地基。
        ④深基础法:当塌陷坑深度较大,回填及跨越法无法满足要求时可采用该法,是采用打入桩、钻孔灌注桩、沉井和墩式基础等把拟建物基础置于稳定基岩上。
        此外还有强夯、控制抽排水强度等方法,均应根据具体情况采用。
        6.5泥石流防治措施
        ①工程建设施工过程要合理施工减少对周围地质环境条件的破坏,破坏的植被要尽快恢复,损毁的耕地尽快恢复耕种,特别是在工程弃土地段,要合理堆放。
        ②工程通过泥石流沟谷路段,管线施工过程中应加强泥石流监测工作,并做好防灾预案,避免泥石流造成施工人员伤亡和财产损失。
        ③工程通过泥石流沟谷路段,建议拟建管道采用大开挖方式埋于地下,必要时设置防冲肋坎,避免泥石流对管道的冲击破坏。
        其它地质灾害的防治应根据各自的特点采用相应的方法。
        7.结论
        通过对该拟建输气管道工程(江西段)建设项目地质灾害危险性分析,并对相应地质灾害提出防治措施。这为类似线性工程地质灾害危险性评估提供参考作用。
        参考文献:
        [1]江西省吉安县地质灾害调查与区划报告,江西省地质环境监测总站,2009年;
        [2]江西省安福县地质灾害调查与区划报告,江西省地质调查研究院,2008年;
        [3]江西省萍乡市湘东区地质灾害调查与区划报告,江西省勘查设计研究院,2009年;
        [4]江西省吉安市吉州区、青原区地质灾害调查与区划报告,江西省地质环境监测总站,2009年;
        [5]江西省莲花县地质灾害调查与区划报告,江西省地质环境监测总站,2004年;
        [6]地质灾害危险性评估规范(DZ/T 0286-2015);
        [7]中华人民共和国石油天然气管道保护法(主席令11届第30号),2010年等。
        作者简介:
        曾秋雨(1987.10),男,汉族,江西赣州人,硕士研究生,工程师,目前主要从事地质灾害危险性评估、地质安全评价、地质灾害调查与整治规划、地质灾害治理工程勘查、地质灾害治理工程设计、地质灾害监测预警及压覆矿产资源评估等方面工作。
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