第一節(jié)管道地質(zhì)災(zāi)害防治原則

1、第一節(jié)管道地質(zhì)災(zāi)害防治原則管道周邊或沿線地質(zhì)災(zāi)害的防治，由于地質(zhì)環(huán)境較差、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、人工活動的影響等，要完全治理需要大量的資金和較長的時間。因此，在選擇防治措施前，需詳細(xì)調(diào)查地形、地質(zhì)和水文條件，認(rèn)真研究并確定地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模及其發(fā)育程度，分析災(zāi)害形成的主要、次要因素及彼此的聯(lián)系，并結(jié)合工程的重要程度、施工條件及其他各種情況綜合考慮，具體可遵循避讓和防護原則。一、避讓原則地質(zhì)災(zāi)害體的避讓通常包括兩種情況：一是避災(zāi)選線，即在管道建設(shè)初期就開展專門的地質(zhì)災(zāi)害勘查，查清管道經(jīng)過的區(qū)域是否有地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生或有潛在的災(zāi)害體存在，尤其是對那些治理難度大、治理費用高的巨型滑坡、不穩(wěn)定邊坡、大型危巖體、大面積

2、的地面塌陷等災(zāi)害，應(yīng)盡量采取避讓的方法，使管道一勞永逸，永保安全。二是管道建成后的改線避讓，一般是在管道穿越的地區(qū)，由于人為工程擾動或斷層錯動等因素誘發(fā)復(fù)活的古滑坡或后期形成的地質(zhì)災(zāi)害；對于這一類的災(zāi)害體應(yīng)進行詳細(xì)的評價論證和經(jīng)濟的比較核算，如果治理需要較大的投資或經(jīng)過大量的治理后仍無法徹底根治，可采取改變管道的走向或建設(shè)備用管道等方法對地質(zhì)災(zāi)害進行避讓。下面對滑坡、崩塌、泥石流這三種最為常見的管道地質(zhì)災(zāi)害的避讓原則進行分類闡述。1滑坡區(qū)避讓為主、穿越為輔(1)對于大型、中型深層滑坡，且現(xiàn)今仍有活動跡象，選線時應(yīng)遠離避讓。(2)對于大型、中型老滑坡，經(jīng)詳細(xì)調(diào)查，確認(rèn)已經(jīng)穩(wěn)定并無復(fù)活條件時，可將

3、管道敷設(shè)在滑坡前沿以外23m的地方，開挖管溝時不要傷及滑坡前緣，也可以從滑坡后緣以外34m的地方通過。盡量避免從滑坡體中通過，以免管道施工過程中引起滑坡復(fù)活，或竣工后因其他人為工程活動引起滑坡復(fù)活。(3)對于小型表部淺層滑坡，滑動面埋深2m以內(nèi)，管道可敷設(shè)在滑坡前緣，但管道內(nèi)側(cè)坡需做抗滑護坡?lián)鯄M行保護，也可將管道從滑坡中穿過，但需通過計算做抗滑措施，穩(wěn)定滑坡，保護管道通過。(4)由于地形條件，當(dāng)管道線路無法避開滑坡體時，可采用隧道穿越滑坡體。在施工前應(yīng)對滑坡體進行穩(wěn)定性分析，以評估隧道施工對滑坡體的影響，隧道盡量靠近滑坡體上緣，以減少滑坡體對隧道頂部和側(cè)部的下滑壓力。2崩塌體(區(qū))前沿通過，

4、不宜后緣穿越沿河溝選線調(diào)查時，若在峽谷段上方有2030m高的陡崖，下有十余米高的倒石堆到河邊，多為崩塌段。在崩塌段管道只能敷設(shè)在倒石堆前沿，不能從后緣陡崖邊穿過，因為陡崖還會不斷坍塌，使管道懸空破壞。從崩塌體前沿通過也有以下兩種方式：（1）緊靠崩塌堆積體前沿，從下伏原始松散土層深埋通過，即使還有崩塌塊石堆在管道頂上，也不會傷及管道。這種方式施工比較困難，若方法不當(dāng)，可能引起危巖體的崩塌，如圖51(a)所示。(2)緊靠河床邊深埋通過，這種方式需做水工保護，防止河水沖刷造成管道懸空，如圖51(b)所示。圖51 管道于崩塌體前沿敷設(shè)示意圖(a)敷設(shè)在堆積體前沿原始土層中；(b)敷設(shè)在河床邊原始穩(wěn)定性

5、地層中3泥石流溝扇沿溝口通過，切勿從堆積體穿越輸油氣管道沿河溝選線，會遇到很多小沖溝，其中一些可能為泥石流溝，溝口至主河邊緣大多有洪積扇。管道通過泥石流堆積扇，一般有三種布線方式，即沿溝口、沿堆積體中部和前部扇布線。其中，沿堆積體中部布線方式不可取。因為泥石流堆積體不穩(wěn)定，且堆積厚度較大，一般都在3m以上，若將管道敷設(shè)在3m以下的原始土層中，工程量很大；若敷設(shè)在泥石流堆積體中，則會增加管道被沖刷掏蝕以致懸空、露管的可能，所以管道不能從泥石流堆積體中通過，可考慮下面兩種管道敷設(shè)方式：(1)從泥石流溝口通過。因為泥石流溝口是一個相對穩(wěn)定區(qū)，沖淤都不明顯，是泥石流堆積扇的起點。管道從泥石流溝口深埋通

6、過(圖52)，為防止沖刷，還需在穿越管道下游側(cè)修一攔沙壩(固床壩)保護，進一步加強管道頂部防護層，保護管道不受泥石流的危害。(2)從泥石流堆積扇沿通過。若泥石流堆積扇沿與主河床還有較大的距離，管道敷設(shè)在扇沿可不做水工保護(圖53)。若泥石流堆積扇沿緊靠主河床邊，管道的敷設(shè)還應(yīng)考慮主河床的沖刷。管道應(yīng)深埋至此段河床最大沖刷處以下，必要時還應(yīng)采取穩(wěn)管措施。圖52 管道從泥石流溝口通過防治對策布置示意圖 圖53 管道從泥石流堆積扇沿通過防治對策 布置示意圖二、防護原則1主動防治管道地質(zhì)災(zāi)害最為關(guān)鍵的問題是及早發(fā)現(xiàn)和盡快治理，很多災(zāi)害在發(fā)生前或在一定的區(qū)域均有前兆，如果在災(zāi)害尚未發(fā)生或處于萌芽階段時就

7、進行及時治理，很多管道地質(zhì)災(zāi)害是可以避免的。在管道選線階段、建設(shè)期間或建成后，采取主動防治的方法，提前對管道沿線的地質(zhì)災(zāi)害進行必要的治理，消除或減小災(zāi)害發(fā)生的可能性；同時，在治理時要有前瞻性，采取綜合的工程治理措施，最大限度降低地質(zhì)災(zāi)害對管道造成的威脅。2被動防護被動防護是對管道及其附屬設(shè)施采取防護，消除或減輕地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后對管道的影響。長輸油氣管道分布廣闊，經(jīng)常不可避免地穿越地形地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)。這些地區(qū)常常會發(fā)育各類地質(zhì)災(zāi)害，而且隨著時間的發(fā)展，這些災(zāi)害的規(guī)模、數(shù)量、形態(tài)也在不斷地發(fā)育、變化，要想將管道沿線的所有地質(zhì)災(zāi)害進行全部治理非常困難，因為一是投資巨大，二是耗時太長，可能在前期的治

8、理尚未完成的情況下，新的災(zāi)害又發(fā)生了。因此，對一些難以治理或徹底根除的地質(zhì)災(zāi)害，可以采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧艿兰捌涓綄僭O(shè)施進行被動防護，如設(shè)置套管、堆砌沙袋、建造管道防護拱、改變管道埋深、開挖管道釋放應(yīng)力等；同時在進行治理方案審查時，要充分考慮工程方案的技術(shù)可行性和經(jīng)濟合理性。第二節(jié)管道滑坡災(zāi)害的防治一、防治原則管道滑坡工程防治措施的確定，必須在掌握了滑坡或?qū)⒁l(fā)生滑坡的坡體及其周邊的地形、地質(zhì)和水文條件，明確了滑坡的類型及其發(fā)展的階段，正確分析了影響形成滑坡的主要、次要因素及彼此的聯(lián)系，評價了滑(邊)坡的穩(wěn)定性，結(jié)合工程的重要程度、施工條件及其他各種情況等基礎(chǔ)上綜合加以考慮。從治理要求上講，以

9、防為主，防治結(jié)合；力求一次根治，不留后患。管道滑坡災(zāi)害的防治主要包括以下幾個原則：(1)管道線路走向范圍內(nèi)通過詳細(xì)調(diào)查、收集資料及勘察手段判定存在滑坡時，對性質(zhì)復(fù)雜以及存在發(fā)展中的大型滑坡應(yīng)在選線階段繞避，如繞避困難，應(yīng)根據(jù)滑坡規(guī)模大小，設(shè)計人工構(gòu)造物繞越的方案。(2)對于性質(zhì)簡單處于穩(wěn)定狀態(tài)的中、小型滑坡，一般可以進行整治，但應(yīng)避免大填大挖，并力求整治簡單、工程量少、施工方便、經(jīng)濟合理。(3)整治滑坡首先是做好排水工程，然后才是針對滑坡滑動的主要因素，結(jié)合管道的施工條件及其他要求，采取防治結(jié)合、以防為主的綜合治理措施。二、防治措施1清除滑坡體(1)對無向上及兩側(cè)發(fā)展可能的小型滑坡，可考慮將整

10、個滑坡體挖除；(2)用某些導(dǎo)滑工程，將滑坡的滑動方向改變，使其不危害建設(shè)工程。2治理地表水(1)在滑坡體周圍作截水溝，使地表水不能進入滑坡體范圍以內(nèi)(圖54)。(2)在滑坡范圍內(nèi)修筑各種排水溝，使地表水排出于滑坡體范圍以外，但應(yīng)注意溝渠的防滲，防止溝渠滲漏和溢流到溝外。(3)整平地表，填塞裂縫和夯實松動地面，筑隔滲層，減少地表水下滲并使其盡快匯人排水溝內(nèi)，排出于滑坡體外。3治理地下水1)治理滑體中的地下水(1)加強滑坡范圍以外的截水溝，切斷其補給來源；(2)針對出露的泉水和濕地等，做排水溝或滲溝，將水引出滑坡體外；(3)滑坡體前緣，常因坡體內(nèi)的地下水活動而松軟、潮濕，引起坡體坍塌滑動，為此可做

11、邊坡滲溝疏干，或做小盲溝，兼起支撐和疏干作用；(4)整個坡面植樹，加大蒸發(fā)量，保證坡面干燥。2)治理滑帶附近的水(1)攔截。要求所設(shè)排水構(gòu)筑物的走向垂直于地下水的流向。根據(jù)地下水的埋藏深度、部位和土的密實程度而使用不同的排水構(gòu)筑物，一般淺層地下水可以使用截水滲溝、盲溝(圖55)；深層地下水則用盲洞、平孔等。圖54截水溝斷面構(gòu)造圖(單位：m) 圖55支撐盲溝(2)疏干、排除。一般在滑坡前緣附近作支撐盲溝疏導(dǎo)這部分滑動帶的水，而在其他部位作排水構(gòu)筑物排除滑動面上的地下水，后者通常多為盲洞(也稱為泄水隧道)或平孔等措施。(3)降低地下水位。若滑動帶上的水是由下向上承壓補給時，多采用將補給水源排走的盲

12、洞或平孔，及將補給水源向下漏走的垂直排水等措施，使地下水位降低到滑動面以下。(4)長水平鉆孔。土層和基巖均可采用，但當(dāng)穿過滑動面時，由于滑坡運動，有可能塌孔，遇到堅硬的孤石或軟硬懸殊的巖石，容易引起鉆孔彎曲而不能達到預(yù)定位置。(5)集水井。最適于集中匯集基巖面上及其附件的地下水。在滑坡區(qū)內(nèi)外，地下水最集中的地段附近，設(shè)置直徑達35m以上的豎井，并在井壁上打輻射狀的短水平鉆孔，使附近的地下水匯集于水井中，利用帶有浮動開關(guān)的水泵抽出，或從豎井底部，設(shè)置長的水平鉆孔，使集水自然流出滑坡下方地表。4減重和反壓工程1)上部減重對推動式滑坡，在上部主滑地段減重，常起到根治滑坡的效果。對其他性質(zhì)的滑坡，在主

13、滑地段減重也能起到減小下滑力的作用，減重一般適用于滑坡床為上陡下緩、滑坡后壁及兩側(cè)有穩(wěn)定的巖土體，不致因減重而引起滑坡向上和向兩側(cè)發(fā)展造成后患的情況。2)下部反壓在滑坡的抗滑段和滑坡體外前緣堆填土石加重，如筑成堤、壩等，能增大抗滑力而穩(wěn)定滑坡。但必須注意只能在抗滑段加重反壓，不能填于主滑地段。而且填方時，必須做好地下排水工程，不能因填土堵塞原有地下水出口，造成后患。3)減重與反壓相結(jié)合對于某些滑坡可根據(jù)設(shè)計計算后，確定需減小的下滑力大小，同時在其上部進行部分減重和在下部反壓。減重和反壓后，應(yīng)核算滑面從殘存的滑體薄弱部位及反壓體底面剪出的可能性。5抗滑工程1)抗滑擋土墻一般常用重力式擋土墻，其截

14、面形式如圖56所示?？够瑩跬翂Φ脑O(shè)置位置，一般設(shè)置于滑體的前緣；滑坡中部、下部有穩(wěn)定的巖土鎖口者，設(shè)置于鎖口處；如滑坡為多級滑動，當(dāng)總推力太大，在坡腳一級支擋工作量太大時，可分級支擋。圖56抗滑擋土墻截面形式圖2)抗滑樁抗滑樁也稱錨固樁，是利用錨固在穩(wěn)定地層中樁的錨固力，支擋滑坡變形的一種抗滑措施(圖57)。抗滑樁適用于滑面深、推力大的大型和巨型滑坡。具有支撐力大，施工簡便，施工中對滑體的擾動小等優(yōu)點?？够瑯兜臋M截面有圓形、方形和矩形三種，在國外因是采用機械化施工，都設(shè)計成圓形，如日本常采用直徑35m的圓形樁；意大利曾采用直徑達13m的抗滑樁。在我國因多是采用人工挖孔，所以大多為矩形樁，方形樁

15、因受力條件不佳，很少采用。通過工程實踐，人們逐步認(rèn)識到抗滑樁雖好，但工程太大，造價太高，不利于普遍推廣。因此，為節(jié)約投資，增加樁的穩(wěn)定性，近年來出現(xiàn)幾種新型的抗滑樁，如椅式樁、排架樁和帶錨桿或錨索的抗滑樁(圖58)等?？傊?，為了節(jié)約工程投資，目前抗滑樁在向多樣化發(fā)展。圖57抗滑樁平面、剖面示意圖圖58幾種抗滑樁的截面形式3)錨桿擋墻錨桿擋墻是鐵路路基支擋工程中的一種新型結(jié)構(gòu)形式。它由錨桿、肋柱和擋板三部分組成，一般結(jié)構(gòu)形式如圖59所示?；峦屏ψ饔迷趽醢迳?，由擋板傳到肋柱，再由肋柱傳到錨桿上，最后通過錨桿傳到滑動面以下的穩(wěn)定地層中，靠錨桿的錨固力來維持整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。圖59錨桿擋墻示意圖錨桿

16、擋墻使結(jié)構(gòu)輕型化、施工機械化。在地基不良或擋墻較高等困難條件下，這種結(jié)構(gòu)能解決一般重力式擋墻所不能克服的困難，節(jié)約材料，提高勞動生產(chǎn)率。目前，在國內(nèi)外已大量用于對滑坡的處理，并收到一定的效果。錨桿擋墻具有如下優(yōu)缺點：錨桿柱底按自由端計算，埋置基礎(chǔ)淺，避免了大量的基坑開挖工作量；墻板結(jié)構(gòu)尺寸小，開挖量少，減少了滑坡前部臨空面，施工安全，不受季節(jié)性限制，可以縮短工期，造價經(jīng)濟；承受的土推力比一般圬工擋墻大約可增大50100。墻身太薄，現(xiàn)場灌注困難，施工技術(shù)復(fù)雜，只宜預(yù)制構(gòu)件拼裝；在滑體厚基巖深的情況下，錨桿勢必增長，故有一定的限制。錨桿擋墻適用于薄層塊狀的巖體滑坡，或在滑體薄，基巖埋藏淺，滑體平面形態(tài)呈橫長形，而滑面較陡的地段最為合適。4)格構(gòu)錨固格構(gòu)錨固結(jié)構(gòu)是一種復(fù)合抗滑護坡結(jié)構(gòu)(圖510)。它利用漿砌塊石、現(xiàn)澆鋼筋混凝土或預(yù)制應(yīng)力混凝土進行坡面防護，并利用錨桿或錨索固定，既能保證深層加固又可兼顧淺層護坡，并可在格構(gòu)框架內(nèi)植草起到綠化邊坡環(huán)境的作用。較之常用的抗滑樁或抗滑擋墻等支擋形式，這種結(jié)構(gòu)的特點是不必開挖擾動邊坡，施工安全快速，具有抗滑支擋與坡面防護及美化等綜合功能。現(xiàn)在，新型的格構(gòu)錨固措施有現(xiàn)澆鋼筋混凝土格構(gòu)錨固、預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土(PC)格