塔输轮南-鄯善输油(气)管道工程崩塌灾害危险性评估

2016-12-12马文清

地下水 2016年6期

关键词：塔什库尔勒管道工程

马文清

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆乌鲁木齐 830091)

塔输轮南-鄯善输油(气)管道工程崩塌灾害危险性评估

马文清

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆乌鲁木齐 830091)

评估区主要发育有崩塌和泥石流两种地质灾害。主要以崩塌灾害为研究对象，对研究区的泥石流灾害特征、危险性现状和危险性预测进行了评估。研究结果表明：崩塌灾害共发育有8处，根据崩塌规模分类，均为小型崩塌。在现状评估、预测评估的基础上，论述了崩塌地质灾害危险性综合评估的原则、依据和方法，有针对的提出了该工程崩塌地质灾害的防治措施。

崩塌；发育特征；危险性评估；输油气管道

塔输轮南-鄯善输油(气)管道工程担负着塔里木油田的原油和天然气的外运任务，管道总长920 km，年输油能力500万 t，输气能力2亿 m3。该输油(气)管道工程共包括四条管线，管线沿途经过库尔勒﹑焉耆﹑和硕﹑托克逊﹑吐鲁番和鄯善等6个市县，经过多个地貌单元，气候干燥，人烟稀少，社会依托条件差。管道沿线海拨最高点为1 560.2 m，最低点-99.3 m，落差约为1 660 m。

评估区处于中纬度亚欧大陆腹地，气候类型属于典型的北温带大陆性干旱气候，具有冬冷夏热、干燥少雨、光照丰富以及气候垂直变化明显等特点。评估区呈南西-北东向条带状展布，地形复杂，地貌类型多样，山区与盆地相间，形成明显不同的地貌单元。此外，评估区沿线对管线工程有一定影响的河流主要有孔雀河、开都河及清水河。由于塔输轮南-鄯善输油(气)管道工程担负着塔里木油田的原油和天然气的外运任务，是国家重点项目，因此工程规模属大型，项目类型为重要建设项目，根据地质环境条件复杂程度的分类，管道沿线地质环境复杂程度综合评定为复杂；根据地质灾害危险性评估分级的规定，确定本次地质灾害危险性评估等级为一级，评估区面积为1 588.45 km2。因此，本文在以往研究成果的基础上[1-4]，主要对评估区范围内崩塌灾害的特征、危险性现状评估和危险性预测评估进行分析，进而可以为防治工程提供设计参数，同时也为该地区类似防灾减灾工程提供科学的理论基础。

1 地质灾害类型及特征

1.1 地质灾害类型

轮南-鄯善输油(气)管道工程跨越多个地貌单元，地质条件比较复杂。管道沿线人烟稀少，但个别地段农业活动和工程活动较为频繁。评估区库尔勒—塔什店阿拉塔格构造—侵蚀低中山区，因人类工程活动影响较强烈，形成7处崩塌(危岩体)灾害隐患；此外，评估区库尔勒北郊—塔什店阿拉塔格山段及榆树沟段沟谷较发育，存在泥石流灾害隐患。其它段管道沿线经过地貌类型大多为冲洪积平原和山间洼地，地形平坦开阔；局部构造-侵蚀低山段，山势平缓，且管道多布置在山间洼地和谷坡平缓的干谷内，地质灾害发育较少。由于篇幅所限，本文仅对评估区内的崩塌灾害的发育特征、危险性现状评估和危险性预测评估进行分析。

图1 B05崩塌危岩体宏观特征

图2 B05崩塌危岩体局部特征

1.2 地质灾害特征

通过野外实地调查，评估区崩塌灾害共发育有8处，其中7处主要发生在库尔勒—塔什店阿拉塔格构造—侵蚀低中山区(KS022-KS024)；另外1 处发生在塔什店北东3 km(KS030+500)。

本次野外工作中，对评估区内的8处崩塌灾害点进行了详细调查和发育特征描述，并依照崩塌规模级别划分标准和崩塌(危岩体)稳定性野外判别标准，对崩塌灾害点进行规模分级和稳定性判别。其中B05号崩塌灾害发育特征如下：

管道里程KS022+700 km处，位于山间沟谷，管道北西侧发育一处坡体，坡高20～30 m，坡度50°～90°，如图1和2所示。出露地层岩性为白云质大理岩。管道在坡脚处通过，走向45°，东南侧为314国道。坡脚未见有崩塌堆积物，但分布有人工削坡残留的岩屑，粒径较小，坡脚均匀分布。坡面岩体主要发育两组节理：105°∠65°、220°∠59°，由于节理延伸长度较长，超过2 m，且节理面陡立，将坡面岩体分割成顺坡向的三棱椎体，以往公路施工时已对危岩体进行了清除。坡面上冻融风化裂隙和卸荷裂隙较发育，与上述两组裂隙相组合，形成部分锯齿状危岩体，在冻融风化作用下易脱落。方量一般较小，不超过300 m3。

2 崩塌灾害危险性现状评估

地质灾害危险性现状评估主要是对评估区范围内的已有地质灾害的危险性进行评估。本次评估地质灾害危险性等级指标划分标准是在外业实地调查的基础上，依据国土资发[2004]69号文的附件《地质灾害危险性评估技术要求》相关规定，结合地质灾害对管道工程的危害程度综合确定的。

在上一节中已对评估区崩塌灾害的发育特征进行了描述。崩塌灾害的形成与其所处的地质环境条件密不可分，该段出露地层岩性为坚硬的深变质岩，组成陡坡甚至是峭壁，构造节理发育，物理风化强烈。并且人类工程活动对地质环境的影响较强烈，314国道修建及输油管道敷设不可避免对沿线山体进行削坡，形成较陡的人工边坡，在管道工程运营的十余年间，坡体遭受着各种物理风化破坏，岩体内原生节理裂隙缓慢发展，逐渐发育成影响坡体稳定性的不稳定结构面，在坡体前缘临空的有利地势条件下，形成崩塌(危岩体)灾害。

根据规范要求对崩塌灾害规模进行了确定，各灾害点崩积物分布均较少，不超过200 m3，以往崩塌灾害的发生，只局限于坡体表面危岩体的崩落，方量较少，未对管道造成破坏。但由于坡体临空面的存在，以及岩体内部节理裂隙的分布，坡体表面发育多处危岩体，在冻融风化作用、深变质岩卸荷作用以及重力作用等，危岩体的稳定性将逐渐变差，顺坡滚落、崩落、临空处塌落都有可能发生，虽崩塌方量较小，一般在数百方，属小型，但仍对埋设在坡脚的管道造成一定威胁，并对国道、行驶车辆及巡线人员安全构成威胁。

根据地质灾害危险性等级划分表中的量化指标，库尔勒—塔什店阿拉塔格山区崩塌灾害规模均为小型，危害小。现状评估库尔勒—塔什店阿拉塔格山区崩塌灾害危险性小。

3 崩塌灾害危险性预测评估

3.1 工程建设引发或加剧崩塌灾害危险性的预测

管道工程易引发崩塌灾害地段主要分布在库尔勒—塔什店阿拉塔格构造侵蚀低中山区(KS012-KS025)，该段出露地层岩性为坚硬的深变质岩，组成陡坡甚至是峭壁，构造节理发育，物理风化强烈。输油管道敷设对该段山体进行削坡，形成较陡的人工边坡，在管道工程运营的十余年间，坡体遭受着各种物理风化破坏，形成7处小型崩塌灾害，稳定性较差，威胁对象主要为国道运行车辆及巡线人员安全。该段其他切坡段亦形成较陡边坡，现状条件下稳定性虽相对较好，但在冻融风化作用下有可能发展为小型崩塌或危岩体隐患。根据地质灾害危险性等级划分的量化指标，预测评估管道工程引发或加剧崩塌灾害的危险性中等。

3.2 工程建设可能遭受崩塌灾害危险性的预测

评估区崩塌灾害主要发生在库尔勒—塔什店阿拉塔格构造—侵蚀低中山区(KS022-KS024)，共发育7处。该段出露地层岩性为坚硬的深变质岩，组成陡坡甚至是峭壁，构造节理发育，物理风化强烈。并且人类工程活动对地质环境的影响较强烈，314国道修建及输油管道敷设时进行过山体削坡，形成较陡的人工边坡，经过长期风化和卸荷作用，坡面破碎、危岩体发育，且坡度较陡，部分段岩体突兀临空。在冻融风化、卸荷以及重力作用下，危岩体的稳定性将逐渐变差，顺坡滚落、崩落、临空处塌落都有可能发生，危岩体方量虽不大，在100～500 m3之间，但分布集中，稳定性较差，管道工程、巡线人员有可能遭受崩塌灾害危害，预测评估危险性中等。

塔什店北东3 km处(KS030+500)也发育一处崩塌灾害，由于方量较小，不超过200 m3，危害程度小，且管道工程有上覆土层保护，虽可能遭受其危害，但危险性小。

评估区库尔勒—塔什店阿拉塔格山区其他段，也分布有自然形成或人工开挖坡脚形成的陡坡，节理裂隙发育，现状条件下相对稳定，但在长期冻融风化作用下，有可能形成崩塌隐患。因此，管道工程在库尔勒—塔什店阿拉塔格山区其它陡坡段亦有可能遭受崩塌灾害，预测评估危险性中等。

4 崩塌灾害防治措施

地质灾害防治是一项系统工程，根据地质灾害危险性评估结果：评估区发育的小型崩塌灾害在今后运营期间，将对管道工程和巡线人员造成一定程度的威胁。因此，结合管道工程特点及管道沿线地质环境条件，从防治地质灾害的角度，依照国务院令第394号《地质灾害防治条例》的有关规定，对管道今后运营维护阶段，提出崩塌灾害的防治措施。

评估区库尔勒—塔什店阿拉塔格构造—侵蚀低中山区和塔什店北东3 km处发育的小型崩塌灾害，危岩体方量较小，小于500 m3，分布在管线旁，通过危岩清除工作消除现状危岩体隐患，日常巡线时应注意管道沿线沟谷岸坡危岩体发育情况，发现有危岩体应及时清除。