输油管道工程地质问题及其防治措施

曹捷(长庆油田采油三厂，宁夏 银川 750006)

0 引言

随着我国经济的发展，输油管道工程的进一步研发和建设也在不断进行中。文章将通过大量的数据分析以及实地考察，对输油管道工程存在的地质问题进行深入研究，并且通过实验和监测，得到解决输油管道地质问题的有效方法。并且通过进一步地分析和研究得到输油管道工程防治地质灾害的有效措施，顺利完成工程建设，保障输油管道的顺利使用。

1 输油管道沿线的地质条件及会发生的地质灾害

1.1 输油管道沿线的地质条件

我国的输油管道沿线属于东北一带以及陕甘宁盆地，东北地区会穿越火山岩、变质岩、花岗岩等等山脉，陕甘宁地区还会经过丘陵、平原等地区，地层分布较广，横跨多个地质构造单元区。所经过的地区多是由岩体、土体和特殊土构成，特殊土包括沼泽土、冻土、软土等，其中冻土地区较多。根据资料显示，我国的输油管道经过的冻土地区，一般都是季节性冻土，冻土层的厚度随着方位发生变化，自南向北、自东南向西北冻土层逐渐加厚[1]。陕甘宁地区属于我国的中部，其中蕴含着大量的石油和天然气资源，因此在陕甘宁地区也建设了许多的输油管道将所产的石油运往全国。但是陕甘宁地区有许多盆地，盆地内具有许多套烃源岩，不仅如此，陕甘宁地区输油管道沿线还有许多碎屑岩，而且有些地带存在裂缝，裂缝中有方解石与石英石填充的现象，这都是输油管道沿线的地质条件，对输油管道的建设与顺利应用都有一定的影响。

1.2 输油管道会发生的地质灾害

经过大量的数据分析与实地考察，得到输油管道沿线中的地质灾害可以分为以下几种：盐渍土地质灾害、冻胀融沉和河沟道水毁等，根据大数据统计可以发现，冻胀融沉是我国输油管道工程最常见的地质灾害，其次常见的是河沟道水毁。同时根据大量的数据分析，不难得到管道沿线发生地质灾害的分布特征。

首先是地质灾害时间分布。夏秋季节，由于气温较高和降雨较为集中等问题，会使得输油管道工程出现坡面水毁等地质灾害；而天气较为寒冷的冬春季节，冻胀灾害是主要的地质灾害。

其次便是地质灾害空间的分布特征。不同的输油管道所处地理位置不同，其空间分布也不同，所受地质灾害自然不同，一般情况输油管道在空间上所受到的地质灾害主要集中于北部地区的丘陵与山脉。

最后对于陕甘宁地区而言，由于其地形地貌等特征，出现黄土滑坡、滑坡隐患以及山体崩塌、泥石流这些地质灾害的可能性较大，同时还有很大的几率会发生地震。其中黄土滑坡是黄土高原最为常见的地质灾害，并且陕甘宁地区的黄土滑坡具有范围广、分布密集等特点，会对于人们的生产生活带来极大危害，对输油管道的危害也更加严重。

2 输油管道工程中存在的地质问题

2.1 黄土冲沟对输油管道工程的影响

输油管道一般都会经过黄土地区，黄土地区都有一个共同的特点，黄土水稳性较差，抗冲击能力差。黄土冲沟一般都是受到强降雨的影响，雨水的汇集是水力侵蚀的主要动力。根据实地考察的结果显示，黄土冲沟的现象都是由沟口向上扩展，并且在沟脑部位形成下切陡坎，陡坎和下沟不断遭受侵蚀，沟底也逐渐变得下切，沟岸逐渐变宽，从而导致管道会变得悬空，甚至被冲断。除此之外，黄土冲沟还会使得黄土边坡土体发生崩塌，危及输油管道的安全输送[2]。

2.2 黄土斜坡水土流失对输油管道工程的影响

由于输油管道线路所经过的地区都较于平缓，一般只有在风蚀黄土梁区域才会出现黄土斜坡，由此看来在输油管道上出现斜坡的几率还是较小的，而且出现的黄土坡度都不大。但是黄土斜坡上的植物体型都较大，所以当此地区出现强降雨的天气，坡面就会出现严重的水土流失现象，形成许多小的冲沟，随着强降雨，坡度变大，抗冲刷能力减弱，水土流失问题变得更加严重。与此同时，如果坡面植物遭到破坏，那么这些小型的冲沟很有可能发生贯通问题，从而威胁到输油管道的安全运行。

2.3 流动—半固定沙丘对于输油管道工程的影响

在我国输油管道线路经过的地区有80%是沙漠地带，其中一定会有许多流动性和破坏性都很强的流动—半固定沙丘，这些沙丘对于输油管道的正常运行有着严重的威胁。尤其是多风的季节，沙丘随着风进行快速的移动，常常使得输油管道上表面裸露在地表。而在自然状态下，输油管道极易被风吹雨打侵蚀，导致面临损坏甚至破裂的情况。除此之外，沙丘的快速移动还有可能对输油管道造成严重的冲击，从而使得输油管道发生断裂和弯折的危险，影响输油管道的正常使用。

2.4 其他地质问题对于输油管道工程的影响

经大数据统计得到，除了以上的几个重要的地质问题外，还存在盐渍土腐蚀性、黄土湿陷性和膨胀性泥岩等地质问题。其中，盐渍化土地是由于气候干燥、降水量少、蒸发强度大等作用形成的，盐渍土具有能够对混凝土和钢筋进行腐蚀的强腐蚀性，这种腐蚀使得输油管道工程的安全性无法得到保障。黄土湿陷性灾害是由于黄土层遇到强降水发生的，黄土湿陷会导致输油管道沿线发生黄土沉陷、裂缝等问题，导致穿越黄土沟施工难以进行，同时还会影响和威胁到输油管道的正常使用。膨胀性泥岩主要分布于丘陵地区，它对输油管道的危害是在于遇水崩解，从而影响输油管道工程的顺利实施。

3 输油管道工程地质问题的防治策略

3.1 对于黄土冲沟问题的防治策略

对于黄土冲沟问题的防治，一般有两种措施：一是跨越；二是穿越。首先跨越式解决黄土冲沟问题适合地质构造简单的地区，解决好最主要的岸坡稳定性问题是其中的关键。其具体措施分为五个部分：削坡减载、修截水沟引走地表水、回填夯实管沟、增加地基承载力以及使管墩距冲沟沿一定距离。其次是穿越方案防治黄土冲沟问题。导流排水、水工保护、植被护坡以及土体加固等方法是采用管道穿越的措施防治黄土冲沟。具体措施是：将输油管道进行深埋处理并且利用砂石砌墙对管道进行更进一步保护，防止输油管道被冲刷和腐蚀；在穿越部位冲刷严重的，逐级削弱两岸，并增加植被种植等[3]。

3.2 对于黄土斜坡问题的防治策略

黄土斜坡的稳定性对输油管道有着至关重要的影响，种植大量的植物是解决黄土斜坡水土流失问题的最有效途径。除了种植植物外，还需要对输油管道进行深埋以及回填夯实等处理，从而保障输油管道得到最好保护，促进输油管道的安全使用。除此之外，为减少黄土斜坡对于输油管道的危害，还需要采取适当的削坡、护坡、设置截水沟等处理，从而能够提高坡体的稳定性，更好地保障输油管道施工建设与顺利使用。

3.3 对于沙丘问题的防治策略

对于一些流动—半固定的沙丘产生的影响输油管道安全运行的问题，需要采取植被造林等措施来减少沙丘对管道的危害。但是植被造林是一项周期长且难度大的工程，所以仍需要采取一些短时间内有效且便于进行的防治策略。具体措施包括：在进行沙丘防治时，要根据管道所处地形地貌的特点，结合当地治理沙丘的经验，建设半隐蔽式草类沙障，将草类植被种植在砂石中，阻止流沙的移动。除此之外，还可以在比较湿润的沙丘之间种植植物，选择合适的树木造林，从而减少风沙的流动，实现长久防治沙丘的目的。另外，由于沙丘地带的特殊气候，在进行作业时，一定要考虑天气的影响，选择适当的时机进行沙丘植被的种植。

3.4 对于其他地质问题的防治策略

除了以上地质问题的防治措施外，对于盐渍地存在的影响输油管道的问题，设计工作者与施工人员需要加强处理管道的预防腐蚀的性能，并且还要做好天气的监测和预报，保障施工时期是枯水期。防治策略的具体措施是：将灰土层铺设在输油管道的管顶处，这样可以将地表水阻断，防止其下渗，并且用非盐渍的土壤将输油管道的管沟进行回填，从而隔断有害水。对存在的膨胀性泥浆问题，具体的防治措施为：在建设输油管道时，快速开挖、快速回填，防止岩体长时间暴露在风雨中，快速碾压夯实，保障土壤中的水分不会流失。对于黄土湿陷性的地质问题，主要采取土质改良和截排水的措施，加强对管沟的回填夯实，减少黄土湿陷性对于输油管道的危害[4]。

4 结语

输油管道工程所处的地理位置地貌多变，工程线路地质条件较为复杂，地质灾害多样，本文在大量的数据分析的结果中对输油管道工程的地质问题以及防治策略进行研究，从而发现今后的建设工作要继续完善。总而言之，我国的输油管道工程建设仍然存在一定的问题亟待解决，因此在建设输油管道之时需要进行大量的勘察工作，通过对地质问题和灾害的评估，开展对输油管道工程的评价，从而保障建设工程能够解决冻土等一系列问题，促进输油管道工程的顺利建成与安全使用。