馬文清

(新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊，新疆 烏魯木齊 830091)

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塔輸輪南-鄯善輸油(氣)管道工程崩塌災(zāi)害危險性評估

馬文清

(新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊，新疆 烏魯木齊 830091)

評估區(qū)主要發(fā)育有崩塌和泥石流兩種地質(zhì)災(zāi)害。主要以崩塌災(zāi)害為研究對象，對研究區(qū)的泥石流災(zāi)害特征、危險性現(xiàn)狀和危險性預(yù)測進(jìn)行了評估。研究結(jié)果表明：崩塌災(zāi)害共發(fā)育有8處，根據(jù)崩塌規(guī)模分類，均為小型崩塌。在現(xiàn)狀評估、預(yù)測評估的基礎(chǔ)上，論述了崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估的原則、依據(jù)和方法，有針對的提出了該工程崩塌地質(zhì)災(zāi)害的防治措施。

崩塌；發(fā)育特征；危險性評估；輸油氣管道

塔輸輪南-鄯善輸油(氣)管道工程擔(dān)負(fù)著塔里木油田的原油和天然氣的外運(yùn)任務(wù)，管道總長920 km，年輸油能力500萬 t，輸氣能力2億 m3。該輸油(氣)管道工程共包括四條管線，管線沿途經(jīng)過庫爾勒﹑焉耆﹑和碩﹑托克遜﹑吐魯番和鄯善等6個市縣，經(jīng)過多個地貌單元，氣候干燥，人煙稀少，社會依托條件差。管道沿線海撥最高點為1 560.2 m，最低點-99.3 m，落差約為1 660 m。

評估區(qū)處于中緯度亞歐大陸腹地，氣候類型屬于典型的北溫帶大陸性干旱氣候，具有冬冷夏熱、干燥少雨、光照豐富以及氣候垂直變化明顯等特點。評估區(qū)呈南西-北東向條帶狀展布，地形復(fù)雜，地貌類型多樣，山區(qū)與盆地相間，形成明顯不同的地貌單元。此外，評估區(qū)沿線對管線工程有一定影響的河流主要有孔雀河、開都河及清水河。由于塔輸輪南-鄯善輸油(氣)管道工程擔(dān)負(fù)著塔里木油田的原油和天然氣的外運(yùn)任務(wù)，是國家重點項目，因此工程規(guī)模屬大型，項目類型為重要建設(shè)項目，根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度的分類，管道沿線地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度綜合評定為復(fù)雜；根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性評估分級的規(guī)定，確定本次地質(zhì)災(zāi)害危險性評估等級為一級，評估區(qū)面積為1 588.45 km2。因此，本文在以往研究成果的基礎(chǔ)上[1-4]，主要對評估區(qū)范圍內(nèi)崩塌災(zāi)害的特征、危險性現(xiàn)狀評估和危險性預(yù)測評估進(jìn)行分析，進(jìn)而可以為防治工程提供設(shè)計參數(shù)，同時也為該地區(qū)類似防災(zāi)減災(zāi)工程提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)災(zāi)害類型及特征

1.1 地質(zhì)災(zāi)害類型

輪南-鄯善輸油(氣)管道工程跨越多個地貌單元，地質(zhì)條件比較復(fù)雜。管道沿線人煙稀少，但個別地段農(nóng)業(yè)活動和工程活動較為頻繁。評估區(qū)庫爾勒—塔什店阿拉塔格構(gòu)造—侵蝕低中山區(qū)，因人類工程活動影響較強(qiáng)烈，形成7處崩塌(危巖體)災(zāi)害隱患；此外，評估區(qū)庫爾勒北郊—塔什店阿拉塔格山段及榆樹溝段溝谷較發(fā)育，存在泥石流災(zāi)害隱患。其它段管道沿線經(jīng)過地貌類型大多為沖洪積平原和山間洼地，地形平坦開闊；局部構(gòu)造-侵蝕低山段，山勢平緩，且管道多布置在山間洼地和谷坡平緩的干谷內(nèi)，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育較少。由于篇幅所限，本文僅對評估區(qū)內(nèi)的崩塌災(zāi)害的發(fā)育特征、危險性現(xiàn)狀評估和危險性預(yù)測評估進(jìn)行分析。

圖1 B05崩塌危巖體宏觀特征

圖2 B05崩塌危巖體局部特征

1.2 地質(zhì)災(zāi)害特征

通過野外實地調(diào)查，評估區(qū)崩塌災(zāi)害共發(fā)育有8處，其中7處主要發(fā)生在庫爾勒—塔什店阿拉塔格構(gòu)造—侵蝕低中山區(qū)(KS022-KS024)；另外1 處發(fā)生在塔什店北東3 km(KS030+500)。

本次野外工作中，對評估區(qū)內(nèi)的8處崩塌災(zāi)害點進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查和發(fā)育特征描述，并依照崩塌規(guī)模級別劃分標(biāo)準(zhǔn)和崩塌(危巖體)穩(wěn)定性野外判別標(biāo)準(zhǔn)，對崩塌災(zāi)害點進(jìn)行規(guī)模分級和穩(wěn)定性判別。其中B05號崩塌災(zāi)害發(fā)育特征如下：

管道里程KS022+700 km處，位于山間溝谷，管道北西側(cè)發(fā)育一處坡體，坡高20～30 m，坡度50°～90°，如圖1和2所示。出露地層巖性為白云質(zhì)大理巖。管道在坡腳處通過，走向45°，東南側(cè)為314國道。坡腳未見有崩塌堆積物，但分布有人工削坡殘留的巖屑，粒徑較小，坡腳均勻分布。坡面巖體主要發(fā)育兩組節(jié)理：105°∠65°、220°∠59°，由于節(jié)理延伸長度較長，超過2 m，且節(jié)理面陡立 ，將坡面巖體分割成順坡向的三棱椎體，以往公路施工時已對危巖體進(jìn)行了清除。坡面上凍融風(fēng)化裂隙和卸荷裂隙較發(fā)育，與上述兩組裂隙相組合，形成部分鋸齒狀危巖體，在凍融風(fēng)化作用下易脫落。方量一般較小，不超過300 m3。

2 崩塌災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估主要是對評估區(qū)范圍內(nèi)的已有地質(zhì)災(zāi)害的危險性進(jìn)行評估。本次評估地質(zhì)災(zāi)害危險性等級指標(biāo)劃分標(biāo)準(zhǔn)是在外業(yè)實地調(diào)查的基礎(chǔ)上，依據(jù)國土資發(fā)[2004]69號文的附件《地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)要求》相關(guān)規(guī)定，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害對管道工程的危害程度綜合確定的。

在上一節(jié)中已對評估區(qū)崩塌災(zāi)害的發(fā)育特征進(jìn)行了描述。崩塌災(zāi)害的形成與其所處的地質(zhì)環(huán)境條件密不可分，該段出露地層巖性為堅硬的深變質(zhì)巖，組成陡坡甚至是峭壁，構(gòu)造節(jié)理發(fā)育，物理風(fēng)化強(qiáng)烈。并且人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響較強(qiáng)烈，314國道修建及輸油管道敷設(shè)不可避免對沿線山體進(jìn)行削坡，形成較陡的人工邊坡，在管道工程運(yùn)營的十余年間，坡體遭受著各種物理風(fēng)化破壞，巖體內(nèi)原生節(jié)理裂隙緩慢發(fā)展，逐漸發(fā)育成影響坡體穩(wěn)定性的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面，在坡體前緣臨空的有利地勢條件下，形成崩塌(危巖體)災(zāi)害。

根據(jù)規(guī)范要求對崩塌災(zāi)害規(guī)模進(jìn)行了確定，各災(zāi)害點崩積物分布均較少，不超過200 m3，以往崩塌災(zāi)害的發(fā)生，只局限于坡體表面危巖體的崩落，方量較少，未對管道造成破壞。但由于坡體臨空面的存在，以及巖體內(nèi)部節(jié)理裂隙的分布，坡體表面發(fā)育多處危巖體，在凍融風(fēng)化作用、深變質(zhì)巖卸荷作用以及重力作用等，危巖體的穩(wěn)定性將逐漸變差，順坡滾落、崩落、臨空處塌落都有可能發(fā)生，雖崩塌方量較小，一般在數(shù)百方，屬小型，但仍對埋設(shè)在坡腳的管道造成一定威脅，并對國道、行駛車輛及巡線人員安全構(gòu)成威脅。

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性等級劃分表中的量化指標(biāo)，庫爾勒—塔什店阿拉塔格山區(qū)崩塌災(zāi)害規(guī)模均為小型，危害小?，F(xiàn)狀評估庫爾勒—塔什店阿拉塔格山區(qū)崩塌災(zāi)害危險性小。

3 崩塌災(zāi)害危險性預(yù)測評估

3.1 工程建設(shè)引發(fā)或加劇崩塌災(zāi)害危險性的預(yù)測

管道工程易引發(fā)崩塌災(zāi)害地段主要分布在庫爾勒—塔什店阿拉塔格構(gòu)造侵蝕低中山區(qū)(KS012-KS025)，該段出露地層巖性為堅硬的深變質(zhì)巖，組成陡坡甚至是峭壁，構(gòu)造節(jié)理發(fā)育，物理風(fēng)化強(qiáng)烈。輸油管道敷設(shè)對該段山體進(jìn)行削坡，形成較陡的人工邊坡，在管道工程運(yùn)營的十余年間，坡體遭受著各種物理風(fēng)化破壞，形成7處小型崩塌災(zāi)害，穩(wěn)定性較差，威脅對象主要為國道運(yùn)行車輛及巡線人員安全。該段其他切坡段亦形成較陡邊坡，現(xiàn)狀條件下穩(wěn)定性雖相對較好，但在凍融風(fēng)化作用下有可能發(fā)展為小型崩塌或危巖體隱患。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性等級劃分的量化指標(biāo)，預(yù)測評估管道工程引發(fā)或加劇崩塌災(zāi)害的危險性中等。

3.2 工程建設(shè)可能遭受崩塌災(zāi)害危險性的預(yù)測

評估區(qū)崩塌災(zāi)害主要發(fā)生在庫爾勒—塔什店阿拉塔格構(gòu)造—侵蝕低中山區(qū)(KS022-KS024)，共發(fā)育7處。該段出露地層巖性為堅硬的深變質(zhì)巖，組成陡坡甚至是峭壁，構(gòu)造節(jié)理發(fā)育，物理風(fēng)化強(qiáng)烈。并且人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響較強(qiáng)烈，314國道修建及輸油管道敷設(shè)時進(jìn)行過山體削坡，形成較陡的人工邊坡，經(jīng)過長期風(fēng)化和卸荷作用，坡面破碎、危巖體發(fā)育，且坡度較陡，部分段巖體突兀臨空。在凍融風(fēng)化、卸荷以及重力作用下，危巖體的穩(wěn)定性將逐漸變差，順坡滾落、崩落、臨空處塌落都有可能發(fā)生，危巖體方量雖不大，在100～500 m3之間，但分布集中，穩(wěn)定性較差，管道工程、巡線人員有可能遭受崩塌災(zāi)害危害，預(yù)測評估危險性中等。

塔什店北東3 km處(KS030+500)也發(fā)育一處崩塌災(zāi)害，由于方量較小，不超過200 m3，危害程度小，且管道工程有上覆土層保護(hù)，雖可能遭受其危害，但危險性小。

評估區(qū)庫爾勒—塔什店阿拉塔格山區(qū)其他段，也分布有自然形成或人工開挖坡腳形成的陡坡，節(jié)理裂隙發(fā)育，現(xiàn)狀條件下相對穩(wěn)定，但在長期凍融風(fēng)化作用下，有可能形成崩塌隱患。因此，管道工程在庫爾勒—塔什店阿拉塔格山區(qū)其它陡坡段亦有可能遭受崩塌災(zāi)害，預(yù)測評估危險性中等。

4 崩塌災(zāi)害防治措施

地質(zhì)災(zāi)害防治是一項系統(tǒng)工程，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性評估結(jié)果：評估區(qū)發(fā)育的小型崩塌災(zāi)害在今后運(yùn)營期間，將對管道工程和巡線人員造成一定程度的威脅。因此，結(jié)合管道工程特點及管道沿線地質(zhì)環(huán)境條件，從防治地質(zhì)災(zāi)害的角度，依照國務(wù)院令第394號《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》的有關(guān)規(guī)定，對管道今后運(yùn)營維護(hù)階段，提出崩塌災(zāi)害的防治措施。

評估區(qū)庫爾勒—塔什店阿拉塔格構(gòu)造—侵蝕低中山區(qū)和塔什店北東3 km處發(fā)育的小型崩塌災(zāi)害，危巖體方量較小，小于500 m3，分布在管線旁，通過危巖清除工作消除現(xiàn)狀危巖體隱患，日常巡線時應(yīng)注意管道沿線溝谷岸坡危巖體發(fā)育情況，發(fā)現(xiàn)有危巖體應(yīng)及時清除。

5 結(jié)語

(1)評估區(qū)庫爾勒—塔什店阿拉塔格構(gòu)造—侵蝕低中山區(qū)，形成7處崩塌(危巖體)災(zāi)害隱患；此外，評估區(qū)庫爾勒北郊—塔什店阿拉塔格山段及榆樹溝段溝谷較發(fā)育，存在泥石流災(zāi)害隱患。其它段管道沿線經(jīng)過地貌類型大多為沖洪積平原和山間洼地，地形平坦開闊，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育較少。

(2)根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性等級劃分表中的量化指標(biāo)，庫爾勒—塔什店阿拉塔格山區(qū)崩塌災(zāi)害規(guī)模均為小型，危害小。現(xiàn)狀評估庫爾勒—塔什店阿拉塔格山區(qū)崩塌災(zāi)害危險性小。

(3)根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性等級劃分的量化指標(biāo)，工程建設(shè)引發(fā)或加劇崩塌災(zāi)害危險性預(yù)測評估結(jié)果為中等；管道工程在庫爾勒—塔什店阿拉塔格山區(qū)其它陡坡段亦有可能遭受崩塌災(zāi)害，工程建設(shè)可能遭受崩塌災(zāi)害危險性預(yù)測評估的結(jié)果為中等。

[1]馬清文, 王成華, 孔紀(jì)名,等. 崩塌落石地區(qū)長輸油氣管道防護(hù)[J].水土保持研究.2007(5):139-141.

[2]穆樹懷, 王騰飛, 霍錦宏,等. 長輸管道施工誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害防治——以中緬管道云南段為例[J]. 油氣儲運(yùn).2014(10):1047-1051.

[3]張靜, 鄭穎悟, 王浩. 商洛至商南輸氣管道線路工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì).2015(6):203-204.

[4]楊輝建. 忠武管道石馬嶺危巖體崩落運(yùn)動學(xué)研究[D]. 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢).2008.

TP315

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1004-1184(2016)06-0245-02

2016-08-14

馬文清(1984-)，男，新疆烏魯木齊人，工程師，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)方面的工作。