管道地質災害治理
㈠ 管道沿線崩塌災害防治方法
對崩塌體的防治可採取錨固、頂擋、卸荷、防護等方法。在具體不同崩塌點的防治時，應結合工程實施條件，採用一種或多種防治方法。
7.2.1錨固
崩塌錨固技術是目前應用非常廣泛而且非常有效的一項技術。主要是通過對崩塌體或危岩體進行錨桿或錨索的錨固，使其處於穩定或相對穩定的狀態，減少或防止對崩塌體（危岩體）下方的管道產生威脅或危害。因此在蘭—成—渝輸油管道和忠—武輸氣管道均採用了該項技術，取得了良好的效果。
崩塌體錨固技術在材料上分為錨桿和錨索兩種。在受力條件上分為預應力和非預應力。在管道沿線治理施工中應用最多的是全黏結性錨桿和預應力錨桿兩種類型。其特點是施工簡單方便而且效果較好，經濟上也比較合理。
7.2.2頂擋
在基岩地區，受岩石風化或節理裂隙的控制，形成了較危險的懸空狀態的岩體，如不治理將危及管道線的安全，但用常規方法難於治理，特別是所處位置地面高差較大，無法錨固，也不能卸荷，採用頂擋的方式是既經濟又簡單的一種方法。忠武管道張家溝為岩體就是用這種方法將以大型岩塊固定，取得了非常好的效果。
7.2.3卸荷
崩塌體卸荷實際上是人為的將崩塌進行「拆除」，使搖搖欲墜的崩塌在沒有災害的情況下，或在人的干擾下倒塌，既防止了災害的發生又達到了治理的效果。
在管線保護和地質災害治理施工過程中，卸荷往往是局部使用的一種方法，一般情況下配合錨固和擋牆等工程措施，達到整體的治理效果。
7.2.4防護
防護是一種被動的地質災害防治方式，為了減輕山體上部岩體落石對在自由落體作用下對管道的損害，將管道採用整體形式進行防護，是忠—武輸氣管道常用的一種地質災害防治方式。
由於管道分布的線路較長，而且一般沿山體根部通過，在基岩地區隨時都有風化剝落的岩塊掉下來，即使較小的塊石，在重力加速度的作用下，都將對管道產生影響，甚至砸壞管道。因此採用被動防護的方式，將避免這種災害的發生，並降低工程治理的難度，同時可以節約大量的工程投入。常用的方法有增加管道上部防護層的厚度和在崩塌下部建防護網等方法。
㈡ 地質災害防治措施的建議
地質災害防治，應貫徹「以防為主，防治結合」的方針，以達到保護地質環境，避免或減少地質災害損失為目的。下面依據不同地質災害類型提出相應的防治措施。
1.崩塌、滑坡地質災害的防治措施
擬建成品油管道線路工程，一般採取避讓措施，管道遠離或者繞避崩塌、滑坡地質災害，難以繞避應在施工前進削坡減載。在峽谷地段建議採取漿砌塊石護坡，防止崩塌對管道工程的破壞，也可採用隧道方式避讓。
2.地面塌陷和地裂縫地質災害的防治措施
擬建成品油管線工程河南段，途經觀音堂、 義馬、 新安、 平頂山等煤田較多。據野外調查訪問，採煤等采礦活動還在繼續進行，各地采空塌陷區還沒有穩定，管道線在礦區和塌陷區經過，可能遭受地面塌陷地質災害，其危險性大，因此，建議在該段採取改線避讓措施。其避讓措施有：管線繞過采空區，進入到煤層以外。無法繞避地段，應針對該工程路線的地質環境條件復雜的情況，建議建立管線地質災害監測網路體系，指派專人或委託專業隊伍對管道路段地質災害進行監測，發現問題及時呈報主管部門，以便及時採取措施。
3.泥石流和洪水沖蝕地質災害的防治措施
工程建設施工過程中要盡量減少對周圍地質環境條件的破壞，破壞植被要盡快恢復，損毀的耕地盡快恢復耕種。洪水沖蝕災害在暴雨大洪水是不可避免的，管線根據地形地質條件，可採用跨越或深埋穿越措施以防洪水沖蝕對管道的破壞。
4.特殊土地面變形防治措施
由於成品油管線經過黃土丘陵區時，擬建工程可能遭受黃土濕陷、潛蝕災害。對自重濕陷黃土，應採取換土或強夯法處理；對非重濕陷黃土，應採取沖擊、碾壓夯實的方法處理，在工程建設時及建成後，採取必要的排水設施，以確保工程建設不發生黃土濕陷、潛蝕災害。
膨脹土和膨潤土的防治措施：管周圍應有良好的排水條件，附近5m以內不宜灌溉。防治措施主要為在管道兩側修建鋼筋水泥防護牆，增加結構鋼度，增設沉降縫等。
5.成品油管線經過采礦、採石場地段的防治措施成品油管線在信陽以南K290+3.5km～K290+5.4km段管線附近有大小數百個采礦場，成片分布，而且在本段有膨潤土礦，由於采礦范圍較大，無法避讓，只能從礦區通過，因此，首先要對礦區進行勘查，管道應盡可能在無礦段通過，或在礦體埋深較大的地段通過，並要禁止確管道經過地段的采礦。在確山縣常興鎮南（K230-6.0km～K230-7.1km），管線緊鄰採石場，因此建議管線改線向西移 200～300m，避開採石場的影響。另外在澧河、淮河和浉河采砂活動比較強烈，管道應採用避讓，繞過采砂河段，並對管道經過的河進行管理，防止在管道經過地段采砂。
圖7-8 河南段地質災害危險性分區圖
6.地面沉降防治措施
擬建管線在許昌市地段處於地面沉降范圍內，對該段管線和分輸站可能產生不利影響。目前累積沉降量級較小，為控制其發展，應控制開采深層孔隙承壓水量，並加強監測。
表7-7 河南段管線工程地質災害危險性綜合評估一覽表
續表
續表
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㈢ 怎樣防治地質災害
淺談滑坡成因及防治措施
一、概述
斜坡上的部分岩體和土體在自然或人為因素的影響下沿某個滑動面發生剪切破壞向下運動的現象稱為滑坡。滑動面可以是受剪應力最大的貫通性剪切破壞面或帶，也可以是岩體中已有的軟弱結構面。規模大的滑坡一般是緩慢的、長期的往下滑動，有些滑坡滑動速度也很快，其過程分為蠕動變形和滑動破壞階段，但也有一些滑坡表現為急劇的滑動，下滑速度從每秒幾米到幾十米不等。滑坡多發生在山地的山坡、丘陵地區的斜坡、岸邊、路堤或基坑等地帶。滑坡對工程建設的危害很大，輕則影響施工，重則破壞建築；由於滑坡，常使交通中斷，影響公路的正常運輸；大規模的滑坡，可以堵塞河道，摧毀公路，破壞廠礦，掩埋村莊，對山區建設和交通設施危害很大。因此，研究滑坡的成因及行為特點，有助於我們採取有效的工程措施來避免滑坡的發生或者是減少滑坡發生後的損失。下面從滑坡的形態特徵及分類、滑坡的成因及滑坡的防治措施幾個方面分別作簡單介紹。
二、滑坡的形態特徵及分類
1．滑坡的形態特徵
滑坡在平面上的邊界和形態特徵與滑坡的規模、類型及所處的發育階段有關。一個發育完全的滑坡，一般包括：1，滑坡體，指滑坡發生後與母體脫離開的滑動部分；2，滑動帶，滑動時形成的碾壓破碎帶；3，滑動面，滑坡體沿著下滑的表面；4，滑坡床，滑體以下固定不動的岩土體，它基本上未變形，保持了原有的岩體結構；5，滑坡壁，滑體後部和母體脫離開的分界面，暴露在外面的部分，平面上多呈圈椅狀；6，滑坡台階，由於各段滑體運動速度的差異而在滑體上部形成的滑坡錯台；7，滑坡舌，又稱滑坡前緣或滑坡頭，在滑坡前部，形如舌狀伸入溝谷或河流，甚至越過河對岸；8，滑坡周界，指滑坡體與其周圍不動體在平面上的分界線，它決定了滑坡的范圍；9，封閉窪地，滑體與滑坡壁之間拉開成溝槽，相鄰滑體形成反坡地形，形成四周高中間低的封閉窪地；10，主滑線，又稱滑坡軸，滑坡在滑動時運動速度最快的縱向線，它代表滑體的運動方向；11，滑坡裂隙，分為四類：1，分布在滑坡體上部的拉張裂隙；2，分布在滑體中部兩側的剪切裂隙；3，分布在滑坡體中下部的扇狀裂隙；4，分布在滑坡體下部的鼓張裂隙。由此可見，一個滑坡完整的應該包括以上11個部分組成。當然，在實際的滑坡現象中，有時候我們很難分清楚各個部分明顯的邊界。
2．滑坡的分類
滑坡分類的目的在於對發生滑坡作用的地質環境和形態特徵以及形成滑坡的各種因素進行概括，以便反映出各類滑坡的工程地質特徵及其發生發展的規律，從而有效地預測和預防滑坡的發生，或在滑坡發生之後有效的進行治理。根據不同的原則和指標，各國學者和工程部門對滑坡提出了各種分類方案。我國鐵道部門則按滑坡體的岩性、滑面與岩土體層面的關系、滑體厚度等進行了分類，在國內應用較為廣泛。從研究山坡發展形成歷史出發，則可以分為古滑坡、老滑坡、新滑坡、現代活滑坡等類型；日本渡正亮則按滑坡的發展階段，將滑坡分為幼年期、青年期、壯年期和老年期；按滑坡的滑動力學特徵，則可分為推動式、平移式和牽引式滑坡。對於一個滑坡，從不同的角度可以有不同的分類，但實踐中，我們應該抓住問題的主要矛盾，根據突出因素對滑坡進行分類，分類的原則就是看對我們認識、防治和處理此滑坡是否有幫助。
三、滑坡的形成條件
要探討滑坡的形成條件，就必須考慮影響邊坡穩定性的因素，影響邊坡穩定性的因素有內在因素和外在因素兩個方面。內在因素有組成邊坡岩土體的性質、地質構造、岩體結構、地應力等。它們常常起著主要的控製作用。外在因素有地表水和地下水的作用、地震、風化作用、人工開挖、爆破以及工程荷載等。其中地表水和地下水是影響邊坡穩定最重要、最活躍的外在因素，其他大多起觸發作用。查明和掌握這些影響因素對了解邊坡失穩的發生發展規律，以及制定防治措施是非常必要的。
1．滑坡形成的內部條件
產生滑坡的內部條件與組成邊坡的岩土的性質、結構、構造和產狀等有關。不同的岩土，它們的抗剪強度、抗風化和抗水侵蝕的能力都不相同，如堅硬緻密的硬質岩石，它們的抗剪強度較大，抗風化的能力也較高，在水的作用下岩性也基本沒有變化，因此，由它們所組成的邊坡往往不容易發生滑坡。反之，如頁岩、片岩以及一般的土則恰好相反，因此，由它們所組成的邊坡就比較容易發生滑坡。從岩土的結構、構造來說，主要的是岩（土）層層面、斷層面、裂隙等的傾向對滑坡的發育有很大的關系。同時，這些部位又易於風化，抗剪強度也低。當它們的傾向與邊坡坡面的傾向一致時，就容易發生順層滑坡以及在堆積層內沿著基岩面滑動；否則反之。邊坡的斷面尺寸對邊坡的穩定性也有很大的關系，邊坡也陡，其穩定性就越差，越容易發生滑動。如果坡高和邊坡的水平長度都相同，但一個是放坡到頂，而另一個卻是在邊坡中部設置一個平台，由於平台對邊坡的反壓作用，就增加了邊坡的穩定性。此外，滑坡若要向前滑動，其前沿就必須要有一定的空間，否則滑坡就無法向前滑動。山區河流的沖刷、河谷的深切以及不合理的大量切坡都能形成高陡的臨空面，而為滑坡的發育提供了良好的條件。總之，當邊坡的岩性、構造和產狀等有利於邊坡的發育，並在一定的外部條件下引起邊坡的岩性、構造和產狀等發生變化時，就能發生滑坡。
2．滑坡形成的外部條件
滑坡發育的外部條件主要有水的作用，不合理的開挖和坡面上的載入、振動、采礦等，以前兩者為主。調查表明：90%以上的滑坡與水的作用有關。水的來源不外乎大氣降水、地表水、地下水、農田灌溉的滲水、高位水池和排水管道等的漏水等。不管來源怎樣，一旦水進入斜坡岩土體內，它將增加岩土的重度並產生軟化作用，降低岩土的抗剪強度，產生靜水壓力和動水力，沖刷或侵蝕坡腳，對不透水層上的上覆岩土層起潤滑作用，當地下水在不透水層頂面上匯集成層時，它還對上覆地層產生浮力作用等等。總之，水的作用將會改變組成邊坡的岩土的性質、狀態、結構和構造等。因此，不少滑坡在旱季原來接近於穩定，而一到雨季就急劇活動，形成「大魚大滑，小雨小滑，不雨不滑」。這也說明了雨水和滑坡的關系。山區建設中還常由於不合理的開挖坡腳或不適當的在邊坡上填放棄土、建造房屋或堆置材料，以致破壞斜坡的平衡條件而發生滑動。此外，振動對滑坡的發生和發展也有一定的影響，如大地震時往往伴有大滑坡發生，爆破有時也會引發滑坡。
四、滑坡防治措施
通過以上對滑坡的形態特徵及滑坡形成條件的介紹，我們不難得出治理滑坡的相關工程措施。然而，一個滑坡的發生往往是多個因素綜合作用的結果，因為，我們只有做詳細的調查和分析計算後，才能制定出切合實際的防治措施。總的來說，治理滑坡應該堅持以防為主、綜合治理、及時處理的原則。結合邊坡失穩的因素和滑坡形成的內外部條件，治理滑坡可以從以下兩個大的方面著手：
1．消除和減輕地表水和地下水的危害
滑坡的發生常和水的作用有密切的關系，水的作用，往往是引起滑坡的主要因素，因此，消除和減輕水對邊坡的危害尤其重要，其目的是：降低孔隙水壓力和動水壓力，防止岩土體的軟化及溶蝕分解，消除或減小水的沖刷和浪擊作用。具體做法有：防止外圍地表水進入滑坡區，可在滑坡邊界修截水溝；在滑坡區內，可在坡面修築排水溝。在覆蓋層上可用漿砌片石或人造植被鋪蓋，防止地表水下滲。對於岩質邊坡還可用噴混凝土護面或掛鋼筋網噴混凝土。排除地下水的措施很多，應根據邊坡的地質結構特徵和水文地質條件加以選擇。常用的方法有：1，水平鑽孔疏干；2，垂直孔排水；3，豎井抽水；4，隧洞疏干；5，支撐盲溝。
2．改善邊坡岩土體的力學強度
通過一定的工程技術措施，改善邊坡岩土體的力學強度，提高其抗滑力，減小滑動力。常用的措施有：1，削坡減載；用降低坡高或放緩坡角來改善邊坡的穩定性。削坡設計應盡量削減不穩定岩土體的高度，而阻滑部分岩土體不應削減。此法並不總是最經濟、最有效的措施，要在施工前作經濟技術比較。2，邊坡人工加固；常用的方法有：1，修築擋土牆、護牆等支擋不穩定岩體；2，鋼筋混凝土抗滑樁或鋼筋樁作為阻滑支撐工程；3，預應力錨桿或錨索，適用於加固有裂隙或軟弱結構面的岩質邊坡；4，固結灌漿或電化學加固法加強邊坡岩體或土體的強度；5，SNS邊坡柔性防護技術等。
五、結語
本文對滑坡的形態特徵、影響邊坡穩定性因素及滑坡形成條件、滑坡的防治措施做了簡單的介紹。天然的或人工開挖形成的邊坡到處可見，由於各種原因導致邊坡失穩，引起各種規模的滑坡時有發生，給人們的生產生活帶了巨大的災難。因此，作為土木工程技術人員，我們有責任和義務去研究和治理滑坡，從而減少滑坡的發生和降低因滑坡造成的損失。相信通過我們研究的不斷深入，滑坡現象將在一定程度上得到控制。
㈣ 管線工程地質災害危險性綜合分區評估
依據地質抄災害危險性等級襲劃分的標准，管線工程劃分為28個區段（包括支線在內）（圖7-8）。現將綜合評估結果列於表7-7中。由表列可知，地質災害危險性大的有6段，全長74km；危險性中等的有10段，全長178km；危險性小的有12段，全長546km。它們占河南段總長的比例分別為9.3%、22.3%和68.4%。因此河南段管線工程絕大多數建設用地是適宜和基本適宜的。
㈤ 管道地質災害在主汛期應該怎麼做好宣傳工作
地質災害防治宣傳標語
1、預防地質災害，確保人民生命財產安全。
2、實行預防為主回，避讓與治理相結合的答地質災害防治方針。
3、房前屋後，高陡邊坡是地質災害的高發、易發區。
4、邊坡隱患險於明火，防治避讓勝於救災。
5、人為削坡和連續降雨是誘發地災的主要影響因素。
6、加強監測，預防地質災害。
7、地質災害防治的重點在農村。
8、防治地質災害，建設美好家園。
9、認識地質災害，預防地質災害。
10、地質災害猛如虎。
11、監測避讓，群測群防。
12、群測群防，防治地質災害。
13、地質災害防治以避讓為先。
14、地質災害防治從宣傳開始。
15、普及地質災害防治知識。
16、提高地質災害防治能力。
17、防治地質災害人人有責。
18、以人為本防地災，預防為主保平安。
19、貫徹地質災害防治條例 保護人民生命財產安全。
20、山谷易發泥石流，高陡邊坡易滑坡。
21、暴雨易發地質災害，雨過仍是關鍵時期。
22、泥石流、滑坡、崩塌有前兆，雨天留心要防範。
㈥ 管線工程地質災害危險性綜合分區段評估
依據國土資發〔2004〕69號文件附件《地質災害危險性評估要求》，按照危險性大、危險性中等、危險性小三級進行綜合分區（以代號A、B、C區分），並進一步分為不同地段（以阿拉伯數字1、2、3……區分）。按以上綜合評估原則，甘肅段共劃分出17個不同的危險性區段，其中危險性大的4段，危險性中等的6段，危險性小的7段，詳見圖5-8及表5-31。
（一）危險性大的區段（A）
在切割強烈的黃土丘陵區、黃土梁峁區和中低山區分布有眾多中、小型崩塌、滑坡和泥石流。崩塌和危岩體大多是採石、取土形成；滑坡前緣的工程，都有不同程度的破壞，以老滑坡為主；泥石流溝主要在溝谷狹窄、溝床坡度大、邊坡鬆散物多、植被覆蓋度低的支溝中，危害嚴重、危險性大。黃土丘陵區和黃土梁峁區基本為自重濕陷性黃土分布區，切溝、沖溝、落水洞、黃土柱、黃土橋皆有所發現。
根據地質災害體的分布規律、危害及危險性程度確定出危險性大的有4段，長152.8km，占管線總長的34.3%。分段說明如下：
圖5-8 甘肅段地質災害危險性分區圖
1.蘭州市西固小坪子—蘭州市直溝門段（A1）
位於皋蘭山前三、四級階地及黃土丘陵區，地形起伏較大，多見高邊坡及沖溝、泥石流溝。段內管線長29.0km，占管線總長度的6.5%。主要的地質災害為崩塌、滑坡、泥石流、黃土濕陷和潛蝕。綜合評估危險性大。
2.通渭縣碧玉—秦安縣蓮花城段（A2）
該段屬於黃土壟崗細梁與深溝地段，梁頂狹窄但相對平坦，梁脊長且略有彎曲，坡地中常發育黃土滑坡或黃土—泥岩滑坡，多為老滑坡。梁間溝谷深切，支溝多為泥石流溝。段內管線長44.0km，占管線總長的9.9%。主要的地質災害為滑坡、泥石流、黃土濕陷和潛蝕。綜合評估危險性大。
3.張家川縣龍山鎮—張家川縣趙家溝段（A3）
屬於黃土梁峁及溝谷地段，地形起伏較大，溝谷深切。段內管線長 11.0km，占管線總長的2.5%。主要的地質災害為崩塌、滑坡、泥石流和黃土濕陷、潛蝕。綜合評估危險性大。
4.張家川縣韓家硤—天水市北道支線段（A4）
該段屬於黃土壟崗細梁與深溝地段，梁頂狹窄但相對平坦，梁脊長且略有彎曲，坡地中常發育黃土滑坡或黃土—泥岩滑坡，多為老滑坡。梁間溝谷深切，支溝多為泥石流溝。段內管線長68.8km，占管線總長的15.5%。主要的地質災害為滑坡、泥石流、黃土濕陷和潛蝕。綜合評估危險性大。
（二）危險性中等的區段（B）
在切割較為強烈的黃土丘陵區、黃土梁峁區和中低山區分布有一定程度的中小型滑坡、崩塌和泥石流等地質災害體，危害中等，危險性中等。
根據地質災害體的分布規律、危害及危險性程度確定出危險性中等的6段，合計長135.7km，占總長的30.5%。分段說明如下：
1.蘭州直溝門—榆中縣喬家營（B1）
處於興隆山前，地形起伏較大，屬於中等切割的黃土丘陵區，多見高邊坡及崩塌。區段內管線長16.0km，占管線總長的3.6%。主要的地質災害為崩塌、泥石流、黃土濕陷和潛蝕。綜合評估危險性中等。
2.榆中縣方店子—榆中縣稠泥河（B2）
屬於中等切割的黃土丘陵區，地形起伏較大，多見高邊坡及崩塌。段內管線長13.0km，占管線總長的2.9%。主要的地質災害為崩塌、泥石流、黃土濕陷和潛蝕。綜合評估危險性中等。
3.榆中縣高崖—定西市符川段（B3）
處於宛川河與關川河西支溝分水嶺段，地形起伏較大，屬於中等切割的黃土丘陵區，多見高邊坡及崩塌。段內管線長19.5km，占管線總長的4.4%。主要的地質災害為崩塌、泥石流和黃土濕陷、潛蝕。綜合評估危險性中等。
4.定西市紅土窯—通渭縣碧玉段（B4）
處於關川河東支溝與牛谷河段，地形略有起伏，以河谷平原為主，河谷兩側泥石流及河岸崩塌發育。全長63.5km，占管線總長的14.3%。主要的地質災害為崩塌、滑坡、泥石流和黃土濕陷。綜合評估危險性中等。
5.張家川縣上磨村—張家川縣馬鹿前庄段（B5）
處於關山西部低山丘陵區，出露閃長岩、片麻岩、變質砂岩，上覆薄層黃土，基岩風化破碎十分強烈，地形起伏較大，溝谷切割較深。公路沿線多見崩塌與泥石流溝，地質環境相對脆弱。區內管線長20.5km，占管線總長的4.6%。主要的地質災害為崩塌、泥石流和黃土濕陷。綜合評估危險性中等。
6.張家川縣馬鹿官山溝口—張家川縣老爺廟段（B6）
處於關山林區，馬鹿牧場，植被覆蓋率高。由閃長岩、片麻岩、變質砂岩構成，上覆薄層坡殘積，邊坡處基岩風化破碎十分強烈，地形起伏較大，溝谷深切，官山溝溝口多見採石場崩塌，地質環境脆弱。段內管線長3.2km，占管線總長的0.7%。主要的地質災害為崩塌、洪水沖蝕。綜合評估危險性大。
（三）危險性小的區（C）
在沖洪積平原區、榆中盆地和部分黃土丘陵區分布有一定程度的小型崩塌和泥石流等地質災害體，其危害及危險性小。
根據地質災害體的分布規律、危害及危險性程度確定出危險性小的7段，合計長156.5km，占總長的35.2%。分段說明如下：
1.蘭州市西固首站—蘭州市西固小坪子段（C1）
位於蘭州盆地一—二級階地，地形平坦，段內管線長2.0km，占管線總長的0.4%。主要的地質災害為黃土濕陷，局部可能有地面塌陷。綜合評估危險性小。
2.榆中縣喬家營—榆中縣方店子（C2）
處於榆中盆地，地形平坦開闊，局部略有起伏。段內管線長17.2km，占管線總長的3.9%。主要的地質災害為泥石流和黃土濕陷。綜合評估危險性小。
3.榆中縣稠泥河—榆中縣高崖段（C3）
處於關川河河谷平原，地形平坦開闊，局部略有起伏。段內管線長 16.0km，占管線總長的3.6%。主要的地質災害為泥石流和黃土濕陷。綜合評估危險性小。
4.定西市符川—定西市紅土窯段和定西市景台上—定西市安定區（C4）
該段處於關川河東、西支流河谷平原區，Ⅰ—Ⅱ階地發育，地形平坦開闊。段內管線長59.8km，占管線總長的13.5%。主要的地質災害為泥石流和黃土濕陷。綜合評估危險性小。
5.秦安縣蓮花城—張家川縣龍山鎮段（C5）
位於清水河河谷平原區，Ⅰ階地發育，地形平坦開闊，左岸山坡多見中—大型老滑坡，距管道1～3km。段內管線長48.0km，占管線總長的10.8%。主要的地質災害為泥石流和黃土濕陷。綜合評估危險性小。
6.張家川縣趙家溝—張家川縣上磨村段和張家川縣城關鎮—張家川縣韓家硤支線段（C6）位於後川河河谷平原區，Ⅰ—Ⅱ階地發育，地形較為平坦。段內管線長8.5km，占管線總長的1.9%。主要的地質災害為泥石流和黃土濕陷。綜合評估危險性小。
7.張家川縣馬鹿前庄—張家川縣官山溝溝口段（C7）
屬於關山山間盆地，Ⅰ階地發育，地形相對平坦開闊。段內管線長5.0km，占管線總長的1.1%。主要的地質災害為洪水沖蝕和黃土濕陷。綜合評估危險性小。
㈦ 地質災害防治措施與防治原則
一、地質災害防治途徑與基本方法
如前所述，地質災害的形成必須具備災害體和受災體。這兩方面條件決定了成災程度。因此，防治地質災害的基本途徑主要有兩方面：第一，限制災害源，消除或消弱災害體活動能量，解除或緩解災害活動威脅；第二，對受災體採取防避保護措施，使其免受災害破壞，或增強受災體對災害的抵禦能力。
防治地質災害的具體方法主要包括：
保護和治理區域地質自然環境，消弱災害活動的基礎條件。其基本措施是根據區域條件，科學地進行資源開發和工程建設活動，特別注意合理利用土地資源、水資源、生物資源，避免過度開發。在廣大山區應廣泛植樹造林，治山治水，宜農則農，宜牧則牧，宜林則林，涵養水土，防治水土流失。在城鎮和沿海地區，尤其注意合理開發利用地下水資源，量入為出，保持地下水動態平衡，防止地下水環境惡化，預防地面沉陷和海水入侵等活動。
加強地質災害勘查。弄清地質災害的分布情況與形成條件。合理制定城鎮規劃，選擇工程建設場地，盡可能避開地質災害危害區；對於必須在地質災害危險區實施的工程建設，制定防災規劃，實施預防措施。
對重要受災體實施專門性防治工程。為了保護城鎮、企業和鐵路、公路、橋梁、房屋等工程建設安全，應專門實施不同的防護工程、加固工程等。對不同防災工程措施不一，將在下面進行專門論述。
加強災害監測，有效地進行災害預測預報。應根據需要及時疏散人口、財產、或採取其它措施，最大限度地減少災害損失。
二、地質災害防治措施
雖然各種地質災害的防治途徑基本相同，但具體措施不一。所以，無論是哪種地質災害，都必須首先進行深入細致的勘查工作，以查清災害體范圍、性質、活動條件和受災體類型、分布情況等。在勘查的基礎上選擇防治措施，並合理地設計工程規模，取得充分的減災效果。
（一）崩塌（危岩）災害防治措施
1.清除危岩
對規模小、危險程度高的危岩體可採用靜態爆破或手工方法予以清除，消滅隱患。
2.部分削坡
對於規模較大的危岩體，難以全部清除其隱患。但可以在危岩體上部清除部分岩土體，降低臨空面的高度，減小斜坡坡度和上部荷載，提高斜坡穩定性，從而降低危岩的危險程度或減少其它防治工程的工程量。
3.排水防滲
在危岩體及其周圍地帶，應修建地面排水系統和堵塞裂隙孔洞，以防治過量地表水進入危岩斜坡，從而提高危岩穩定程度，減少崩塌機會。
4.加固斜坡、改善危岩岩土結構，提高斜坡穩定程度
所採取的措施，其具體內容有：①灌漿加固，以增強岩體完整性，提高岩體強度。②採用支撐墩、支撐柱、支撐牆等支撐措施保護斜坡，防止坍落。③採用預應力錨桿或錨索等錨固措施加固危岩體，防止崩落。④軟基加固，即在危岩或陡崖底部發育有泥岩等軟弱岩層時，採用噴漿護壁等方法保護軟基，防止強烈的風化作用和水體浸泡。如在軟基發育部位已形成風化凹腔，應根據規模、形態，採用嵌補、支撐、噴漿護壁等方法保護加固；如凹腔內積水，應進行疏干，並採取措施防止繼續浸水。
5.攔截
對於在雨季才發生活動的墜石、剝落或小型崩塌活動，可在岩石崩落滾動途中修建落石平台、落石槽、擋石牆等，以攔截落石，防止破壞建築設施。
6.遮擋
為了防止小型崩塌對鐵路等工程設施的破壞，可修建明硐、棚硐等對工程設施進行保護。
7.加強監測預報
（1）危岩體形變監測主要手段包括：通過地面觀察、形變測量、地傾斜測量、綜合自動監測等方法從外部監測危岩體位移、裂縫變形、地面傾斜等現象；採用鑽孔傾斜測量、電測、聲發射監測、地應力測量等方法從內部監測危岩體深部變形位移及應力變化情況。
（2）激發崩塌活動要素監測主要包括雨量監測、水文動態監測、地下水動態監測、地溫場監測、地震監測等。
（3）綜合分析與預測預報基本方法是分析斜坡穩定程度，建立危岩變形數值模型，確定崩塌活動的臨界值。在條件允許時，應建立預警系統，進行有效的災害預報。
8.躲避搬遷對於威脅嚴重，防治困難的建築設施，應選址搬遷，避免受害。
（二）滑坡災害防治措施
1.消除或減輕地表水、地下水對滑坡的誘發作用
（1）修建排水溝，攔截地表水，減少進入滑坡體的地表水量，並及時將滑坡體發育范圍內的地表水排走，減輕地表水對斜坡的破壞。
（2）修建截水盲溝和支撐盲溝、開挖滲井或截水盲洞、敷設排水滲管、實施排水鑽孔等，以攔截疏導地下水，減輕地下水對斜坡的破壞。
2.改善斜坡狀況，增加滑坡平衡穩定條件
（1）在滑坡體上部削坡減重，在坡腳加填，改變斜坡外形，降低斜坡重心，提高滑坡穩定程度。
（2）修建抗滑垛、抗滑柱、抗滑牆、抗滑洞等支擋工程，阻止滑坡體滑動，提高斜坡穩定程度。
（3）實施錨固工程，「加固」滑坡，提高斜坡穩定程度。
（4）採用焙燒法、電滲排水法、灌漿法等物理方法或化學方法，改善滑坡體岩土性質，提高軟弱岩土層強度，提高斜坡穩定程度。
3.加強監測預報
（1）滑坡體形變監測通過地面觀察、形變測量、地傾斜測量、綜合自動監測等方法監測裂縫變形、滑坡體水平位移、垂直形變以及滑坡體上樹木、房屋等工程設施形變等情況。採用傾斜儀測量、短基線測量、地應力測量等監測滑坡體內部形變位移情況。
（2）激發滑坡活動的外界要素監測主要包括降水監測、水文動態監測、地下水動態監測、地震監測等。
（3）綜合分析與預測預報方法與崩塌預測預報基本相同。
4.躲避搬遷
對於威脅嚴重，防治困難的工程建築，應選址搬遷，避免災害破壞。
（三）泥石流災害防治措施
1.實施生物措施，保護水土，消弱泥石流活動的基本條件
基本方法是保護森林植被。禁止濫砍亂伐，合理耕牧，並且有計劃地植樹種草，以提高森林覆蓋率和植被覆蓋率，抑制水土流失，減緩泥石流活動。
2.實施工程措施，限制泥石流活動，保護耕地與工程設施
（1）攔擋工程修建谷坊、攔砂壩、格柵壩等，蓄水攔砂，減小泥石流流速、容重、規模，抬高局部溝段侵蝕基準，護床固坡，降低泥石流沖刷破壞能力，減輕溝床侵蝕。
（2）排導工程修建導流堤、急流槽、束流堤等，引水輸砂，規范泥石流路徑，防止漫流，降低泥石流流速，削弱泥石流沖擊破壞能力。
（3）停淤工程根據泥石流發育地區地形條件，修建停淤場，將泥石流引入預定場所減速停淤，防止漫流。
（4）溝道整治工程採用固床砂壩、水泥砂漿砌石、石籠等方法保護泥石流溝坡，防止岸坡坍塌、滑移；在溝底進行鋪砌或修建肋板穩固溝底，減少溝底沖刷。
（5）防護工程與錯避工程對泥石流地區的鐵路、公路、橋梁、隧道、房屋等工程設施，進行防護或錯避，抵禦或避開泥石流的危害。防護工程包括修建護坡、擋牆、順壩、丁壩等。錯避工程主要包括跨越式錯避、穿過式錯避等。跨越式錯避是指修建橋梁，使工程設施凌架於泥石流溝上空，免受泥石流破壞。穿過式錯避則是將工程設施置於泥石流溝地下，避開泥石流破壞。
3.監測預報
除利用遙感技術，結合氣象資料分析，進行區域泥石流活動中長期預報外，主要是利用降雨預測進行泥石流活動的短期預報和臨災警報。此外，還可利用泥石流遙測地聲警報器、泥石流超聲波泥位警報器、地震式泥石流警報器等儀器直接監測泥石流活動，並進行短期預報和臨災警報。
4.躲避搬遷
對於威脅嚴重，難以防護的工程建築，應選址搬遷，避免災害破壞。
（四）岩溶塌陷災害防治措施
1.控水措施
（1）地表水防水措施在塌陷區周圍修建排水溝，防止地表水進入塌陷區，減少向地下的滲入量。在地勢低窪、洪水嚴重的防治區圍堤築壩，防止洪水入侵灌入塌陷洞或岩溶孔洞。對塌陷區內嚴重淤塞的河道進行清理疏通，加速泄流，減少對岩溶水的滲漏補給。對嚴重漏水的河溪、庫塘，鋪底防漏或人工改道，減少地表水倒灌。對嚴重灌水的塌陷洞隙採用粘土或水泥灌注填實，減少地表水入滲倒灌。採用混凝土、氯丁橡膠、玻璃纖維塗料等封閉地面，增強地表土層強度，防止地表水沖刷入滲。
（2）地下水控水措施根據水資源條件規劃地下水開采層位、開采強度、開采時間，合理開采地下水。必要時進行人工回灌，控制地下水動態，限制地下水位的頻繁升降，並使動水位最低水位不低於基岩面，保持岩溶水承壓狀態。在地下水主要逕流帶修建堵水帷幕，減少區域地下水補給，促使外圍地下水位升高，防止塌陷向外圍地帶擴展。在礦區井下修建防水閘門，建立有效的排水系統，對水量較大的突水點進行注漿封閉，控制礦井突水、突泥，避免礦區地下水大排大放，防止地下水位和岩溶水壓力的大起大落，控制地面塌陷活動。
2.加固措施
（1）挖填當孔洞規模和埋藏深度較小時，可清除岩溶上部覆蓋層中的軟弱土層和洞穴中的軟弱充填物，回填碎石或混凝土，改善建築場地條件，提高地基強度。
（2）強夯在土體厚度較小，地形平坦情況下，採用強夯砸實覆蓋層，破壞土洞，提高土層強度。
（3）灌注填充在溶洞埋藏較深時，通過鑽孔灌注水泥砂漿，填充岩溶孔洞，提高強度。
（4）鑽孔充氣鑽孔深入到基岩面下溶蝕裂隙或溶洞的適當深度，破壞真空腔的岩溶封閉條件，減少發生塌陷的機會。
（5）採用錨固柱、柵欄柱，支撐建築物，防止洞穴坍塌。
（6）跨蓋採用梁式基礎、拱形結構，或以剛性大的平板基礎跨越、敷蓋溶洞，避免塌陷危害。
3.監測預測
目前對岩溶塌陷還沒有建立有效的預報方法，只能根據專門地質調查，查明岩溶分布情況和岩溶塌陷的活動規律，結合淺層地質雷達探測和地下水動態監測、水文動態監測、氣象預報等方法，進行一般性預測。
（五）地裂縫災害防治措施
1.控制人為因素對地裂縫活動的強化作用
主要是合理開采地下水，限制地下水位大幅度下降，從而控制地面沉降活動，防止地面沉降對地裂縫的促進活動。其次是在礦區井下開采時，根據實際情況，控制開采范圍，增多、增大預留保安柱，防止礦井坍塌誘發地裂縫。
2.建築設施避災、防災措施
（1）查明地裂縫發育帶及潛在危害區，據以作好城鎮發展規劃和場地工程地質勘查，合理規劃工程建築物布局，使工程設施盡可能避開地裂縫危險帶，特別是嚴格限制永久性建築設施橫跨地裂縫，一般避讓寬度不少於4～10m。
（2）對於已建在地裂縫危害帶內的工程設施，應根據具體情況採取加固措施進行加固。對於必須建在地裂縫危害帶內的新的工程設施，應實施設防措施。如跨越地裂縫的地下管道工程，可採用外廊道隔離、內懸支座或內支座式管道活動軟接頭連結措施預防地裂縫的破壞。對於已受地裂縫嚴重破壞的工程設施，進行局部拆除或全部拆除，防止對整體建築或相鄰建築造成更大規模破壞。
3.監測預測措施
通過地面勘查、地形變測量、斷層位移測量以及音頻大地電場測量、高分辨縱波反射測量等方法監測地裂縫活動發展情況，預測預報地裂縫發展方向、速率及可能危害范圍。
（六）地面沉降災害防治措施
1.控制人為活動對地面沉降的促進作用
（1）根據水資源條件，限制地下水開采量，防止地下水水位大幅度持續下降，控制地下水降落漏斗規模。
（2）根據地下水資源的分布情況，合理選擇開采區，調整開采層和開采時間，避免開采地區、層位、時間過分集中。
（3）人工回灌地下水，補充地下水水量，提高地下水水位。
2.防護措施
地面沉降除有時會引起工程建築不均勻沉降外，主要是因沉降區地面標高降低，導致積洪滯澇，海水擴侵等次生災害。次生災害可造成十分嚴重的破壞損失。針對這些次生災害，採取的主要防護措施是修建或加高、加固防洪堤、防潮堤、防洪閘、防潮閘以及疏導河道，興建排洪排澇工程等。
3.監測預測
基本方法是設置分層標、基岩標、孔隙水壓力標、水準點、水動態監測網、水文觀測點、海平面觀測點等。定期進行水準測量；進行地下水開采量、地下水位、地下水壓力、地下水水質監測及回灌監測；進行河流水位、流量監測；進行潮汐及海平面變化監測等。根據地面沉降活動條件和發展趨勢，預測地面沉降速度、幅度、范圍及可能危害。
（七）海水入侵災害防治措施
1.控制人為活動對海水入侵活動的促進作用
（1）限制地下水開采量，防止地下水水位持續下降。使地下水位保持在海平面或地下鹹水水位以上，並具有一定的水頭壓力。使其能維持濱海地區地下水與海水動力平衡，扼制海水入侵。
（2）利用回灌井、回灌廊道等實行人工回灌，補充地下水，提高濱海地區地下水水位。
（3）在發生海水入侵或容易誘發海水入侵的濱海地帶，禁止挖砂，保護海岸，防治海岸侵蝕，削弱海水沿河上溯活動。規范曬鹽、海產養殖，防止人為將大量海水抽引到陸地，減少海水補給源。
2.限制海水入侵的工程措施
（1）修建防潮閘，抑制海水沿河上溯活動。
（2）建造隔水牆或防滲圍幕，阻斷海水入侵通道，扼止海水擴侵。
3.監測預測
主要監測手段是建立地下水動態監測網，進行水位、水化學監測，必要時輔以海水水文動態監測。根據海水入侵活動機制和歷史海水入侵規律，預測海水入侵速率、規模、危害范圍。
（八）膨脹土脹縮災害防治措施
主要包括避災措施和防災、治災措施。
在進行城鎮規劃和建築工程選址時，要進行充分的地質勘查，查明工程地質條件，弄清膨脹土的分布范圍、發育厚度、埋藏深度以及膨脹土的物理力學性質；在此基礎上合理規劃建築布局，使容易受害的建築工程盡可能避開膨脹土發育區。在膨脹土分布面積比較大，難以選擇非膨脹土工程場地時，盡可能選擇地形簡單、膨脹土脹縮性相對較弱、厚度較小而且地下水水位變化較小、容易排水，而且沒有淺層滑坡和地裂縫的地段進行工程建築，最大限度地減少膨脹土的危害。
在膨脹土發育區進行工程建築時，應避免大挖大填，加寬建築物四周散水，設置圈樑，敷設砂墊。鐵路、公路施工避免深長路塹，多填少挖，路堤底部墊砂，路塹設置擋土牆，邊坡植草鋪砂。水利工程要快速施工，合理堆放棄土；必要時設置抗滑樁、擋土牆；渠道要合理選擇渠坡坡角；穿過壠崗時使用涵管、隧洞。工程設施附近要修建排水設施，避免降雨、地表水、城鎮廢水等大量滲入地下。同時要合理開采地下水，保持地下水位相對穩定，避免地下水位大幅度地頻繁升降，防止膨脹土反復脹縮。
對於已受膨脹土破壞的工程設施則視具體情況，採用加固、拆除重建等措施進行治理。
綜合上述8種地質災害的防治措施，基本可分為4個方面，即：削弱災害活動強度措施；受災體防護措施；監測預報措施；避災措施。不同災害的具體方法不同（表8-1）。
三、地質災害防治基本原則
地質災害防治的根本目標是取得最充分的減災效果。然而要實現這個目的，必須遵照下列原則科學地規劃、設計、實施防治工程。
（一）預防為主的原則
地質災害雖然是一種不可避免和無法准確預測的自然現象。隨著人類科學技術水平及社會生產力水平的不斷發展，人類對地質災害的認識水平逐漸提高，因此，在災害面前擁有了越來越大的自主能力。這主要表現在兩個方面：第一，在一定程度上可以減少災害發生機會，削弱災害活動強度；特別是對於那些主要因人為活動控制的地質災害，可以通過調整人類活動基本扼制災害的發展，防止或減少災害的破壞損失。例如，可以通過人工改變斜坡形態、負荷，減少地表水入滲，加固斜坡等方法增強斜坡穩定程度，減少發生崩塌、滑坡發生的可能；可以通過限制地下水開采量，調整地下水開采層等方法，控制地下水水位，預防和限制地面沉降、海水入侵的發生與發展。第二，有效地進行災害預測預報，及時避災。在地面塌陷、地裂縫和膨脹土發育地區，盡可能使工程設施避開高危險區。對於崩塌、滑坡、泥石流等突發性災害可進行綜合監測，根據災害發生的危險程度，及時疏散人口、財產，減少災害損失。實踐證明，適時採取預防措施是防止災害破壞，減少災害損失的最有效途徑。
（二）防災減災的相對性、持續性原則
盡管人類對地質災害的防治手段越來越豐富，防治技術越來越高超，但要想制止地質災害的發生，或者是完全預測預報地質災害，徹底防治地質災害是不可能的；無論是現在，還是將來，對地質災害的防治效果永遠也不會達到百分之百。因此，任何時候人類所進行的防治工作都是相對的。基於這種現實，地質災害的防治是一項長期的、艱巨的任務。為了促進社會經濟的健康發展，地質災害防治要長期持續地進行下去，在不同社會經濟發展階段，力求取得與之相應的減災效果。
表8-1地質災害主要防治措施
（三）全面規劃與重點防治相結合的原則
地質災害防治除了具有長期性特點外，還具有廣泛性特點。因此，要取得充分的減災效果，首先要做好防治規劃，根據不同地區地質災害發育情況和不同時期社會經濟發展需要，提出地質災害防治目標、防治對策與措施，從總體上指導地質災害防治工作。
由於我國是一個發展中國家，目前科學技術水平和社會財力還都不高，因此，不可能對所有地質災害進行全方位的徹底防治。在這種情況下，只能在全國和地區災害防治規劃指導下，一方面加強區域環境保護與治理，改善地質自然環境，削除或削弱地質災害活動的背景條件；另一方面選擇受地質災害威脅強烈，破壞損失嚴重的城鎮、交通干線、重要企業等實施重點防治，使有限的資金發揮最大的減災效果，真正做到「好鋼用在刀刃上」。
（四）防治地質災害與其它社會經濟活動相結合的原則
實踐證明，地質災害防治工作常常並不是孤立進行的，它與其它社會經濟活動具有不同程度的聯系。因此，把防治地質災害措施與其它環境治理結合起來，並且把地質災害防治納入國家和地區社會經濟規劃，可以取得充分的效果。
首先，從宏觀上看，地質災害防治與土地資源開發、水資源開發、礦產資源開發、植被資源開發以及城鎮建設、交通建設等具有直接關系。因此，地質災害防治應該與這些活動有機地結合起來：一方面在這些活動中積極主動地進行相應地質災害的防治工作；另一方面地質災害的有效防治將促進這些活動的正常進行，二者取得相互促進的效果。另外，地質災害防治不僅是中央政府的責任，而且是一種廣泛的社會行為。因此，隨著國家改革開放的深入和市場經濟的發展，地方政府、企業以及個人在發展經濟活動中，為了免受災害損失，取得效益和利潤，就應該將所涉及的地質災害防治工作納入經濟活動之中，在市場經濟利益驅使下開展防治工作。
（五）防治工程最優化原則
地質災害防治工程一般需要比較巨大的投入。它所防治的對象是復雜的自然現象，所以地質災害防治工程既是復雜的技術工作，又是復雜的經濟工作。無論是哪個部門實施哪種防治工程都需要本著最優化原則審慎對待。最優化原則的核心就是實現科學性、可操作性與最小風險、最大效益的有機結合。
1.科學性
其科學性主要體現在：防治工程類型選擇要有充分依據，符合地質災害的減災特點或受災體的防護需要；防治工程設計要有針對性，符合國家有關標准和規范要求。
2.可操作性
其可操作性主要體現在：在目前技術水平條件下能順利實施；在人力、物力、財力方面有充分保障；現場環境沒有嚴重障礙。
3.最小風險
地質災害防治工程是在對災害評價基礎上實施的。由於對災害破壞損失認識的不徹底性，所以防治工程具有一定的風險。其主要表現在：防治工程不完全符合地質災害成災特點和受災體防護需要；設防標准不完全符合災害活動概率和成災規模，因而導致防治工程部分失效、完全失效或者超標准運行；防治工程不符合施工標准，達不到預期功能或達不到使用年限。基於這種性質，在設計、實施防治工程時，要力求將風險程度降到最低程度。
4.最大效益
其主要表現是以盡可能少的人力、物力、財力和時間投入，取得最大、最長效的經濟效益和社會效益、環境效益。
㈧ 忠—武管道張家溝危岩治理工程
8.4.1張家溝危岩基本特徵
張家溝危岩（群）位於重慶市石柱縣黃水鎮張家溝左側斜坡，管道里程047+603～047+826。地理坐標：北緯30°05′10.9″、東經108°25′43.3″，高程（溝底）1325～1340m。川漢公路（省道）從張家溝左側通過，交通便利。
石柱縣屬於雲貴高原東北的延伸部分，為巫山大婁山中山區，齊耀山、方斗山近平行排列縱貫全境。地勢東南高、西北低，呈起伏狀下降。黃水鎮大風堡海拔高1934.1 m，西沱鎮陶家壩海拔僅119m。境內以中山、低山為主，兼有山原、丘陵，危岩所在地海拔高程1324～1400m。區內出露地層主要為侏羅系中統上沙溪廟組（J2s）砂岩夾泥質粉砂岩，砂岩呈中厚層狀，泥質粉砂岩呈中薄層狀。岩層產狀近水平，張家溝測得岩層產狀為55°∠4°
危岩（群）發育在侏羅系中統上沙溪廟組（J2s）長石石英砂岩地層中，危岩所在的張家溝溝底高程1325～1340m，危岩所在高程1340～1400m，臨空高度20～75m。在順管道約200m范圍段，共發現6個危岩體，自上游往下游依次編號為A、B、C、D、E、F（圖8-7），危岩體之間相距10～40m。單個危岩體積300～2300m3。
8.4.1.1危岩地形地貌特徵
張家溝自西向東流，旱季（調查期間）流量約5l/s，溝底寬度一般在10～30m。危岩發育在張家溝的左側斜坡，處於張家溝向南彎拐的突出斜坡部位。斜坡坡度40°～60°，局部陡崖（危岩）部位近直立。根據陡崖（危岩）分布高程，可分出兩級，下一級基腳部位高程1350～360m，臨空高度（距管道高度）20～30m左右，分布有A、C、D、E等4個危岩體；上一級1380～1400m，臨空高度（臨下級危岩頂部高度）也為20～30m左右，分布有B、F等2個危岩體。兩級危岩陡崖之間有10～30m寬窄不等的緩坡過渡帶。
8.4.1.2危岩空間形態結構
根據現場地質調查測繪資料，繪出各個危岩體的剖面如圖8-8～圖8-12。這些危岩體的一些基本特點是：後緣拉裂張開，正面上懸下凹。後緣拉張裂縫寬數厘米至數十厘米，一般都是上寬下窄。前緣臨空面，由於岩層的差異風化和剝蝕，危岩體下部均出現不同程度的內凹岩腔，使得危岩上部岩體懸空。外傾的拉張裂縫與內凹的岩腔聯合控制下，使得危岩體呈現「頭重腳輕」的不穩定狀態（照片8-19～照片8-23）。
圖8-7 張家溝危岩（群）平面分布示意圖
各危岩體規模特徵列於表8-4。
表8-4 各危岩體規模特徵
危岩體發育在侏羅系中統上沙溪廟組（J2s）細粒長石石英砂岩，岩性堅硬，產狀平緩，層理傾角在10°以內。堅硬的近水平產出的岩體，易於形成高陡的斜坡，從而有利於危岩體的孕育。
岩層中發育節理，節理主要兩組，一組傾向南東、傾角中等到陡傾（120～130°∠60～70°）；另一組傾向南西、傾角中等到陡傾（210～220°∠60～70°）。由於張家溝在此段由南東流轉向北東流，使得拐點上游與下游左岸斜坡分別與其中一組節理平行，從而節理成為危岩體的控制結構面。
促使危岩體形成的另一個因素是卸荷作用。新構造運動以來渝東—鄂西地區強烈隆升、河流快速下切，陡峻的山坡中卸荷作用強烈。順坡向的節理在卸荷作用下易於張開。兩組節理分別平行和垂直於邊坡臨空面。
圖8-8 A危岩體剖面圖
照片8-19 A危岩體後側裂縫
圖8-9 B危岩剖面圖照片
照片8-20 B危岩體仰視
圖8-10 C危岩剖面圖
照片8-21 C危岩後側裂縫
圖8-11 D危岩剖面圖
照片8-22 D危岩及後側裂縫
圖8-12 E危岩剖面圖
照片8-23 E危岩體及後側
8.4.1.3岩石物理力學特徵
危岩體所在地層為侏羅系中統上沙溪廟組（J2s）厚層－塊層狀砂岩，基岩較完整，表層岩石中等到弱風化。採取了一些岩塊及結構面樣品，試驗結果見表8-5，結構面抗剪強度參數見表8-6。根據試驗參數及類比相似地質條件的岩體物理力學性質，給出張家溝危岩岩體的物理力學建議參數（表8-7）。
表8-5 危岩岩塊物理力學試驗成果
表8-6 危岩結構面抗剪強度檢驗成果
表8-7 張家溝危岩岩土物理力學參數建議值
8.4.2危岩穩定性分析
8.4.2.1危岩變形宏觀分析
張家溝危岩群各個危岩體後側均不同程度的發育拉張裂縫，縫最寬處近1m；各個危岩體兩側均見到裂縫，它們很可能是相互貫通的；裂縫切割深度大，接近基腳部位。從正面看，危岩體中下部內凹，上部突出。從空間上看，危岩體幾乎是「站立」在陡坡上，且「頭重腳輕」，所以，危岩體呈不穩定狀態。
相鄰兩危岩體之間地形上呈一缺口，此缺口是老危岩體崩塌後留下的，一些部位還可觀察到危岩崩塌後岩壁上留下的滑動擦痕。
影響危岩體穩定的因素包括降雨、風化剝蝕及地震動。降雨、特別是特大暴雨時，危岩後側裂縫可能積水，形成靜水壓力，給危岩體增加了側向的推力；由於存在差異風化剝蝕，危岩體下部均出現了岩腔，在進一步風化的條件下，支撐力降低，最終導致危岩崩塌；當遇到地震動如地震時，震動力可能導致危岩崩塌。
8.4.2.2危岩穩定性計算分析
危岩後部裂縫張開，按危岩順底部滑面滑動，即單平面滑動計算其穩定性。假定滑動面的強度服從庫侖－莫爾判據。
由於該地區地震基本烈度為Ⅵ度，故而不將地震因素列入考慮范疇。
張家溝危岩體經過計算，得出穩定性系數η＝1.17，處於臨界～欠穩定狀態，存在潛在危險。而危岩體下方正是忠縣—武漢輸氣干線，一旦發生危岩體的破壞，將直接威脅整個忠縣—武漢輸氣管道線。
8.4.3危岩危害性評價
8.4.3.1計算方法
根據根據運動學原理，在各種邊坡坡面條件下，落石會產生不同運動狀態。
1）墜落
當塊體在陡峭邊坡下落，在自重作用下，基本不受阻擋時，會產生自由落體運動。落石速度為：
山區油氣管道地質災害防治研究
式中：v為塊體崩落速度（m/s）;
g為重力加速度（9.8m/s）;
H為崩落點至計算點高度（m）。
2）滑動
當塊體的自重下滑分力大於摩擦力時，即mgsinα＞T時，塊體將發生向下的滑動。根據功能原理，落石速度為
山區油氣管道地質災害防治研究
式中：v0為塊體滑動運動初速度（m/s）;
H為滑動點至計算點垂直高度（m）;
f為滑動摩擦系數；
α為坡角。
3）滾動
塊體在初速度和加速度的作用下，會發生滾動理想的剛體運動學中，滾動不考慮接觸面的彈塑性變形，而在實際的工程中往往要考慮彈塑性問題，邊坡坡面會在接觸點處產生彈塑性變形，從而阻礙塊體的運動.考慮彈塑性變形時，根據機械能守恆定律，得塊體的速度：
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式中：r為塊體慣性半徑（m）;
a為球體或柱體的半徑（m）;
k為滑動摩阻系數（m）;
h為滑動開始點至計算點的垂直距離（m）。
4）彈跳
彈跳時，塊體做斜拋運動，由運動學基本原理，塊體做斜拋運動時的速度為：
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式中：v0為落石的初速度（m/s）;
vx為任一時間沿x方向的速度分量（m/s）;
vy為任一時間沿y方向的速度分量（m/s）；
β為初速度方向與斜坡坡面的夾角；
t為碰撞發生開始至計算點的時間（s）。
發生碰撞前的運動軌跡方程為：
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式中：x為沿x方向的位移分量（s）;
y為沿y方向的位移分量（s）。
在下一次碰撞發生前的瞬間塊體速度為：
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根據牛頓的碰撞理論，下一次碰撞開始後，由於碰撞中產生的動能損失，需要將初速度乘以恢復系數。在落石計算中，恢復系數可以根據現場推石試驗或者由崩塌遺跡的岩塊位置利用上述公式，經過多次試算得到，則碰撞結束後的初始速度為：
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式中：Rt為切向恢復系數；
Rn為法向恢復系數。
5）動能的計算
計算速度的最終目的是通過動能公式計算能量，以便選取防護措施，動能的計算公式為：
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式中：v為塊體速度（m/s）;
m為塊體質量（kg）;
E為塊體動能（k J）。
8.4.3.2計算結果
1）A危岩
A危岩相對位置低，危岩墜落時初速度為0，計算得危岩的運動路徑、運動過程中速度變化及能量變化的結果分別如圖8-13、圖8-14、圖8-15所示。
A危岩重4378.5t，危岩在斜坡下部覆蓋層處停止，由4m/s驟減至0，需在覆蓋層處消耗0.5×105KJ的能量，能量巨大，足以把覆蓋層連同管道一起推走。一旦危岩墜落，必然摧毀管道。
圖8-13 A危岩運動路徑
2）B危岩
B危岩相對位置較高，計算得危岩的運動路徑、運動過程中速度變化及能量變化的結果分別如圖8-16、圖8-17、圖8-18所示。
B危岩墜落後直接砸中管道的概率約40%，此時速度近25m/s，總動能近4.5×105KJ。危岩墜落，有可能摧毀管道。
3）C危岩
計算得C危岩崩塌後的運動路徑、運動過程中速度變化及能量變化的結果分別如圖8-19、圖8-20、圖8-21所示。
C危岩墜落後在斜坡下覆蓋層界線上有一個落地點，此時速度近13m/s，總動能近9×105KJ。一旦危岩墜落，必然摧毀管道。
4）D危岩
計算得D危岩崩塌後的運動路徑、運動過程中速度變化及能量變化的結果分別如圖8-22、圖8-23、圖8-24所示。
從危岩可能運動路徑分析，D危岩墜落後都會在管道附近（距管道5m以內）有落地點，此時速度近14m/s，總動能近3.5×105KJ。一旦危岩墜落，必然摧毀管道。
5）E危岩
圖8-14 A危岩動能變化曲線
圖8-15 A危岩速度變化曲線
計算得E危岩崩塌後的運動路徑、運動過程中速度變化及能量變化的結果分別如圖8-25、圖8-26、圖8-27所示。
從危岩可能運動路徑分析，E危岩墜落後都會在管道附近（距管道5m以內）有落地點，此時速度近9m/s，總動能近2×105KJ。一旦危岩墜落，必然摧毀管道。
6）F危岩
圖8-16 B危岩運動路徑
圖8-17 B危岩動能變化曲線
計算得C危岩崩塌後的運動路徑、運動過程中速度變化及能量變化的結果分別如圖8-28、圖8-29、圖8-30所示。
從危岩可能運動路徑分析，F危岩墜落後都會在管道附近（距管道5m以內）有落地點，此時速度近18m/s，總動能近2×105KJ。一旦危岩墜落，必然摧毀管道。
圖8-18 B危岩平均速度變化曲線
圖8-19 C危岩運動路徑
8.4.4治理方案
張家溝地質環境條件差，危岩集中，在本次勘察的200餘米長地段，共發現了6個危岩體，單個危岩體體積小者300餘立方米，大者2000立方米以上。危岩體後緣裂縫寬大，前側下部存在岩腔，呈三面臨空狀態。進一步剝蝕風化或遇強降雨、地震等條件下，危岩體有失穩的可能。歷史上有崩塌留下的痕跡，溝中有崩塌留下的巨型塊石。管道敷設在斜坡坡腳，上距危岩30～50m。若危岩崩塌滑落，勢必會摧毀管道，從而對管道安全構成嚴重威脅。所以，對危岩進行治理非常有必要。
圖8-20 C危岩動能變化曲線
圖8-21 C危岩平均速度變化曲線
治理的總體思路是：①對危岩體逐一進行加固，防治其崩塌；②對管道進行保護，遇危岩崩塌時不致破壞管道。針對這兩條治理思路，提出兩種治理方案：
一是對各個危岩體設置支撐柱＋錨桿。岩腔部位設置鋼筋混凝土支撐柱，通過錨桿將支撐柱與危岩體聯結，錨桿穿過危岩後側控制結構面進入穩定岩體一定深度，使支撐柱、危岩體及基岩成為一個整體，達到防治危岩崩塌滑落的目的。
圖8-22 D危岩運動路徑
圖8-23 D危岩動能變化曲線
二是管道上設置鋼筋混凝土拱架。拱架的作用相當於蓋板，但能承受的沖擊力更強，因為危岩體規模大、勢能大，崩塌岩塊到達管道附近時會有很大沖擊力。
在具體實施中採用了二者結合的治理方案，即：在上部採用錨索錨固的方法將即將下墜的、規模較大的岩體或塊石進行固定，防止崩塌；下部的管道採用拱形結構梁加覆蓋的方法進行防護，保障了管道的安全。
竣工見照片8-24、照片8-25。
圖8-24 D危岩平均速度變化曲線
圖8-25 E危岩運動路徑
㈨ 油氣管道沿線地質災害危險性分段與預測
油氣管道沿線地質災害危險性分段及危險度預測是通過對各段災害發育條件的比較分析，確定不同因素對災害發生的作用，運用區域地質災害危險性評價的理論和方法，確定管道各種地質災害的危險度。
4.2.1危險性分段與危險度預測依據
（1）查明管道沿線與災害發育相關的環境條件；
（2）災害的分布規律、規模與成因類型；
（3）管道沿線災害發生的原因，相似管道段的分布；
（4）掌握管道沿線發生災害的主要誘發因素及其出現規律及原因。
4.2.2評價因子與評價指標
管道沿線地質災害危險性分段與預測評價因子有：災害發生的基本環境條件——主控因子（Si）、影響管道災害的誘發因素——次要因子（Bi）、管道已發生災害——現狀因子（Gi）等三類，並從各類因素中選取對災害起控製作用的條件作為預測評價的主要因子（圖4-5）。
圖4-5 管道分段危險度預測框圖
評價因子指標的確定內容較多，下面僅將各類因素中的典型因子指標確定進行介紹。
4.2.2.1主控因子評價指標（Si）
（1）管道所處斜坡坡度（S1）:25°～45°產生的災害最多（表4-4）。
表4-4 管道所處斜坡坡度判別因子（S1）
（2）斜坡坡形及變形（S2）：斜坡坡形及變形判別因子評價指標見表4-5。
（3）管道所在斜坡岩性（S3）：管道所在坡體岩性評價指標見表4-6。
表4-5 斜坡坡形及變形判別因子（S2）
表4-6 斜坡岩性判別因子（S3）
（4）斜坡結構（S4）：斜坡中的結構面是產生斜坡不穩定的基礎因素，結構面的產狀和不同結構面的組合控制了災害的發生（表4-7）。
4.2.2.2次要因子評價指標（Bi）
地質災害發生的常見誘發因素主要有降雨量、地震、人為活動。其中降雨量是誘發災害發生的主要因素。
（1）降雨誘發災害的判別因子（B1）評價指標（表4-8）。
（2）斜坡地下水動態變化判別因子（B5）評價指標（表4-9）。
地震危險判別因子常考慮的因素。與斜坡破壞有關的地震參數是：地震烈度、加速度、地震周期、地震歷時、最大震中距。目前使用較廣的判別指標僅為地震烈度。
表4-7 斜坡結構面判別因子（S4）
表4-8 降雨量判別因子（B1）
表4-9 坡體地下水動態變化判別因子（B5）
4.2.2.3管道沿線災害發育現狀判別因子指標（Gi）
管道沿線災害發育現狀判別因子（表4-10）包括已發生的災害分布數量、已發生的災害規模，已發生災害的危害程度。管道已發生災害是預測危險度的依據之一。
表4-10 管道沿線災害發育現狀判別因子（Gi）
4.2.3管道危險度分段預測方法
災害危險度分段預測是按地貌和環境條件相似性進行分段，然後對管道各段發生的因子進行取樣，確定管道各段內不同因子對發育災害發生的危險程度，並對所取因子按照一定的數學方法進行疊加，求出危險度。危險度值越大，表明危險性越大。
（1）將管道按地貌條件劃分成若干段，並將具有相似的地貌條件和災害發育條件相似劃歸一類；
（2）選定各段的判別因子，並按照各因子所處的等級賦值，單因子危險度為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ時，分別賦值5、4、3、2、1。當管道各段內不具備某種因素時，設定該判別因子取值為1，然後將各因子取值進行歸一化處理；
（3）分段采樣，由於被評價的區域是不確定的數（指區域面積），各區域內的地質災害相關因素也有一定差異，所以總體危險度等級的判別指數應根據具體區域統計的結果，並結合實際情況確定。
將上述歸一化處理後的判別因子值代入下式，把因子值進行疊加平均：
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式中：
n——總樣本數；
P——各段中因子的平均值。
（4）對各段因子判別值分別進行統計，得出各段危險度預測判別統計值。確定綜合評價因子指標
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式中：
[ai]——評價因子權重。
危險性分段數據的採集和分析是本項目研究的難點，採用GIS技術系統進行統計、分析、評價與制圖，評價因子按不同的權重賦值於網格進行采樣統計，綜合因素數字集求中位數的統計方法。即：
平均樣本值：
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通過以上工作，最後進行管線沿線地質災害危險度區劃，確定不同災害對管線的影響程度。