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管道地質災害風險有哪些

發布時間: 2021-02-07 05:12:41

⑴ 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。

⑵  地質災害類型及其危險性現狀評估和預測評估

一、地質災害類型及特徵

新疆段主要存在以下4種地質災害:風蝕沙埋、鹽漬土腐蝕和鹽脹、泥石流和洪水沖蝕、崩塌(危岩)。它們的特徵如下:

圖6-2西氣東輸管道工程新疆段水文地質圖

(一)風蝕沙埋

風蝕沙埋主要分布於輪南—三十團、博斯騰湖南岸沙山一帶、庫米什窪地及庫姆塔格沙壟地段。這些地段多數靠近沙漠、沙山、沙丘,生態環境惡化,在強烈的物理風化作用下,使基岩風化成砂和礫石,地表岩性以疏鬆礫石、砂質土、粉細砂、粉土為主,在大風的作用下,向沙漠環境發展。風蝕沙埋具有掩埋農田、房屋設施和活動性大的特徵,隨著氣候條件的變差,會逐漸加重危害。

輪南—三十團管線長約112km,緊挨南部的塔克拉瑪干大沙漠,風力強勁,起沙風頻率高,移動沙丘起伏高度5~25m,移動速率6~15m/a。

博斯騰湖南岸管線長約82km,位於沙山與庫魯克塔格之間,沙山連綿不斷,高達幾十米甚至上百米,向西南和南方向移動,堆積於山前礫質平原上,厚達3m以上,沙丘移動速率大於20m/a。該地段沙塵暴天數較多。

庫米什窪地受沉積環境影響,管線經過庫米什鎮南18km地段黑戈壁村附近有長9km范圍分布沙丘,多為半固定和固定沙丘,沙丘高度3~10m不等,多數地段已被改造為農田耕地,其移動減弱,隨著改造的深化,管線經過地段沙丘及土地沙化最終將得到改良,其危害將減弱。

庫姆塔格沙壟附近長31km范圍,分布風蝕沙埋災害。庫姆塔格沙壟呈近南北向延伸,東西向寬度在6km左右。沙壟由高大的活動性新月形沙丘組成沙丘鏈。沙丘高度多在65~120m之間,西側高,東側低。沙丘鏈之間的距離一般在50~120m之間,移動速率在10m/a左右。沙壟西北側分布有大面積的風蝕窪地,窪地深度一般30m左右,底部多分布有分選性極好的細小礫石,成分與底部基岩一致。沙壟的形成,受制於天山七角井的西北風和河西走廊的東南風,但以前者風向為主。由於沙丘活動性極強,在風季隨時可以造成沙埋危害。風蝕災害主要分布於庫姆塔格沙壟西北側的風蝕窪地內。

沙丘移動將對管線及施工造成掩埋危害。在風蝕窪地對地面工程有風蝕破壞作用,久而久之,可能會將地下工程刨蝕出地表,並產生破壞。

(二)鹽漬土腐蝕和鹽脹

新疆段內鹽漬土均為內陸山間盆地和丘間窪地型,其分布范圍較廣泛,但不均勻,主要分布於輪南首站—三十團細土平原邊緣、博斯騰湖南岸及東部細土帶、庫米什窪地、紅柳河兩岸及秋格明塔什北窪地等剝蝕殘丘的丘間窪地內。管線在鹽漬土分布區挖探坑43處,其中在輪南首站至382.5km段挖探坑16處,取樣間距平均24km,深度3m,分別在0m、1m、2.0m、2.5m、3m處取樣;在456.5~933km段挖探坑27處,取樣間距平均17.6km,挖坑深度一般1.0~1.5m,個別達到2m,總取樣數148個。根據化驗結果分析,鹽漬土在垂向分布上具有表聚性及結殼性的特點,鹽分大量集中於表層。但庫米什窪地及東段部分丘間窪地內受沉積環境的影響,其地層積鹽較重,含鹽量垂向表現出由地表向下減輕,至一定深度含鹽量又有增加的趨勢,Ca2+

含量大大增加。鹽漬土類型為氯鹽漬土和硫酸鹽漬土,地表含鹽量1.38%~85.00%;而地表以下2~3m處以硫酸鹽漬土為主,含鹽量為0.33%~5.74%,較地表有明顯減小。

以上鹽漬土分布地段,地下水埋深淺,僅為2~3m或更小,多為高礦化物的Cl·SO4—Na或SO4·Cl—Na型水。地表鹽鹼化嚴重,多數結殼,雖然分布於無人區,但其遇水陷落、高溫乾枯又膨脹並對金屬設施具有一定腐蝕性,其危害較嚴重。

(三)泥石流和洪水沖蝕

泥石流僅零星分布於低山溝谷及山坡處。由於固體物質來源較少,溝谷流域面積、地形高差和溝谷相對切割程度都較小,降水稀少,在管線沿途低山區不易發生泥石流,發生的規模也較小,最大的一處在庫米什窪地南側低山溝谷AE001號樁附近,固體物質一次沖出量達6600m3

洪水沖蝕危害主要分布於低山溝谷、山前沖洪積平原出山口、庫米什以東剝蝕殘丘的丘間窪地中的沖溝及沖溝匯流處。由於特有的乾旱氣候條件和脆弱的生態環境,低山丘陵區植被稀少,地表滯水能力差,抵禦洪水能力弱,一遇強降水便可誘發洪流。新疆段內平原區發育的沖溝切割深度多在0.5~2.0m,最深的約為7~8m,溝寬一般在5~200m。洪流一旦發生,洪水流量大,起漲快,持續時間長,沖溝內以水為主,攜帶少量岩性與上游母岩相同的碎石夾少量粉土,形成水石流。其危害不同於山區特有的典型泥石流,主要表現在洪水的沖蝕破壞作用上。

上述山洪能造成危害的主要是洪水沖蝕,它具有短時間內破壞建築設施、道路工程、管線工程設施等特徵,其危害的決定因素是山區降水量的大小及瞬時降水大小。

(四)崩塌(危岩)

僅在庫爾勒—塔什店低山區、庫米什窪地西南側低山溝谷、烏尊布拉克幅庫米什窪地東北側低山區的局部溝谷和高差較大的陡坡下時有發生,崩塌發生方量一般小於1000m3,崩塌堆積物長5~10m、寬0.5~3m、高0.5~3m,危害范圍小於25m2;局部地段可大於10000m3,崩塌體底邊長20~100m、寬30~100m、高20~50m,危害范圍10000m2

二、地質災害危險性現狀評估

根據地質災害的類型及特徵、危險性大小、規模、分布、穩定狀態、危害對象等,對評估區內已有地質災害進行危險性評估。

(一)風蝕沙埋

風蝕沙埋地質災害主要分布於輪南首站—三十團、博斯騰湖南岸、庫米什窪地中心、庫姆塔格沙壟附近,除庫米什窪地中心現有人文活動,其餘地段均為無人區。風蝕沙埋地質災害分布總長度238.1km。風蝕災害主要表現在庫姆塔格沙壟西側風蝕窪地內,最大風蝕深度達30m,對地下管線有很大的破壞作用。在博斯騰湖南岸,沙山、沙丘活動性極大,根據段內沙丘移動速率及移動沙丘間距離,新疆段內風蝕沙埋現狀評價危險性大的地段為0~5km、60~101km、127~128km、207~223km,260.4~292.2km,783.5~797km,合計103.8km。危險性中等的地段為:32~60km、223~235km、379.5~388.5km、780~783.5km,合計長52.5km。其餘地段風蝕沙埋災害危險性小。

(二)鹽漬土腐蝕和鹽脹

新疆段內鹽漬土分布范圍廣,具有鹽脹、腐蝕災害。根據易溶鹽取樣分析結果,依據GB50021—94《岩土工程勘察規范》和地質災害危險性等級標准,對沿線鹽漬土類型及危害程度進行分類,亞氯鹽漬土並為氯鹽漬土,亞硫酸鹽漬土並為硫酸鹽漬土。現狀評估按地表和地下2m處的含鹽量分別進行。

1.危險性大的地段

(1)地表(以下均為輸氣管線km數):0~32km、82~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、450.7~453.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、548.7~583.2km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、675.7~679.5km、715.2~734.8km、760.8~767.4km、907~914km、931.7~935.3km,合計總長215.8km。

(2)地下2m處地段:106~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、760.8~780km、907~914km,合計總長107.8km。

2.危險性中等的地段

(1)地表:32~82km、223~235km、260.4~287.5km、373~379.5km、388.5~394.2km、504.5~512km、679.5~685km、691~715.2km、734.8~760.8km、767.4~780km,合計177.1km。

(2)地下2m處地段:12~48.4km、87~106km、127~147km、260.4~287.5km、373~379.5km、675.7~679.5km、504.5~512km、691~735km、754~760.5km、931.7~935.3km,合計總長189km。

3.危險性小的地段

(1)地表:512~531.5km、583.2~591.7km、594.7~622km、624~630.8km、635.5~675.7km、685~691km,合計108.3km。

(2)地下2m處地段:180~212km、679.5~685km、734.8~754km、823~887km,合計總長130km。

依據《岩土工程勘察規范》GB50021—2001水對鋼結構的腐蝕性評價表,對3m以內地下水進行腐蝕性評價,鹽漬土分布地段3m以內的高礦化水對鋼結構腐蝕性一般為中等,考慮到管線埋置深度內見水,受高礦化水危害,與鹽漬土危害密切相關,故將高礦化水並至鹽漬土地質災害危害一起評價,現狀評價危險性中等。

(三)泥石流和洪水沖蝕

新疆段內泥石流僅在庫米什窪地西南側低山溝谷輸氣管線366~373km段內發生兩處,其規模較小,最大一處在E001號樁附近,固體物質一次沖出量約6600m3。庫爾勒低山區管線183.8km處東側存在一處泥石流隱患點,上游流域面積小,匯流溝多,坡降大,附近輸油管線已做了防護工程。泥石流對管線的危害表現為對管線的掩埋作用,地質災害危險性小。

山前及山口處發育的沖溝,雨汛期洪水對輸氣管線有一定沖刷、沖蝕破壞。考慮到危害較小,現狀評估為地質災害危險性小。

(四)崩塌

新疆段內崩塌發生在低山丘陵無人區。據實地調查,在三個地段有多處崩塌發生。一段在庫爾勒市—塔什店低山丘陵區輸氣管線174~186km段內,沿線多處發生微小崩塌,崩塌方量小於1000m3,屬地質災害危險性小的地段。一段在庫米什窪地西南部低山溝谷內管線362~373km段;其中管線366~373km段沿線有崩塌發生,崩塌體有多處分布於溝谷的北側和西側,崩塌最大方量大於10000m3,岩塊直徑0.5~8m,屬地質災害危險性大的地段;在管線362~366km段,沿線崩塌方量小於10000m3,屬地質災害危險性小的地段。另一段位於庫米什窪地東北側輸氣管線394~403km段,沿線丘陵表層為強風化花崗岩及洪積片麻岩碎石,2~3m以下為中等風化片麻岩及花崗岩,受地質構造影響,崩塌多處發生,最大方量大於10000m3,屬地質災害危險性大的地段。其餘地段均為崩塌未發生或不發育區。

三、地質災害危險性預測評估

(一)工程建設誘發、加劇地質災害的可能性

西氣東輸管道工程屬開挖埋置管線工程,開挖深度2m左右。新疆段內庫爾勒北低山區管線位置180~186km段,乾草湖塔格山區管線336.5~339km段,庫米什窪地西南側低山溝谷區管線362~373km段,庫米什窪地東北側低山溝谷區管線394~403km段,多位於地質構造發育區。地形相對陡峻,地層裂隙發育,加之軟硬岩體相間出露,工程開挖施工後,岩體完整性變差,陡坡失穩,易產生岩石崩塌,對埋置的管線施工危害較大。

另外,管線於庫爾勒市北東3km即管線位置177.9km處,自西向東橫穿了南北向展布的孔雀河,在此處孔雀河西岸地勢平坦,而東岸相對較高,河岸陡立,高出河面約6m,工程建設實施時東岸易誘發塌岸,從而產生危害。故施工和運營設計時應予以充分考慮,可以先進行削岸,再採取相應的防護措施,最後採用加固防護堤進行長期防護。

此外,因管線埋置地下需開挖溝槽,在第四系土體分布區,尤其是砂性土分布區可能會導致土地沙化更嚴重,加劇風蝕沙埋。

除上述易誘發、加劇地質災害發生的地段外,其餘均為山前礫質平原、細土平原、剝蝕殘丘區及丘間窪地,工程建設對其影響小,不易誘發或加劇地質災害。

(二)工程建設本身可能遭受地質災害的危險性及發展趨勢

1.風蝕沙埋

據風蝕沙埋地質災害的分布特徵及現狀危險性評估,在庫姆塔格沙壟和博斯騰湖南岸沙山、沙丘段,因沙丘高大,活動性強,不僅給管線施工帶來巨大困難,開挖工程量大,而且風季隨時可以造成風沙掩埋危害,不僅危害程度嚴重,而且危害周期長。預計隨著氣候的變暖變干,在未來50年內,沙埋危害會呈現加劇的趨勢。在庫姆塔格沙壟西側的風蝕窪地內,預測除對地面工程有風蝕危害外,對地下工程也有可能造成風蝕的危害。在風蝕沙埋現狀危險性大的地段,在使用期限內,風沙對管線及地面工程具有嚴重的危害,並有向主風向下游發展的趨勢。

2.鹽漬土腐蝕和鹽脹

在使用期限內,鹽漬土分布地段表層可能受氣候的惡化影響,隨著溫度的升高、蒸發的加劇,含鹽量有所上升,鹽漬化危害有加重的趨勢。而管線埋置深度內鹽漬土含鹽量長期變化不會很大。管線主要遭受埋置時地表危險性大的鹽漬土埋填產生的短期腐蝕危害、地面以下2~3m深度分布的危害中等或輕微的鹽漬土長期腐蝕危害及鹽脹破壞危害。地下3m以內可見的地下水多為高礦化中等腐蝕性水,其對鋼結構具有中等腐蝕危害,預計50年內隨氣候的周期性變化,其危害性有小幅度變化,但總體不會有很大變化。

3.崩塌、泥石流

西氣東輸管道工程設計使用期限為50年,在新疆段內低山區,崩塌和泥石流災害偶有發生。據現狀危險性評估,崩塌除局部地段危險性大外,其餘地段危險性多為中等、小。泥石流災害的危險性小。在使用年限內,部分山體在高溫、大風、降雨等物理作用下容易失穩,產生崩塌危害。在庫爾勒—塔什店低山區,管線183.8km處東側存在一處泥石流隱患點,在暴雨產生時,易發生泥石流危害。新疆段內除上述發展趨勢外,預計50年內管線遭受崩塌、泥石流災害的危險性小。

4.地震液化

管線80~210km段,即三十團西南30km—庫爾勒—博斯騰湖西南岸,地震烈度為Ⅶ度區。管線在80~99km、111~112km、126~128km段的地層時代晚於第四紀晚更新世,其地下水位埋深多小於10m,有發生砂土液化的可能,需在進一步的工程勘察工作中,了解地下水埋深及15m深度內土層的剪切波速值或貫入阻力臨界值,以便進一步判別土層是否液化。

綜上所述,西氣東輸管道工程沿線多經過無人區和荒漠區,開挖深度僅2m左右,工程的建設實施不會對沿線地質環境條件產生大的影響,工程建設對周圍現存工程也不易產生較大的破壞。

⑶  各類場站地質災害危險性評估

分布於西氣東輸管線地質災害危險性評估區內的場站有5個,自西向東分別是:輪南首站、孔雀河清管站、減壓站、西礦山路清管站、鄯哈界壓氣站。

一、輪南首站

輪南首站是西氣東輸管線的起始站,該站位於迪那河洪積扇上,地層為粉細砂,地形平坦。

輪南首站所在地段屬於地質災害危險性大的區域,主要災種為風蝕沙埋、鹽漬土,現狀條件下風蝕沙埋、鹽漬土危害大。工程建設不易誘發、加劇地質災害,但工程建設自身受地質災害危害有加劇的趨勢。

二、孔雀河清管站

孔雀河清管站位於西氣東輸管線180km處,地層為新近系桃樹園組,岩性為砂質泥岩、砂岩、含砂礫岩、砂礫岩。

該站位於地質災害危險性中等地段,災種以崩塌為主,危害中等,其次伴有泥石流,但危害輕微。現狀條件下以崩塌危害最大,其次是泥石流,工程建設容易誘發和加劇地質災害。

三、減壓站

減壓站位於西氣東輸管線約444km處,地層為石炭系雅滿蘇組,岩性主要為凝灰岩、英安玢岩、灰岩、凝灰砂岩。

減壓站處於地質災害不發育地段,工程建設不易誘發、加劇地質災害,工程建設自身不易受到地質災害危害。

四、西礦山路清管站

西礦山路清管站位於西氣東輸管道工程管線552km處,該處地層岩性為全新統化學沉積物,由鹽殼和淤泥組成。

該站處於地質災害危險性大的地段,災種以崩塌為主,危害嚴重;伴有泥石流災害,但危害輕微。工程建設易誘發和加劇地質災害。

五、鄯哈界壓氣站

鄯哈界壓氣站位於西氣東輸管道工程管線800km處,該處地層為新近系桃樹園組,地層岩性為砂質泥岩、砂岩、含砂泥岩、砂礫岩。

鄯哈界壓氣站處於地質災害危險性小的地段,災種為單一的風蝕沙埋,危害較輕微。工程建設不易誘發、加劇地質災害,工程建設自身受地質災害危害有加劇的趨勢。

圖6-3西氣東輸管道工程新疆段建設用地地質災害危險性分區圖

1.危險性大;2.危險性中等;3.危險性小;4.輸氣管線;5.站場

⑷  地質災害主要危險地段和災種

受自然地理和地質環境條件的制約以及人類工程—經濟活動的影響,西氣東輸管道工程沿線地質災害具很強的地域性分布規律。大致以騰格里沙漠東緣和太行山東麓為界,分為西、中、東三個區段。西區段以風蝕沙埋、泥石流和洪水沖蝕、鹽漬土腐蝕和鹽脹災害為主,是在脆弱的地質和生態環境下典型的乾旱氣候衍生的地質災害。中區段以滑坡、崩塌、泥石流和洪水沖蝕、采空塌陷、黃土濕陷和潛蝕、風蝕沙埋、鹽漬土腐蝕和鹽脹災害為主。它的西部以乾旱氣候環境的地質災害為特徵,而中東部則是典型的山地地質災害分布區,本區段內以煤礦為主的礦產資源十分豐富,因此采空塌陷災害突出,將對輸氣工程有嚴重影響。中區段是地質災害類型最多,分布最集中的地段。東區段以地面沉降、地裂縫、采空塌陷、膨脹土脹縮災害為主,大多屬於人類活動導致的地面變形災害。工程沿線各省(自治區)評估區內發現的地質災害類型匯總於表5-2中。

表5-2工程沿線各省(自治區)地質災害類型匯總表

通過綜合評估,各省(自治區)地質災害危險性分級情況列於表5-3中。由表5-3可見,危險性大的長度占輸氣管線總長度的12.7%左右。危險性大的地段主要在新疆、陝西和山西三省(自治區)境內,其中陝西和山西兩省危險性大的地段分別占該兩省境長度的35.32%和27.08%,災種以突發性的滑坡、崩塌、泥石流和洪水沖蝕、黃土濕陷和潛蝕以及采空塌陷為主,而且它們密集分布於一些地段,對管線工程施工和正常運營安全的影響,應引起工程部門的高度關注。

表5-3工程沿線各省(自治區)地質災害危險性分級表單位:km

註:新疆段危險性按地下2m處評價。

陝西、山西兩省境內危險性大的地段是:滑坡和崩塌——陝西的馬路壕—武家坡段、高石崖—李家岔段、桃園—王家院段,山西的陽城芹池—北留段;泥石流和洪水沖蝕——陝西的馬路壕—武家坡、武家坡—高石崖、陽道峁—桃園、王家院—楊家圪塔、張家河—黃河段,山西浮山東要—陽城北留段;采空塌陷(煤礦)——陝西焦家溝—王家灣段,山西蒲縣—臨汾堯都土門段、浮山東要附近、陽城芹池—北留段、澤州李寨—瓦窯河段;黃土濕陷和潛蝕——陝西和山西的黃土高原區線路越梁、寬梁殘塬區,山西浮山段。上述災種在同一地段內往往疊加分布。

這里需要特別指出的是,在全線路地質災害危險性評估中,將洪水沖蝕與泥石流災害並列歸為一種地質災害,這對跨(穿)越河流、溝谷的超長型線型工程來說具有重要的實際意義。以往將洪水災害籠統歸入氣象水文災害中有些偏頗。實際上,洪水沖蝕與稀性水石流型泥石流並無本質的區別,而在工程實踐中,更多的線型工程(道路、橋梁、管道等)是由於雨汛期洪水沖蝕而遭致破壞的,在本工程西、中段的一些地段尤為突出。

⑸ 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。

⑹ 地質災害危險性預測評估

(一)地質災害危險性預測評估概況

根據野外調查並結合已有資料分析,擬建輸油管道工程建設和運行過程中可能遭受的地質災害和工程建設可能加劇、引發的地質災害主要有滑坡、崩塌、地裂縫、邊坡失穩、洪水沖蝕以及黃土濕陷和潛蝕等。

表6-6 崩塌(危岩)危險性現狀評估一覽表

續表

現狀評估中已存在的滑坡、崩塌,根據其規模大小、運動特徵、穩定性以及與擬建管線臨近關系(大中型50~100m以內,小型30m以內),確定有6處滑坡(H1、H3、H11、H12、H14、H17、H24)和5處崩塌(B1、B2、B6、B14、B16)可能對管道形成災害危險。

在管線通過處附近發育4條地裂縫(D1、D2、D3、D4),在其繼續活動下,擬建管線可能遭受地裂縫災害,主要引起管道變形、拉裂、錯斷等破壞作用。其危害性大小主要根據地裂縫與管線相交關系和臨近距離以及地裂縫活動特徵等綜合判定。

圖6-7 段家峽曹固公路崩塌示意剖面圖

1.人工堆積物;2.奧陶系灰岩;3.崩塌體墜落方向

擬建管線部分地段穿越黃土丘陵以及黃土台塬、高階地前緣地帶,受地形條件限制,不可避免地存在削方、挖坡工程,形成一定規模的人工邊坡,在全線路零星分布,長約9.8km。若設計和施工不當,將引發邊坡失穩,形成崩滑災害。邊坡失穩致災的危險性主要依據開挖處自然坡高、坡度、岩性組合、岩體破碎程度以及植被覆蓋條件和降水入滲條件等來綜合分析判斷。

擬建管線工程長度大,並跨越多條河流,不可避免地經過河流凹岸處,一定程度上受到河流侵蝕作用,形成近岸處填埋管道外露以至變形破壞和管道橋台坍塌。擬建工程有3處地段通過或臨近河流侵蝕段,可能遭受洪水沖蝕災害。

擬建工程可能遭受、加劇和引發的地質災害,依管線工程特點分干線、支線和站場三部分進行預測評估。

(二)輸油干線工程地質災害危險性預測評估

擬建輸油管道干線可能遭受、加劇或引發的地質災害危險性評估結果列於表6-9中。

干線工程地質災害危險性預測結果表明:

(1)擬建管線可能遭受6處滑坡的危害,受災長度775m,遭受滑坡危險性大的是440+900、446+500和616+800三處管線段,長435m。危險性中等的2處,長70m,危險性小的1處,長250m;

(2)擬建管線可能遭受5處崩塌的危害,受災長度145m。遭受崩塌災害危險性大的是在380+700處,長20m。危險性中等的3處,長110m。危險性小的1處,長15m;

(3)擬建管線由於施工原因,可能形成1處地段人工邊坡,長度7.8km。工程削坡後易失穩,處理不好,極易引發崩滑災害,評估致災危險中等;

(4)有3處地段靠近或穿過河流凹岸,可能遭受洪水沖蝕塌岸災害,受災長度2100m,危險性中等1處,長900m。危險性小的2處,長1200m。

表6-7 地裂縫危險性現狀評估一覽表

表6-8 洪水沖蝕危險性現狀評估一覽表

表6-9 陝西段干線管道工程地質災害危險性預測評估表

續表

從以上可看出,擬建輸油管道干線工程建設和運行過程中可能遭受的地質災害主要有滑坡、崩塌、河流侵蝕塌岸,引發的加劇的地質災害主要是工程削坡引發和邊坡失穩,共4種災害,對干線工程形成15處災害點,長度10.820km,占整個干線工程長度的2.67%,其中致災危險性大的4處(長0.455km),致災危險性中等的7處(長8.080km),危險性小的4處(長1.465km)。

(三)輸油管線支線工程建設地質災害危險性預測評估

擬建輸油管線支線工程有5條,其中寶雞、咸陽和渭南3條支線可能遭受和加劇、引發的地質災害,其危險性評估結果見表6-10。

支線工程地質災害危險性預測結果表明:

(1)寶雞支線穿越1處崩塌,管線鋪設施工有可能引發、加劇該崩塌災害,受災長度50m,危險性中等。

(2)咸陽支線任家咀分布有1條構造成因的地裂縫,管線建成運行後有可能遭受該條地裂縫災害的威脅,受災長度170m,危險性小。

(3)渭南支線沿線或兩側500m范圍內分布有3處構造成因的地裂縫、1處滑坡和1處崩塌,管線建成運行後有可能遭受這3處地裂縫災害的威脅,受災長度210m,危險性中等。管線鋪設施工有可能引發、加劇滑坡和崩塌災害各1處,受災長度120m,危險性中等。

表6-10 輸油管線支線地質災害危險性預測評估表

(4)西安和風陵渡支線兩側100m范圍內無滑坡、崩塌和泥石流地質災害,1000m范圍內也無地裂縫,管線鋪設施工方式為淺埋開挖和頂管,也不引發、加劇地質災害,對管線不構成危害,危險性小。

(四)輸油管線站場工程地質災害危險性預測評估

擬建輸油管道陝西境設5個站場,即固關減壓泵站、鳳翔分輸站、咸陽分輸站、渭南分輸站和風陵渡分輸站,其所處地貌部位分別為:千河一級階地、山前洪積平原、黃土塬、渭河一級階地、黃河一級階地。站場附近地勢平坦,地面相對高差不超過5m。在站場附近100m范圍內無地質災害分布,擬建站場施工和運行也不會引發和加劇地質災害發生。渭南和風陵渡站場需作抗地震液化的設防措施。預測評估站場工程地質災害危險性小。

⑺ 管線地質災害危險性綜合分區評估

根據上述分區原則與量化指標分區標准,將山西段輸油管線劃分為 18個危險性區段。各區段分區評估涉及地質環境條件、存在的地質災害、擬建工程施工過程中可能誘發、加劇和遭受的地質災害,綜合評估的量化指標數值、危險性等級、危害程度等內容,列於表9-19中。

18個區段中,地質災害危險性大的有6個區段,長度130.5km,占線路總長度的25.7%;地質災害危險性中等的有4個區段,長度97.5km,占線路總長度的19.2%;地質災害危險性小的有8個區段,長度280km,占線路總長度的55.1%。綜合分區評估圖見圖9-17。地質災害危險性大、中等、小等級的區段,其建設用地適宜性相應為適宜性差、基本適宜和適宜。現從起點到末站分述如下:

1.K0+0~K2+300區段地質災害危險性小區(C1)

分布於陝西省潼關縣秦東鎮沙坡村西南至黃河漫灘,全長2.3km,風陵渡分輸站即位於起點。

管道橫穿黃河Ⅰ級階地,階地平坦,溝谷不發育,地面高程350~360m,地下水位埋深15~18m,階地前緣坡高約10m,坡度600~800,坡體不穩定,有崩滑跡象(W1),擬建工程開挖時易引發坡體失穩,危害程度小,地質災害危險性較小。

該區段環境地質條件較簡單,地質災害類型單一,不穩定斜坡體1處。災害點密度0.4個/km,災害段分布長度比例4m/km,綜合評估該區段地質災害危險性小。

2.K2+300~K3+800區段地質災害危險性大區(A1)

分布於陝西省潼關縣秦東鎮沙坡村西至山西省芮城縣風陵渡鎮東王村東lkm。全長1.5km。

管道橫穿黃河河漫灘、河床區,黃河在此段河水面寬約1km左右。兩側漫灘寬約300~500m,寬闊平坦,地面高程340m左右,地下水水位埋深約1~2m,有輕微鹽漬土分布,地表粉土略呈白色,對管道的危害主要是鹽脹和侵蝕,其危險性小。近河床一帶由於黃河水長年沖蝕岸邊易坍塌,附近護堤工程已遭破壞。由於擬建工程穿越黃河採用深部定向穿越,該災害對工程無危害,危險性小。該區黃河及漫灘區由於存在地震液化潛在危害,預測評估地質災害危險性大。

該區段地質環境條件簡單—中等,總計有3種地質災害,岸邊坍塌2處,液化砂土分布1.5km,鹽清土分布約1km。災害點密度0.5個/km,災害段分布長度比例1000m/km,綜合評估該區段地質災害危險性大。

3.K3+800~K8區段地質災害危險性小區(C2)

分布於芮城縣風陵渡鎮東王村東1km至東章村東500m。全長4.2km。

地貌類型為黃河左岸Ⅰ級階地,階地較為平坦,由北向南微傾,地面高程350~390m,沖溝較發育,較大的東章河有輕微洪水沖蝕,階地前緣地形較破碎,坡體高約 10m左右,坡度50°~900,坡體岩性上部為粉砂土,厚5~8m,下部為巨厚層砂層,坡體易沿岩性觸面崩塌,另外,當地百姓取土挖砂嚴重破壞了自然坡體並形成多處不穩定直立邊坡(W2、W3、W4),擬建工程在施工開挖過程中極易誘發崩塌,地質災害危險性小。

該區段地質環境條件簡單,總計有2種地質災害,不穩定斜坡體3處,洪水沖蝕2處。災害點密度0.90/km,災害段分布長度比例5m/km,綜合評估該區段地質災害危險性小。

4.K8~K23區段地質災害危險性中等區(B1)

分布於芮城縣風陵渡鎮東章村東至永濟市韓陽鎮韓家坡村,全長15km。

K8~K20區段地貌類型為芮城盆周隆起黃土侵蝕台地,地面標高一般400~800m,地形起伏較大,沖溝發育,地形支離破碎,溝谷發育密度大,溝深谷長梁窄,溝谷形態多呈深「V」型,近溝口呈深「U」型。管道七次穿越大型深切溝谷,溝坡坡度多超過400,大部分近直立。邊坡大部分為不穩定斜坡。坡體岩性上部為第四繫上更新統黃土,具大孔隙,垂直節理發育,為中等~強濕陷性黃土,中部為中更新統黃土,下部為新近繫上新統粘土。坡體易沿岩性接觸面和重力剪切面崩滑,是崩塌滑坡易發區,擬建工程在施工開挖過程中極易引發坡體失穩並遭其危害,地質災害危險性中等。同時該區段也易遭受洪水沖蝕,地質災害危險性小—中等。

K20~K23區段地貌類型為斷塊剝蝕高中山中條山西部區。管線基本沿山脊附近敷設,在近山下時穿越溝谷兩次。該區段出露地層為太古界涑水群以斜長角閃片麻岩為主的變質岩,有侵入岩脈分布,構造發育中等,岩體風化中等~強烈,山高坡陡。擬建工程在施工開挖過程中容易誘發基岩崩塌,地質災害危險性中等,在近山前地段擬建工程可能加劇並遭受H1滑坡地質災害,危險性中等。

總之,該區段地質環境條件復雜程度中等,總計有6種地質災害,滑坡1處,不穩定斜坡11處,黃土塌陷3處,濕陷性黃土分布區段10km。災害點密度0.8/km,災害段分布長度比例660m/km。綜合評估該區段地質危險性中等。

5.K23~K125+200區段地質災害危險性小區(C3)

分布於永濟市韓陽鎮朝家坡村至夏縣水頭鎮上牛村。管線呈北東向穿越運城盆地沖湖積平原區,全長102.2km。

該區段總體地形開闊平坦,地勢總體由北東向西南傾斜,第四系鬆散堆積物厚度較大,邊山發育活動性斷裂,地面高程在340~480m之間。其中K34~K44區段及K105~K115區段為黃土台地區,高出盆地30~50m不等,前者為涑水河盆周隆起黃土台地,地面高程為360~370m,後者為涑水河與其支流姚暹渠之間隆起的黃土台地,地面高程380~480m,兩台地沖溝相對不發育,溝谷較淺,地表岩性為第四系中更新統粉土。為中等濕陷性黃土,其危害小,地質災害危險性小。在K105右2km處GL1地裂縫延伸方向距管線約4km,預測地質災害危險性小。

在永濟市東北K48至K54區段,穿越涑水河下游的伍姓湖區,分布6km長的鹽漬土和軟土,地下水水位埋深0~3m,鹽漬土對管道工程存在鹽脹和侵蝕作用,其危險性小;該區段下部存在一定厚度的淤泥質粘土,淤泥、軟土,工程地質性質較差,易產生不均勻沉降,對管道形成危害,其地質災害危險性小。

在K33+250處,管道第一次穿越涑水河,涑水河束流歸渠排污,渠寬約10m,水寬5m,深1.0m,兩側河床寬闊,無洪水沖蝕威脅,地下水水位小於3m,無鹽漬土分布。在K119處,管道第三次穿越涑水河,河床淺而窄,無水流,洪水沖蝕可能性小。

運城分輸站位於K95附近,地形平坦,無災害發育,也無潛在地質災害威脅,綜合評估站址區地質災害危險性小。

總之,該區段地質環境條件復雜程度較簡單,總計有4種地質災害,鹽漬土、軟土分布區段6km,濕陷性黃土分布區段20km,地裂縫1條,災害點密度0.04個/km,災害點分布長度比例250m/km。綜合評估該區段地質災害危險性小。

6.K125+200~K164+700區段地質災害危險性中等區(B2)

分布於夏縣水頭鎮上牛村至侯馬市上馬鎮西陽,呈西南,全長39.5km。

該區段穿越峨眉山斷隆黃土台地區東部,地面高程500~660m。地表岩性為第四系中上更新統黃土類土。地處侵蝕作用最為強烈的地段,沖溝極為發育,溝壑縱深,地形支離破碎,切割深度30~100m,穿越大溝谷20餘條。溝谷形態多呈深「V」字型,近溝口呈「U」字型,溝坡坡度30°~70°,有的近直立。擬建工程在施工開挖過程中易誘發崩塌、滑坡,並加劇已有不穩定斜坡失穩而遭受其危害,其地質災害危險性中等。

該區段地表岩性為第四繫上更新統風積坡洪積黃土,屬中~強濕陷性黃土,黃土濕陷地質災害危險性小—中等。穿越溝谷均易遭受洪水沖蝕,地質災害危險性中等。

總之,該區段地質環境條件復雜程度中等,總計有3種地質災害類型,濕陷性黃土分布區段長度30km,不穩定斜坡21處,滑坡4處,洪水沖蝕多處,災害點密度0.6個/km,災害點分布長度比例750m/km。綜合評估該區段地質災害危險性中等。

7.K164+700~K170、K180~K258、K261+500~K278區段地質災害危險性小區(C4、C5、C6)

分布於侯馬市上馬鎮西陽呈西南至洪洞縣明姜鎮晉家莊,全長99.8km。

管線近南北向穿越臨汾盆地西部,地勢總體北高南低且由西部微向東傾斜,地形較平坦開闊,地面高程400~500m,鬆散堆積物厚度大,最深達2000m,由於基底隱伏斷裂發育,新構造運動強烈,地震動峰值加速度為0.20g,對應基本烈度為Ⅷ度,發育多條地裂縫,調查區范圍內有兩條(GL2、GL3),延伸方向距離管線分別為2.5km、4.2km,目前較穩定。預測評估地質災害危險性小。

K223+500~K242+500區段為汾河盆周隆起黃土台地,檯面高程440~510m,南部高出盆地30m左右,北部與沖洪識傾斜平原接壤,沖溝較發育,其穿越五條大溝,溝谷形態多呈寬「U」型,坡高10m左右,坡體基本穩定,擬建工程在開挖過程中引發坡體失穩可能性小,地質災害危險性小。該段地面岩性為風積黃土,濕陷系數介於0.03~0.07之間,為中等濕陷性黃土。

K200~K278區段,管線基本沿沖洪積傾斜平原敷設,地面高程500~600m,沖溝發育一般,較大型溝谷9條,其溝谷形態多呈寬「U」型,邊坡一般基本穩定,直立高陡的穩定性差,擬建工程在施工開挖過程中較易誘發邊坡失穩,地質災害危險性小,較大的溝中多堆積有全新統沖洪積物,多數溝具洪水沖蝕威脅,但危險性較小,三條溝由於人類工程活動強烈,人工鬆散堆積物貯量豐富,為泥石流的發生提供了物質來源,為潛在泥石流溝,中等易發,洪水沖蝕和潛在泥石流地質災害危險性小。

侯馬、洪洞分輸站分別位於K168、K254附近,侯馬分輸站至侯馬油庫分支線約4km。兩個站址區及分支線無地質災害發育,也無潛在地質災害威脅,綜合評估地質災害危險性小。

總之,該區段地質環境條件復雜程度中等,總計有3種地質災害類型,濕陷性黃土分布區段19km,潛在泥石流溝3條,地裂縫2處,災害點密度0.07個/km,災害點分布長度比例200m/km,綜合評估該區段地質災害危險性小。

8.K170~K180和K258~K261+500區段地質災害危險性大區(A2、A3)

分布於汾河及漫灘區,長度13.5km。

管道兩次穿越汾河,並沿汾河漫灘敷設。汾河河床寬約300~500m,水面寬20~60m,水深2~5m,岸邊由於洪水沖蝕發育一些小型的坍塌。地質災害危險性小。另外汾河河床及漫灘地段地下水水位埋藏較淺,約1~3m。地層中發育較厚的中、細粉砂層,據臨近標貫試驗確定Ⅷ度地震烈度下存在砂土液化,液化等級為 Ⅲ—Ⅱ級。據史料記載臨汾盆地發生過多次地震液化事件,預測地質災害危險性大。

總之,該區段地質環境條件復雜程度中等,總計有3種地質災害,不穩定斜坡1處,岸邊坍塌4處,砂土液化2處,災害點密度0.5個/km,災害點分布長度比例1000m/km,綜合評估該區段地質災害危險性大。

9.K278~K335區段地質災害危險性大區(A4)

分布於洪洞縣明姜鎮晉家莊至靈石縣馬和鄉楊家源村東,全長57km。

管線近南北向穿越霍州盆周隆起侵蝕黃土台地和靈石褶皺斷塊侵蝕低山區,該區段人類工程活動強烈,主要以採煤為主。

本區段屬霍西煤田區,各煤礦區上部2號煤已基本采空,正在向下開采9、10、11號煤層。形成了大面積新、老采空區。局部地區為多層采空區。已導致地表形成采空塌陷型地裂縫地質災害,規模較大,小型煤礦區主要形成中、小型塌陷和地裂縫。該區段共調查采空導致的地裂縫40條,大型的16條,中型的40條,小型的4條,塌陷6處,目前均處於不穩定狀態。由於今後開采規劃的范圍擴大和下層煤的復采,將會擴大和加劇地面變形破壞,對管道危害程度大,預測地質災害危險性大。

K278~K290區段為黃土台地區,鬆散覆蓋層厚,地形雖然較為平整,但所處地貌位置為沖溝向上源侵蝕較發育區,預測地質災害危險性小。表層黃土具中等~強濕陷性,預測黃土濕陷地質災害危險性中等一大。

K315~K335為低山區,地形切割強度,沖溝發育,相對高差大,溝深坡陡,形態多呈深「V」型,溝深100m左右,上部岩性為垂直節理發育的第四繫上更新統黃土,厚10餘m,中部為中更新統粉質粘土,其下為新近繫上新統粘土,有的溝底出露二疊系砂岩。溝坡坡度一般為 50~90°,不穩定斜坡廣布,是滑坡、崩塌易發區。擬建工程在施工開挖過程中易引發坡體失穩,並遭受其危害,地質災害危險性中等~大。另外,該區段洪水沖蝕和泥石流的地質災害危險性小~中等。

綜上所述,該區段地質環境條件復雜,人類工程活動強烈。總計有8種地質災害類型,地裂縫40條,塌陷6處,不穩定斜坡12處,滑坡2處,崩塌4處,泥石流溝2處,洪水沖蝕多處,黃土濕陷性段20km。綜合評估,災害點密度1.1個/km,災害點分布長度比例800m/km。綜合評估該區段地質災害危險性大。

10.K335~K365區段地質災害危險性中等區(B3)

分布於靈石縣馬和鄉楊家源村東—介休市三佳鄉南兩水,全長30km。

管線北北東向穿越盆周隆起黃土台地進入太原盆地,地面高程770~1030m,總體地勢由南向北逐漸降低,台地溝谷較發育,溝谷形態呈「V」型,少量呈窄「U」型,溝深一般10~50m,谷坡300~600,崩塌、不穩定斜坡發育,地質災害危險性小~中等,洪水沖蝕輕微—中等,N6泥石流對管道危害小,預測地質災害危險性小。另外在進入盆地區介休市龍頭鎮—三佳鎮一帶,管線穿越由於超量開采鬆散岩類孔隙水而引發的地面沉降邊緣區,目前沉降邊緣區尚未發現土地及民房變形損壞現象,預測地質災害危險性小。另外該段台地區,黃土濕陷系數位於0.03~0.07之間,為中等濕陷性黃土。

總之,該段地質環境條件復雜程度中等,總計有6種地質災害類型,其中,崩塌5處,泥石流1處,洪水沖蝕4處,不穩定斜坡3處,地面沉降區段5km,濕陷性黃土分布區段10km,災害點密度0.5個/km,災害點分布長度比例400m/km。綜合評估該區段地質災害危險性中等。

11.K365~K394+800區段地質災害危險性小區(C7)

分布於介休三佳鄉南兩水~平遙縣沿村堡鄉東大間村東,全長29.5km。

管線近北東向穿越沖洪積傾斜平原區,地面高程760~770m,總體地勢東南高,西北低,沖溝不發育,僅有一條溝谷有洪水沖蝕現象,地質災害危險性小,地表岩性為第四系中更新統沖洪積粉土,濕陷性弱或無。

總之,該區段地質環境條件復雜程度簡單,地質災害類型單一,綜合評估該區段地質災害危險性小。

12.K394+500~K430區段地質災害危險性大區(A5)

分布於平遙縣沿村堡鄉東大間村東至祁縣曉義鄉張家堡東,全長35.5km。

管線近北東向穿越沖洪積傾斜平原區,地勢開闊平坦,地面高程760~770m之間,總體地勢北高南低,沖溝不發育,僅有一條大河——昌源河從K412+200處通過,由於上游建有子紅水庫,洪水沖蝕危險性小。

該區段基底隱伏斷裂發育,並處於斷裂構造轉折部位,主要地質災害是受構造控制的地裂縫,其發育密度集中,規模也大。斷續延伸,共發育9條,最長達20餘公里,最短幾十米,最寬1.5m,窄者春夏季開裂,冬季閉合,寬者形成壕溝,局部地段下錯20~50cm,導致地面起伏,水井破壞,所經之處已導致公路下錯,房屋毀損棄住,土地不能正常耕種,危害巨大,損失嚴重。據調查每年都有新的發展,處於不穩定狀態,預測評估地質災害危險性大。

祁縣分輸站位於K425處,到東觀油庫分支線長約4km,站址及分支線均位於地裂縫發育區域,工程建成後預測遭受地質災害危險性大。預測評估地質災害危險性大。

該區地質災害類型單一,但地裂縫地質災害危險性大,災害點密度0.2個/km,災害點分布長度比例800m/km,綜合評估該區段地質災害危險性大。

13.K430~K472區段地質災害危險性小區(C8)

分布於祁縣曉義鄉張家堡東至榆次區鳴謙鎮北磚井村東,全長42km。

管線近南北向,主要穿越於沖積平原區,寬闊平坦,最北部為沖洪積傾斜平原區,地勢北高南低,地面高程介於770~840m之間,最低點位於烏馬河、瀟河和張花營至西榮一帶,地面高程為771~772m之間,烏馬河和瀟河由於近下游區,一般無水,洪水沖蝕可能性小。K451~K464張花營至西榮地形較低,地下水位為0.20~3m,為鹽漬土分布區,分布面積50km2,管線上分布區段 13km,該鹽漬土為輕微鹽漬土,對管道具有鹽脹和侵蝕作用,其危害程度小,預測地質災害危險性小。

總之,該區段地質環境條件簡單,地質災害類型單一,災害點密度0.025個/km,災害點分布長度比例為300m/km。綜合該區段評估地質災害危險性小。

14.K472~K495區段地質災害危險性大區(A6)

分布於榆次區鳴謙鎮北磚井村東至太原市杏花嶺區西崗村,全長23km。

管線近南北向穿越太原東山褶皺斷塊侵蝕中低山區和黃土丘陵台地區,地形起伏不平,相對高差較大,溝谷深切,管線穿越地面高程840~1058m,溝谷形態多呈「V」字型,邊坡坡度25°~60°間。出露基岩多為二疊系砂頁岩,風化強烈,地質構造較發育。

該區段人類工程活動強烈,主要以採煤為主。分布大、中型煤礦5座,小型煤礦十幾座。3煤已基本采空,現主采15煤,已形成大面積采空區,引發的地裂縫、塌陷災害比比皆是,本次粗略調查地裂縫20條,塌陷20處。大礦引發的地裂縫規模較大,形成裂縫塌陷區,小煤礦形成的地裂縫規模較小、塌陷多為中、小型。地裂縫大型的6條,中型的7條,小型的7條,已造成土地棄耕、房屋損壞、村莊搬遷等危害,損失巨大。目前均處於未穩定狀態,對管道危害程度大,預測地質災害危險性大。

該區段滑坡、崩塌也較發育,擬建工程在施工開挖過程中易引發邊坡失穩,對工程施工構成威脅。預測地質災害危險性中等。該區段黃土為中等—強濕陷性,局部已引發路基變形開裂,另外在K473~474+100區段存在20世紀三四十年代修建的防空洞,埋深3~10m,斷面面積2m×2m,分布面積約1km2,擬建工程在施工開挖過程中和建成運營後可能引發和遭受其塌陷災害。預測地質災害危險性小。

總之,該區段地質環境條件復雜,地質災害類型有8種,其中采空地裂縫20條,塌陷20處,濕陷地裂縫1條,滑坡12處,崩塌2處,不穩定斜坡3處,濕陷性黃土分布區段約8km,人工洞穴段1km,岩溶塌陷3處。災害點密度37個/km,災害點分布長度比例 840m/km,綜合評估該區段地質災害危險性大。

15.K495~K508末站及油庫區段地質災害危險性中等區(B4)

分布於太原市杏花嶺區西崗至北郊區趙家山末站至西焉村油庫區,全長13km。

管線穿越地貌類型為梁狀黃土丘陵和盆周隆起黃土台地區,地表岩性多為黃土,地形起伏不平,地面高程850~980m,溝谷發育,溝深一般10~30m,邊坡坡度為30°~70°,坡體不穩定,易形成崩塌和滑坡,擬建管線施工開挖過程中易引發和加劇邊坡失穩而遭危害,地質災害危險性小。另外,地表黃土濕陷系數介於0.03~0.075之間,為中等—強濕陷性。地質災害危險性小—中等。

管道於K501+500處,穿越汾河一級支流楊興河,洪水沖蝕的可能性小,其北部支溝為太原垃圾場,管線穿越時要避開垃圾土敷設,預測地質災害危險性小。

末站位於趙家山村西,地形較復雜,沖溝發育,邊坡高8~15m,坡度較陡,邊坡易坍塌,工程建設和運營過程中易誘發坡體失穩,預測地質災害危險性中等,綜合評估地質災害危險性中等。

總之,該區段地質環境條件復雜程度中等,地質災害類型有2種,不穩定斜坡4處,濕陷性黃土分布區段8km,地質災害點密度0.4個/km,災害點分布長度比例660m/km,綜合評估該區段地質災害危險性中等。

⑻ 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:

山區油氣管道地質災害防治研究

式中:

——危險度預測判別因子的單因子樣本;

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

山區油氣管道地質災害防治研究

式中:

——綜合評價因子指標;

[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:

山區油氣管道地質災害防治研究

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。

⑼ 地質災害防治措施的建議

地質災害總防治原則是「以防為主,防治結合,及時治理,因地制宜。」根據本工程特點及山西支幹線地質環境條件和地質災害發育的具體情況,提出地質災害的防治建議如下:

(一)地質災害防治分級

根據已有和潛在地質災害對擬建工程的危害程度及危險性,將評估區地質災害分為重點防治點(段)、次重點防治點(段)和一般防治點(段)。分述如下:

1.重點防治點(段)

(1)管線穿越的霍西煤田、東山煤田采空區、平遙祁縣地裂縫密集區、黃河、汾河砂土液化區,均作為地質災害重點防治地段,防治工作需在工程建設前進行。

(2)管線沿線穿越的不穩定斜坡,H1、H3、H19滑坡、B10崩塌要進行重點防治,防治工作需與工程建設同步進行。

(3)對運城盆地GL1地裂縫、臨汾盆地GL2、GL3地裂縫要進行重點防治,防治工作與工程建設同期進行。

2.次重點防治點(段)

(1)管線穿越的濕陷性黃土區、鹽漬土、軟土、人工堆積土分布區,泥石流(潛在泥石流),洪水沖蝕對管道有一定的危害,防治工作需與工程建設同步進行。

(2)對離管線較近、對管線有潛在威脅的不穩定斜坡、滑坡、崩塌等,防治工作可在工程建設後進行。

3.一般防治點(段)

對離管線較遠的地質災害點,作為一般防治點,防治工作可視工程情況而定。

表9-20 山西支幹線各站場地質災害危險性綜合評估一覽表

(二)地質災害防治措施

針對各種災種(包括潛在的地質災害)的特點、發展演化的過程和階段以及制約和誘發因素,提出防治對策與措施的建議如下:

1.采空塌陷和地裂縫

考慮到管線穿越的霍西煤田、東山煤田采空區地裂縫、塌陷災害發育,現狀和預測地質災害危險性均大,工程治理難度較大,建議管線避讓,重新踏勘選線。

建議在霍州—靈石段管線沿大運高速公路東側50m外穿越,該區段絕大部分地段未開采,可為管線留設保護煤柱,或部分利用高速公路留設的保護煤柱,另外遇到采空塌陷和地裂縫地質災害少,易於治理,但地形高差較大,不穩定斜坡較多。原管線長66km,改線後58.4km,較為經濟,改線方案見圖9-8。

太原東山煤田區,管線向西避讓穿越東山煤礦、長溝煤礦等采空區和人類活動密集區;向東避讓雖可減少採空區行走線路,同時也遇到了一些大型採石廠礦和其他問題。管線在工程勘察階段需重點勘察,並在工程建設前,對地裂縫、塌陷進行治理。該段宜全部採用抗變形結構鋪設管道,其方法是在輸油管道底部鋪設一定厚度的鋼筋混凝土層,必要時在管道兩邊加設鋼筋混凝土牆,形成鋼筋混凝土框,並在管道兩側預留一定的錯動空隙。

2.地裂縫

對運城盆地、臨汾盆地GL1、GL2、GL3地裂縫延伸方向可能涉及的地段,管道宜採用抗變形結構。並對其地裂縫設置變形觀測裝置,定期觀測。

平遙—祁縣地裂縫發育密集且規模大,地質災害危險性大,危害程度大,影響管線長同時威脅祁縣分輸站安全,採取一般治理工程效果不一定有效,建議管線避讓,重新選線。提議管線從平遙城西K380北上繞過地裂縫密集區後沿兩條裂縫間(GL11與GL12)穿越至K430處與原線相交,分輸站也設此地,可減少其危險性。原線路長50km,改線長度約51.3km,改線方案見圖9-18。為防患於未然該段管材及管道敷設均宜採用抗變形結構。並對GL4、GL7、GL10、GL12地裂縫設置變形觀測裝置,定期觀測。

3.不穩定斜坡

管線穿越不穩定斜坡較多,在施工開挖過程中首先要採取預防措施,防止坡體坍塌。①針對不同高度、不同坡度、不同岩性的坡體選擇安全坡比;②減少坡體前緣壓力,施工工程活動和材料堆放距離坡緣20m以上;③為管道砌築護體;④盡量不要大面積破壞原有坡體形態;⑤必要時削方減載處理。

4.滑坡、崩塌和岸邊坍塌

避讓管線穿越的H1、H3、H19滑坡,B10崩塌。對汾河岸邊坍塌地段要加大管道埋設深度,同時對岸邊進行砌護等措施。

5.泥石流和洪水沖蝕

(1)在管線經過的洪水沖溝和泥石流溝時,修建防沖蝕護坡等防護工程,應加大埋設的深度,同時要加保護層。

(2)在管道沿線應加強植樹種草,以利水土保持。

6.地面沉降

管線穿越介休地面沉降的邊緣地帶,為防止地面沉降引發的地裂縫危及管道,該段管材宜採用抗變形結構。

7.黃土濕陷

對於Ⅰ級、 Ⅱ級自重或非自重濕陷性黃土採取換土或強夯法處理。

對於m級自重或非自重濕陷性黃土應採取沖擊碾壓、土樁擠密法處理。同時做好坡面排水工作。

8.鹽漬土鹽脹與腐蝕

(1)首先在選輸油管材時,應選用抗腐蝕性強的管材,同時管外採用先進的防護層等抗腐蝕工藝。

(2)適當加大管道的埋設深度,設置隔離牆等。

(3)埋設管道的基槽回填前,底部應鋪設一定厚度的粗砂層,以隔斷有害毛細水上升通道。

9.地震液化

根據今後工程地質勘察資料提供的液化層的深度分別採取挖除液化層、加密法。如振動加密、砂樁擠密,強夯等措施。

圖9-18 管線繞避構造地裂縫改線方案圖

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