管道地质灾害治理
㈠ 管道沿线崩塌灾害防治方法
对崩塌体的防治可采取锚固、顶挡、卸荷、防护等方法。在具体不同崩塌点的防治时，应结合工程实施条件，采用一种或多种防治方法。
7.2.1锚固
崩塌锚固技术是目前应用非常广泛而且非常有效的一项技术。主要是通过对崩塌体或危岩体进行锚杆或锚索的锚固，使其处于稳定或相对稳定的状态，减少或防止对崩塌体（危岩体）下方的管道产生威胁或危害。因此在兰—成—渝输油管道和忠—武输气管道均采用了该项技术，取得了良好的效果。
崩塌体锚固技术在材料上分为锚杆和锚索两种。在受力条件上分为预应力和非预应力。在管道沿线治理施工中应用最多的是全黏结性锚杆和预应力锚杆两种类型。其特点是施工简单方便而且效果较好，经济上也比较合理。
7.2.2顶挡
在基岩地区，受岩石风化或节理裂隙的控制，形成了较危险的悬空状态的岩体，如不治理将危及管道线的安全，但用常规方法难于治理，特别是所处位置地面高差较大，无法锚固，也不能卸荷，采用顶挡的方式是既经济又简单的一种方法。忠武管道张家沟为岩体就是用这种方法将以大型岩块固定，取得了非常好的效果。
7.2.3卸荷
崩塌体卸荷实际上是人为的将崩塌进行“拆除”，使摇摇欲坠的崩塌在没有灾害的情况下，或在人的干扰下倒塌，既防止了灾害的发生又达到了治理的效果。
在管线保护和地质灾害治理施工过程中，卸荷往往是局部使用的一种方法，一般情况下配合锚固和挡墙等工程措施，达到整体的治理效果。
7.2.4防护
防护是一种被动的地质灾害防治方式，为了减轻山体上部岩体落石对在自由落体作用下对管道的损害，将管道采用整体形式进行防护，是忠—武输气管道常用的一种地质灾害防治方式。
由于管道分布的线路较长，而且一般沿山体根部通过，在基岩地区随时都有风化剥落的岩块掉下来，即使较小的块石，在重力加速度的作用下，都将对管道产生影响，甚至砸坏管道。因此采用被动防护的方式，将避免这种灾害的发生，并降低工程治理的难度，同时可以节约大量的工程投入。常用的方法有增加管道上部防护层的厚度和在崩塌下部建防护网等方法。
㈡ 地质灾害防治措施的建议
地质灾害防治，应贯彻“以防为主，防治结合”的方针，以达到保护地质环境，避免或减少地质灾害损失为目的。下面依据不同地质灾害类型提出相应的防治措施。
1.崩塌、滑坡地质灾害的防治措施
拟建成品油管道线路工程，一般采取避让措施，管道远离或者绕避崩塌、滑坡地质灾害，难以绕避应在施工前进削坡减载。在峡谷地段建议采取浆砌块石护坡，防止崩塌对管道工程的破坏，也可采用隧道方式避让。
2.地面塌陷和地裂缝地质灾害的防治措施
拟建成品油管线工程河南段，途经观音堂、 义马、 新安、 平顶山等煤田较多。据野外调查访问，采煤等采矿活动还在继续进行，各地采空塌陷区还没有稳定，管道线在矿区和塌陷区经过，可能遭受地面塌陷地质灾害，其危险性大，因此，建议在该段采取改线避让措施。其避让措施有：管线绕过采空区，进入到煤层以外。无法绕避地段，应针对该工程路线的地质环境条件复杂的情况，建议建立管线地质灾害监测网络体系，指派专人或委托专业队伍对管道路段地质灾害进行监测，发现问题及时呈报主管部门，以便及时采取措施。
3.泥石流和洪水冲蚀地质灾害的防治措施
工程建设施工过程中要尽量减少对周围地质环境条件的破坏，破坏植被要尽快恢复，损毁的耕地尽快恢复耕种。洪水冲蚀灾害在暴雨大洪水是不可避免的，管线根据地形地质条件，可采用跨越或深埋穿越措施以防洪水冲蚀对管道的破坏。
4.特殊土地面变形防治措施
由于成品油管线经过黄土丘陵区时，拟建工程可能遭受黄土湿陷、潜蚀灾害。对自重湿陷黄土，应采取换土或强夯法处理；对非重湿陷黄土，应采取冲击、碾压夯实的方法处理，在工程建设时及建成后，采取必要的排水设施，以确保工程建设不发生黄土湿陷、潜蚀灾害。
膨胀土和膨润土的防治措施：管周围应有良好的排水条件，附近5m以内不宜灌溉。防治措施主要为在管道两侧修建钢筋水泥防护墙，增加结构钢度，增设沉降缝等。
5.成品油管线经过采矿、采石场地段的防治措施成品油管线在信阳以南K290+3.5km～K290+5.4km段管线附近有大小数百个采矿场，成片分布，而且在本段有膨润土矿，由于采矿范围较大，无法避让，只能从矿区通过，因此，首先要对矿区进行勘查，管道应尽可能在无矿段通过，或在矿体埋深较大的地段通过，并要禁止确管道经过地段的采矿。在确山县常兴镇南（K230-6.0km～K230-7.1km），管线紧邻采石场，因此建议管线改线向西移 200～300m，避开采石场的影响。另外在澧河、淮河和浉河采砂活动比较强烈，管道应采用避让，绕过采砂河段，并对管道经过的河进行管理，防止在管道经过地段采砂。
图7-8 河南段地质灾害危险性分区图
6.地面沉降防治措施
拟建管线在许昌市地段处于地面沉降范围内，对该段管线和分输站可能产生不利影响。目前累积沉降量级较小，为控制其发展，应控制开采深层孔隙承压水量，并加强监测。
表7-7 河南段管线工程地质灾害危险性综合评估一览表
续表
续表
续表
㈢ 怎样防治地质灾害
浅谈滑坡成因及防治措施
一、概述
斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某个滑动面发生剪切破坏向下运动的现象称为滑坡。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带，也可以是岩体中已有的软弱结构面。规模大的滑坡一般是缓慢的、长期的往下滑动，有些滑坡滑动速度也很快，其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段，但也有一些滑坡表现为急剧的滑动，下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大，轻则影响施工，重则破坏建筑；由于滑坡，常使交通中断，影响公路的正常运输；大规模的滑坡，可以堵塞河道，摧毁公路，破坏厂矿，掩埋村庄，对山区建设和交通设施危害很大。因此，研究滑坡的成因及行为特点，有助于我们采取有效的工程措施来避免滑坡的发生或者是减少滑坡发生后的损失。下面从滑坡的形态特征及分类、滑坡的成因及滑坡的防治措施几个方面分别作简单介绍。
二、滑坡的形态特征及分类
1．滑坡的形态特征
滑坡在平面上的边界和形态特征与滑坡的规模、类型及所处的发育阶段有关。一个发育完全的滑坡，一般包括：1，滑坡体，指滑坡发生后与母体脱离开的滑动部分；2，滑动带，滑动时形成的碾压破碎带；3，滑动面，滑坡体沿着下滑的表面；4，滑坡床，滑体以下固定不动的岩土体，它基本上未变形，保持了原有的岩体结构；5，滑坡壁，滑体后部和母体脱离开的分界面，暴露在外面的部分，平面上多呈圈椅状；6，滑坡台阶，由于各段滑体运动速度的差异而在滑体上部形成的滑坡错台；7，滑坡舌，又称滑坡前缘或滑坡头，在滑坡前部，形如舌状伸入沟谷或河流，甚至越过河对岸；8，滑坡周界，指滑坡体与其周围不动体在平面上的分界线，它决定了滑坡的范围；9，封闭洼地，滑体与滑坡壁之间拉开成沟槽，相邻滑体形成反坡地形，形成四周高中间低的封闭洼地；10，主滑线，又称滑坡轴，滑坡在滑动时运动速度最快的纵向线，它代表滑体的运动方向；11，滑坡裂隙，分为四类：1，分布在滑坡体上部的拉张裂隙；2，分布在滑体中部两侧的剪切裂隙；3，分布在滑坡体中下部的扇状裂隙；4，分布在滑坡体下部的鼓张裂隙。由此可见，一个滑坡完整的应该包括以上11个部分组成。当然，在实际的滑坡现象中，有时候我们很难分清楚各个部分明显的边界。
2．滑坡的分类
滑坡分类的目的在于对发生滑坡作用的地质环境和形态特征以及形成滑坡的各种因素进行概括，以便反映出各类滑坡的工程地质特征及其发生发展的规律，从而有效地预测和预防滑坡的发生，或在滑坡发生之后有效的进行治理。根据不同的原则和指标，各国学者和工程部门对滑坡提出了各种分类方案。我国铁道部门则按滑坡体的岩性、滑面与岩土体层面的关系、滑体厚度等进行了分类，在国内应用较为广泛。从研究山坡发展形成历史出发，则可以分为古滑坡、老滑坡、新滑坡、现代活滑坡等类型；日本渡正亮则按滑坡的发展阶段，将滑坡分为幼年期、青年期、壮年期和老年期；按滑坡的滑动力学特征，则可分为推动式、平移式和牵引式滑坡。对于一个滑坡，从不同的角度可以有不同的分类，但实践中，我们应该抓住问题的主要矛盾，根据突出因素对滑坡进行分类，分类的原则就是看对我们认识、防治和处理此滑坡是否有帮助。
三、滑坡的形成条件
要探讨滑坡的形成条件，就必须考虑影响边坡稳定性的因素，影响边坡稳定性的因素有内在因素和外在因素两个方面。内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等。它们常常起着主要的控制作用。外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工开挖、爆破以及工程荷载等。其中地表水和地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素，其他大多起触发作用。查明和掌握这些影响因素对了解边坡失稳的发生发展规律，以及制定防治措施是非常必要的。
1．滑坡形成的内部条件
产生滑坡的内部条件与组成边坡的岩土的性质、结构、构造和产状等有关。不同的岩土，它们的抗剪强度、抗风化和抗水侵蚀的能力都不相同，如坚硬致密的硬质岩石，它们的抗剪强度较大，抗风化的能力也较高，在水的作用下岩性也基本没有变化，因此，由它们所组成的边坡往往不容易发生滑坡。反之，如页岩、片岩以及一般的土则恰好相反，因此，由它们所组成的边坡就比较容易发生滑坡。从岩土的结构、构造来说，主要的是岩（土）层层面、断层面、裂隙等的倾向对滑坡的发育有很大的关系。同时，这些部位又易于风化，抗剪强度也低。当它们的倾向与边坡坡面的倾向一致时，就容易发生顺层滑坡以及在堆积层内沿着基岩面滑动；否则反之。边坡的断面尺寸对边坡的稳定性也有很大的关系，边坡也陡，其稳定性就越差，越容易发生滑动。如果坡高和边坡的水平长度都相同，但一个是放坡到顶，而另一个却是在边坡中部设置一个平台，由于平台对边坡的反压作用，就增加了边坡的稳定性。此外，滑坡若要向前滑动，其前沿就必须要有一定的空间，否则滑坡就无法向前滑动。山区河流的冲刷、河谷的深切以及不合理的大量切坡都能形成高陡的临空面，而为滑坡的发育提供了良好的条件。总之，当边坡的岩性、构造和产状等有利于边坡的发育，并在一定的外部条件下引起边坡的岩性、构造和产状等发生变化时，就能发生滑坡。
2．滑坡形成的外部条件
滑坡发育的外部条件主要有水的作用，不合理的开挖和坡面上的加载、振动、采矿等，以前两者为主。调查表明：90%以上的滑坡与水的作用有关。水的来源不外乎大气降水、地表水、地下水、农田灌溉的渗水、高位水池和排水管道等的漏水等。不管来源怎样，一旦水进入斜坡岩土体内，它将增加岩土的重度并产生软化作用，降低岩土的抗剪强度，产生静水压力和动水力，冲刷或侵蚀坡脚，对不透水层上的上覆岩土层起润滑作用，当地下水在不透水层顶面上汇集成层时，它还对上覆地层产生浮力作用等等。总之，水的作用将会改变组成边坡的岩土的性质、状态、结构和构造等。因此，不少滑坡在旱季原来接近于稳定，而一到雨季就急剧活动，形成“大鱼大滑，小雨小滑，不雨不滑”。这也说明了雨水和滑坡的关系。山区建设中还常由于不合理的开挖坡脚或不适当的在边坡上填放弃土、建造房屋或堆置材料，以致破坏斜坡的平衡条件而发生滑动。此外，振动对滑坡的发生和发展也有一定的影响，如大地震时往往伴有大滑坡发生，爆破有时也会引发滑坡。
四、滑坡防治措施
通过以上对滑坡的形态特征及滑坡形成条件的介绍，我们不难得出治理滑坡的相关工程措施。然而，一个滑坡的发生往往是多个因素综合作用的结果，因为，我们只有做详细的调查和分析计算后，才能制定出切合实际的防治措施。总的来说，治理滑坡应该坚持以防为主、综合治理、及时处理的原则。结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件，治理滑坡可以从以下两个大的方面着手：
1．消除和减轻地表水和地下水的危害
滑坡的发生常和水的作用有密切的关系，水的作用，往往是引起滑坡的主要因素，因此，消除和减轻水对边坡的危害尤其重要，其目的是：降低孔隙水压力和动水压力，防止岩土体的软化及溶蚀分解，消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有：防止外围地表水进入滑坡区，可在滑坡边界修截水沟；在滑坡区内，可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖，防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多，应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有：1，水平钻孔疏干；2，垂直孔排水；3，竖井抽水；4，隧洞疏干；5，支撑盲沟。
2．改善边坡岩土体的力学强度
通过一定的工程技术措施，改善边坡岩土体的力学强度，提高其抗滑力，减小滑动力。常用的措施有：1，削坡减载；用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度，而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施，要在施工前作经济技术比较。2，边坡人工加固；常用的方法有：1，修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体；2，钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程；3，预应力锚杆或锚索，适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡；4，固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度；5，SNS边坡柔性防护技术等。
五、结语
本文对滑坡的形态特征、影响边坡稳定性因素及滑坡形成条件、滑坡的防治措施做了简单的介绍。天然的或人工开挖形成的边坡到处可见，由于各种原因导致边坡失稳，引起各种规模的滑坡时有发生，给人们的生产生活带了巨大的灾难。因此，作为土木工程技术人员，我们有责任和义务去研究和治理滑坡，从而减少滑坡的发生和降低因滑坡造成的损失。相信通过我们研究的不断深入，滑坡现象将在一定程度上得到控制。
㈣ 管线工程地质灾害危险性综合分区评估
依据地质抄灾害危险性等级袭划分的标准，管线工程划分为28个区段（包括支线在内）（图7-8）。现将综合评估结果列于表7-7中。由表列可知，地质灾害危险性大的有6段，全长74km；危险性中等的有10段，全长178km；危险性小的有12段，全长546km。它们占河南段总长的比例分别为9.3%、22.3%和68.4%。因此河南段管线工程绝大多数建设用地是适宜和基本适宜的。
㈤ 管道地质灾害在主汛期应该怎么做好宣传工作
地质灾害防治宣传标语
1、预防地质灾害，确保人民生命财产安全。
2、实行预防为主回，避让与治理相结合的答地质灾害防治方针。
3、房前屋后，高陡边坡是地质灾害的高发、易发区。
4、边坡隐患险于明火，防治避让胜于救灾。
5、人为削坡和连续降雨是诱发地灾的主要影响因素。
6、加强监测，预防地质灾害。
7、地质灾害防治的重点在农村。
8、防治地质灾害，建设美好家园。
9、认识地质灾害，预防地质灾害。
10、地质灾害猛如虎。
11、监测避让，群测群防。
12、群测群防，防治地质灾害。
13、地质灾害防治以避让为先。
14、地质灾害防治从宣传开始。
15、普及地质灾害防治知识。
16、提高地质灾害防治能力。
17、防治地质灾害人人有责。
18、以人为本防地灾，预防为主保平安。
19、贯彻地质灾害防治条例 保护人民生命财产安全。
20、山谷易发泥石流，高陡边坡易滑坡。
21、暴雨易发地质灾害，雨过仍是关键时期。
22、泥石流、滑坡、崩塌有前兆，雨天留心要防范。
㈥ 管线工程地质灾害危险性综合分区段评估
依据国土资发〔2004〕69号文件附件《地质灾害危险性评估要求》，按照危险性大、危险性中等、危险性小三级进行综合分区（以代号A、B、C区分），并进一步分为不同地段（以阿拉伯数字1、2、3……区分）。按以上综合评估原则，甘肃段共划分出17个不同的危险性区段，其中危险性大的4段，危险性中等的6段，危险性小的7段，详见图5-8及表5-31。
（一）危险性大的区段（A）
在切割强烈的黄土丘陵区、黄土梁峁区和中低山区分布有众多中、小型崩塌、滑坡和泥石流。崩塌和危岩体大多是采石、取土形成；滑坡前缘的工程，都有不同程度的破坏，以老滑坡为主；泥石流沟主要在沟谷狭窄、沟床坡度大、边坡松散物多、植被覆盖度低的支沟中，危害严重、危险性大。黄土丘陵区和黄土梁峁区基本为自重湿陷性黄土分布区，切沟、冲沟、落水洞、黄土柱、黄土桥皆有所发现。
根据地质灾害体的分布规律、危害及危险性程度确定出危险性大的有4段，长152.8km，占管线总长的34.3%。分段说明如下：
图5-8 甘肃段地质灾害危险性分区图
1.兰州市西固小坪子—兰州市直沟门段（A1）
位于皋兰山前三、四级阶地及黄土丘陵区，地形起伏较大，多见高边坡及冲沟、泥石流沟。段内管线长29.0km，占管线总长度的6.5%。主要的地质灾害为崩塌、滑坡、泥石流、黄土湿陷和潜蚀。综合评估危险性大。
2.通渭县碧玉—秦安县莲花城段（A2）
该段属于黄土垄岗细梁与深沟地段，梁顶狭窄但相对平坦，梁脊长且略有弯曲，坡地中常发育黄土滑坡或黄土—泥岩滑坡，多为老滑坡。梁间沟谷深切，支沟多为泥石流沟。段内管线长44.0km，占管线总长的9.9%。主要的地质灾害为滑坡、泥石流、黄土湿陷和潜蚀。综合评估危险性大。
3.张家川县龙山镇—张家川县赵家沟段（A3）
属于黄土梁峁及沟谷地段，地形起伏较大，沟谷深切。段内管线长 11.0km，占管线总长的2.5%。主要的地质灾害为崩塌、滑坡、泥石流和黄土湿陷、潜蚀。综合评估危险性大。
4.张家川县韩家硖—天水市北道支线段（A4）
该段属于黄土垄岗细梁与深沟地段，梁顶狭窄但相对平坦，梁脊长且略有弯曲，坡地中常发育黄土滑坡或黄土—泥岩滑坡，多为老滑坡。梁间沟谷深切，支沟多为泥石流沟。段内管线长68.8km，占管线总长的15.5%。主要的地质灾害为滑坡、泥石流、黄土湿陷和潜蚀。综合评估危险性大。
（二）危险性中等的区段（B）
在切割较为强烈的黄土丘陵区、黄土梁峁区和中低山区分布有一定程度的中小型滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害体，危害中等，危险性中等。
根据地质灾害体的分布规律、危害及危险性程度确定出危险性中等的6段，合计长135.7km，占总长的30.5%。分段说明如下：
1.兰州直沟门—榆中县乔家营（B1）
处于兴隆山前，地形起伏较大，属于中等切割的黄土丘陵区，多见高边坡及崩塌。区段内管线长16.0km，占管线总长的3.6%。主要的地质灾害为崩塌、泥石流、黄土湿陷和潜蚀。综合评估危险性中等。
2.榆中县方店子—榆中县稠泥河（B2）
属于中等切割的黄土丘陵区，地形起伏较大，多见高边坡及崩塌。段内管线长13.0km，占管线总长的2.9%。主要的地质灾害为崩塌、泥石流、黄土湿陷和潜蚀。综合评估危险性中等。
3.榆中县高崖—定西市符川段（B3）
处于宛川河与关川河西支沟分水岭段，地形起伏较大，属于中等切割的黄土丘陵区，多见高边坡及崩塌。段内管线长19.5km，占管线总长的4.4%。主要的地质灾害为崩塌、泥石流和黄土湿陷、潜蚀。综合评估危险性中等。
4.定西市红土窑—通渭县碧玉段（B4）
处于关川河东支沟与牛谷河段，地形略有起伏，以河谷平原为主，河谷两侧泥石流及河岸崩塌发育。全长63.5km，占管线总长的14.3%。主要的地质灾害为崩塌、滑坡、泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性中等。
5.张家川县上磨村—张家川县马鹿前庄段（B5）
处于关山西部低山丘陵区，出露闪长岩、片麻岩、变质砂岩，上覆薄层黄土，基岩风化破碎十分强烈，地形起伏较大，沟谷切割较深。公路沿线多见崩塌与泥石流沟，地质环境相对脆弱。区内管线长20.5km，占管线总长的4.6%。主要的地质灾害为崩塌、泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性中等。
6.张家川县马鹿官山沟口—张家川县老爷庙段（B6）
处于关山林区，马鹿牧场，植被覆盖率高。由闪长岩、片麻岩、变质砂岩构成，上覆薄层坡残积，边坡处基岩风化破碎十分强烈，地形起伏较大，沟谷深切，官山沟沟口多见采石场崩塌，地质环境脆弱。段内管线长3.2km，占管线总长的0.7%。主要的地质灾害为崩塌、洪水冲蚀。综合评估危险性大。
（三）危险性小的区（C）
在冲洪积平原区、榆中盆地和部分黄土丘陵区分布有一定程度的小型崩塌和泥石流等地质灾害体，其危害及危险性小。
根据地质灾害体的分布规律、危害及危险性程度确定出危险性小的7段，合计长156.5km，占总长的35.2%。分段说明如下：
1.兰州市西固首站—兰州市西固小坪子段（C1）
位于兰州盆地一—二级阶地，地形平坦，段内管线长2.0km，占管线总长的0.4%。主要的地质灾害为黄土湿陷，局部可能有地面塌陷。综合评估危险性小。
2.榆中县乔家营—榆中县方店子（C2）
处于榆中盆地，地形平坦开阔，局部略有起伏。段内管线长17.2km，占管线总长的3.9%。主要的地质灾害为泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性小。
3.榆中县稠泥河—榆中县高崖段（C3）
处于关川河河谷平原，地形平坦开阔，局部略有起伏。段内管线长 16.0km，占管线总长的3.6%。主要的地质灾害为泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性小。
4.定西市符川—定西市红土窑段和定西市景台上—定西市安定区（C4）
该段处于关川河东、西支流河谷平原区，Ⅰ—Ⅱ阶地发育，地形平坦开阔。段内管线长59.8km，占管线总长的13.5%。主要的地质灾害为泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性小。
5.秦安县莲花城—张家川县龙山镇段（C5）
位于清水河河谷平原区，Ⅰ阶地发育，地形平坦开阔，左岸山坡多见中—大型老滑坡，距管道1～3km。段内管线长48.0km，占管线总长的10.8%。主要的地质灾害为泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性小。
6.张家川县赵家沟—张家川县上磨村段和张家川县城关镇—张家川县韩家硖支线段（C6）位于后川河河谷平原区，Ⅰ—Ⅱ阶地发育，地形较为平坦。段内管线长8.5km，占管线总长的1.9%。主要的地质灾害为泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性小。
7.张家川县马鹿前庄—张家川县官山沟沟口段（C7）
属于关山山间盆地，Ⅰ阶地发育，地形相对平坦开阔。段内管线长5.0km，占管线总长的1.1%。主要的地质灾害为洪水冲蚀和黄土湿陷。综合评估危险性小。
㈦ 地质灾害防治措施与防治原则
一、地质灾害防治途径与基本方法
如前所述，地质灾害的形成必须具备灾害体和受灾体。这两方面条件决定了成灾程度。因此，防治地质灾害的基本途径主要有两方面：第一，限制灾害源，消除或消弱灾害体活动能量，解除或缓解灾害活动威胁；第二，对受灾体采取防避保护措施，使其免受灾害破坏，或增强受灾体对灾害的抵御能力。
防治地质灾害的具体方法主要包括：
保护和治理区域地质自然环境，消弱灾害活动的基础条件。其基本措施是根据区域条件，科学地进行资源开发和工程建设活动，特别注意合理利用土地资源、水资源、生物资源，避免过度开发。在广大山区应广泛植树造林，治山治水，宜农则农，宜牧则牧，宜林则林，涵养水土，防治水土流失。在城镇和沿海地区，尤其注意合理开发利用地下水资源，量入为出，保持地下水动态平衡，防止地下水环境恶化，预防地面沉陷和海水入侵等活动。
加强地质灾害勘查。弄清地质灾害的分布情况与形成条件。合理制定城镇规划，选择工程建设场地，尽可能避开地质灾害危害区；对于必须在地质灾害危险区实施的工程建设，制定防灾规划，实施预防措施。
对重要受灾体实施专门性防治工程。为了保护城镇、企业和铁路、公路、桥梁、房屋等工程建设安全，应专门实施不同的防护工程、加固工程等。对不同防灾工程措施不一，将在下面进行专门论述。
加强灾害监测，有效地进行灾害预测预报。应根据需要及时疏散人口、财产、或采取其它措施，最大限度地减少灾害损失。
二、地质灾害防治措施
虽然各种地质灾害的防治途径基本相同，但具体措施不一。所以，无论是哪种地质灾害，都必须首先进行深入细致的勘查工作，以查清灾害体范围、性质、活动条件和受灾体类型、分布情况等。在勘查的基础上选择防治措施，并合理地设计工程规模，取得充分的减灾效果。
（一）崩塌（危岩）灾害防治措施
1.清除危岩
对规模小、危险程度高的危岩体可采用静态爆破或手工方法予以清除，消灭隐患。
2.部分削坡
对于规模较大的危岩体，难以全部清除其隐患。但可以在危岩体上部清除部分岩土体，降低临空面的高度，减小斜坡坡度和上部荷载，提高斜坡稳定性，从而降低危岩的危险程度或减少其它防治工程的工程量。
3.排水防渗
在危岩体及其周围地带，应修建地面排水系统和堵塞裂隙孔洞，以防治过量地表水进入危岩斜坡，从而提高危岩稳定程度，减少崩塌机会。
4.加固斜坡、改善危岩岩土结构，提高斜坡稳定程度
所采取的措施，其具体内容有：①灌浆加固，以增强岩体完整性，提高岩体强度。②采用支撑墩、支撑柱、支撑墙等支撑措施保护斜坡，防止坍落。③采用预应力锚杆或锚索等锚固措施加固危岩体，防止崩落。④软基加固，即在危岩或陡崖底部发育有泥岩等软弱岩层时，采用喷浆护壁等方法保护软基，防止强烈的风化作用和水体浸泡。如在软基发育部位已形成风化凹腔，应根据规模、形态，采用嵌补、支撑、喷浆护壁等方法保护加固；如凹腔内积水，应进行疏干，并采取措施防止继续浸水。
5.拦截
对于在雨季才发生活动的坠石、剥落或小型崩塌活动，可在岩石崩落滚动途中修建落石平台、落石槽、挡石墙等，以拦截落石，防止破坏建筑设施。
6.遮挡
为了防止小型崩塌对铁路等工程设施的破坏，可修建明硐、棚硐等对工程设施进行保护。
7.加强监测预报
（1）危岩体形变监测主要手段包括：通过地面观察、形变测量、地倾斜测量、综合自动监测等方法从外部监测危岩体位移、裂缝变形、地面倾斜等现象；采用钻孔倾斜测量、电测、声发射监测、地应力测量等方法从内部监测危岩体深部变形位移及应力变化情况。
（2）激发崩塌活动要素监测主要包括雨量监测、水文动态监测、地下水动态监测、地温场监测、地震监测等。
（3）综合分析与预测预报基本方法是分析斜坡稳定程度，建立危岩变形数值模型，确定崩塌活动的临界值。在条件允许时，应建立预警系统，进行有效的灾害预报。
8.躲避搬迁对于威胁严重，防治困难的建筑设施，应选址搬迁，避免受害。
（二）滑坡灾害防治措施
1.消除或减轻地表水、地下水对滑坡的诱发作用
（1）修建排水沟，拦截地表水，减少进入滑坡体的地表水量，并及时将滑坡体发育范围内的地表水排走，减轻地表水对斜坡的破坏。
（2）修建截水盲沟和支撑盲沟、开挖渗井或截水盲洞、敷设排水渗管、实施排水钻孔等，以拦截疏导地下水，减轻地下水对斜坡的破坏。
2.改善斜坡状况，增加滑坡平衡稳定条件
（1）在滑坡体上部削坡减重，在坡脚加填，改变斜坡外形，降低斜坡重心，提高滑坡稳定程度。
（2）修建抗滑垛、抗滑柱、抗滑墙、抗滑洞等支挡工程，阻止滑坡体滑动，提高斜坡稳定程度。
（3）实施锚固工程，“加固”滑坡，提高斜坡稳定程度。
（4）采用焙烧法、电渗排水法、灌浆法等物理方法或化学方法，改善滑坡体岩土性质，提高软弱岩土层强度，提高斜坡稳定程度。
3.加强监测预报
（1）滑坡体形变监测通过地面观察、形变测量、地倾斜测量、综合自动监测等方法监测裂缝变形、滑坡体水平位移、垂直形变以及滑坡体上树木、房屋等工程设施形变等情况。采用倾斜仪测量、短基线测量、地应力测量等监测滑坡体内部形变位移情况。
（2）激发滑坡活动的外界要素监测主要包括降水监测、水文动态监测、地下水动态监测、地震监测等。
（3）综合分析与预测预报方法与崩塌预测预报基本相同。
4.躲避搬迁
对于威胁严重，防治困难的工程建筑，应选址搬迁，避免灾害破坏。
（三）泥石流灾害防治措施
1.实施生物措施，保护水土，消弱泥石流活动的基本条件
基本方法是保护森林植被。禁止滥砍乱伐，合理耕牧，并且有计划地植树种草，以提高森林覆盖率和植被覆盖率，抑制水土流失，减缓泥石流活动。
2.实施工程措施，限制泥石流活动，保护耕地与工程设施
（1）拦挡工程修建谷坊、拦砂坝、格栅坝等，蓄水拦砂，减小泥石流流速、容重、规模，抬高局部沟段侵蚀基准，护床固坡，降低泥石流冲刷破坏能力，减轻沟床侵蚀。
（2）排导工程修建导流堤、急流槽、束流堤等，引水输砂，规范泥石流路径，防止漫流，降低泥石流流速，削弱泥石流冲击破坏能力。
（3）停淤工程根据泥石流发育地区地形条件，修建停淤场，将泥石流引入预定场所减速停淤，防止漫流。
（4）沟道整治工程采用固床砂坝、水泥砂浆砌石、石笼等方法保护泥石流沟坡，防止岸坡坍塌、滑移；在沟底进行铺砌或修建肋板稳固沟底，减少沟底冲刷。
（5）防护工程与错避工程对泥石流地区的铁路、公路、桥梁、隧道、房屋等工程设施，进行防护或错避，抵御或避开泥石流的危害。防护工程包括修建护坡、挡墙、顺坝、丁坝等。错避工程主要包括跨越式错避、穿过式错避等。跨越式错避是指修建桥梁，使工程设施凌架于泥石流沟上空，免受泥石流破坏。穿过式错避则是将工程设施置于泥石流沟地下，避开泥石流破坏。
3.监测预报
除利用遥感技术，结合气象资料分析，进行区域泥石流活动中长期预报外，主要是利用降雨预测进行泥石流活动的短期预报和临灾警报。此外，还可利用泥石流遥测地声警报器、泥石流超声波泥位警报器、地震式泥石流警报器等仪器直接监测泥石流活动，并进行短期预报和临灾警报。
4.躲避搬迁
对于威胁严重，难以防护的工程建筑，应选址搬迁，避免灾害破坏。
（四）岩溶塌陷灾害防治措施
1.控水措施
（1）地表水防水措施在塌陷区周围修建排水沟，防止地表水进入塌陷区，减少向地下的渗入量。在地势低洼、洪水严重的防治区围堤筑坝，防止洪水入侵灌入塌陷洞或岩溶孔洞。对塌陷区内严重淤塞的河道进行清理疏通，加速泄流，减少对岩溶水的渗漏补给。对严重漏水的河溪、库塘，铺底防漏或人工改道，减少地表水倒灌。对严重灌水的塌陷洞隙采用粘土或水泥灌注填实，减少地表水入渗倒灌。采用混凝土、氯丁橡胶、玻璃纤维涂料等封闭地面，增强地表土层强度，防止地表水冲刷入渗。
（2）地下水控水措施根据水资源条件规划地下水开采层位、开采强度、开采时间，合理开采地下水。必要时进行人工回灌，控制地下水动态，限制地下水位的频繁升降，并使动水位最低水位不低于基岩面，保持岩溶水承压状态。在地下水主要迳流带修建堵水帷幕，减少区域地下水补给，促使外围地下水位升高，防止塌陷向外围地带扩展。在矿区井下修建防水闸门，建立有效的排水系统，对水量较大的突水点进行注浆封闭，控制矿井突水、突泥，避免矿区地下水大排大放，防止地下水位和岩溶水压力的大起大落，控制地面塌陷活动。
2.加固措施
（1）挖填当孔洞规模和埋藏深度较小时，可清除岩溶上部覆盖层中的软弱土层和洞穴中的软弱充填物，回填碎石或混凝土，改善建筑场地条件，提高地基强度。
（2）强夯在土体厚度较小，地形平坦情况下，采用强夯砸实覆盖层，破坏土洞，提高土层强度。
（3）灌注填充在溶洞埋藏较深时，通过钻孔灌注水泥砂浆，填充岩溶孔洞，提高强度。
（4）钻孔充气钻孔深入到基岩面下溶蚀裂隙或溶洞的适当深度，破坏真空腔的岩溶封闭条件，减少发生塌陷的机会。
（5）采用锚固柱、栅栏柱，支撑建筑物，防止洞穴坍塌。
（6）跨盖采用梁式基础、拱形结构，或以刚性大的平板基础跨越、敷盖溶洞，避免塌陷危害。
3.监测预测
目前对岩溶塌陷还没有建立有效的预报方法，只能根据专门地质调查，查明岩溶分布情况和岩溶塌陷的活动规律，结合浅层地质雷达探测和地下水动态监测、水文动态监测、气象预报等方法，进行一般性预测。
（五）地裂缝灾害防治措施
1.控制人为因素对地裂缝活动的强化作用
主要是合理开采地下水，限制地下水位大幅度下降，从而控制地面沉降活动，防止地面沉降对地裂缝的促进活动。其次是在矿区井下开采时，根据实际情况，控制开采范围，增多、增大预留保安柱，防止矿井坍塌诱发地裂缝。
2.建筑设施避灾、防灾措施
（1）查明地裂缝发育带及潜在危害区，据以作好城镇发展规划和场地工程地质勘查，合理规划工程建筑物布局，使工程设施尽可能避开地裂缝危险带，特别是严格限制永久性建筑设施横跨地裂缝，一般避让宽度不少于4～10m。
（2）对于已建在地裂缝危害带内的工程设施，应根据具体情况采取加固措施进行加固。对于必须建在地裂缝危害带内的新的工程设施，应实施设防措施。如跨越地裂缝的地下管道工程，可采用外廊道隔离、内悬支座或内支座式管道活动软接头连结措施预防地裂缝的破坏。对于已受地裂缝严重破坏的工程设施，进行局部拆除或全部拆除，防止对整体建筑或相邻建筑造成更大规模破坏。
3.监测预测措施
通过地面勘查、地形变测量、断层位移测量以及音频大地电场测量、高分辨纵波反射测量等方法监测地裂缝活动发展情况，预测预报地裂缝发展方向、速率及可能危害范围。
（六）地面沉降灾害防治措施
1.控制人为活动对地面沉降的促进作用
（1）根据水资源条件，限制地下水开采量，防止地下水水位大幅度持续下降，控制地下水降落漏斗规模。
（2）根据地下水资源的分布情况，合理选择开采区，调整开采层和开采时间，避免开采地区、层位、时间过分集中。
（3）人工回灌地下水，补充地下水水量，提高地下水水位。
2.防护措施
地面沉降除有时会引起工程建筑不均匀沉降外，主要是因沉降区地面标高降低，导致积洪滞涝，海水扩侵等次生灾害。次生灾害可造成十分严重的破坏损失。针对这些次生灾害，采取的主要防护措施是修建或加高、加固防洪堤、防潮堤、防洪闸、防潮闸以及疏导河道，兴建排洪排涝工程等。
3.监测预测
基本方法是设置分层标、基岩标、孔隙水压力标、水准点、水动态监测网、水文观测点、海平面观测点等。定期进行水准测量；进行地下水开采量、地下水位、地下水压力、地下水水质监测及回灌监测；进行河流水位、流量监测；进行潮汐及海平面变化监测等。根据地面沉降活动条件和发展趋势，预测地面沉降速度、幅度、范围及可能危害。
（七）海水入侵灾害防治措施
1.控制人为活动对海水入侵活动的促进作用
（1）限制地下水开采量，防止地下水水位持续下降。使地下水位保持在海平面或地下咸水水位以上，并具有一定的水头压力。使其能维持滨海地区地下水与海水动力平衡，扼制海水入侵。
（2）利用回灌井、回灌廊道等实行人工回灌，补充地下水，提高滨海地区地下水水位。
（3）在发生海水入侵或容易诱发海水入侵的滨海地带，禁止挖砂，保护海岸，防治海岸侵蚀，削弱海水沿河上溯活动。规范晒盐、海产养殖，防止人为将大量海水抽引到陆地，减少海水补给源。
2.限制海水入侵的工程措施
（1）修建防潮闸，抑制海水沿河上溯活动。
（2）建造隔水墙或防渗围幕，阻断海水入侵通道，扼止海水扩侵。
3.监测预测
主要监测手段是建立地下水动态监测网，进行水位、水化学监测，必要时辅以海水水文动态监测。根据海水入侵活动机制和历史海水入侵规律，预测海水入侵速率、规模、危害范围。
（八）膨胀土胀缩灾害防治措施
主要包括避灾措施和防灾、治灾措施。
在进行城镇规划和建筑工程选址时，要进行充分的地质勘查，查明工程地质条件，弄清膨胀土的分布范围、发育厚度、埋藏深度以及膨胀土的物理力学性质；在此基础上合理规划建筑布局，使容易受害的建筑工程尽可能避开膨胀土发育区。在膨胀土分布面积比较大，难以选择非膨胀土工程场地时，尽可能选择地形简单、膨胀土胀缩性相对较弱、厚度较小而且地下水水位变化较小、容易排水，而且没有浅层滑坡和地裂缝的地段进行工程建筑，最大限度地减少膨胀土的危害。
在膨胀土发育区进行工程建筑时，应避免大挖大填，加宽建筑物四周散水，设置圈梁，敷设砂垫。铁路、公路施工避免深长路堑，多填少挖，路堤底部垫砂，路堑设置挡土墙，边坡植草铺砂。水利工程要快速施工，合理堆放弃土；必要时设置抗滑桩、挡土墙；渠道要合理选择渠坡坡角；穿过垅岗时使用涵管、隧洞。工程设施附近要修建排水设施，避免降雨、地表水、城镇废水等大量渗入地下。同时要合理开采地下水，保持地下水位相对稳定，避免地下水位大幅度地频繁升降，防止膨胀土反复胀缩。
对于已受膨胀土破坏的工程设施则视具体情况，采用加固、拆除重建等措施进行治理。
综合上述8种地质灾害的防治措施，基本可分为4个方面，即：削弱灾害活动强度措施；受灾体防护措施；监测预报措施；避灾措施。不同灾害的具体方法不同（表8-1）。
三、地质灾害防治基本原则
地质灾害防治的根本目标是取得最充分的减灾效果。然而要实现这个目的，必须遵照下列原则科学地规划、设计、实施防治工程。
（一）预防为主的原则
地质灾害虽然是一种不可避免和无法准确预测的自然现象。随着人类科学技术水平及社会生产力水平的不断发展，人类对地质灾害的认识水平逐渐提高，因此，在灾害面前拥有了越来越大的自主能力。这主要表现在两个方面：第一，在一定程度上可以减少灾害发生机会，削弱灾害活动强度；特别是对于那些主要因人为活动控制的地质灾害，可以通过调整人类活动基本扼制灾害的发展，防止或减少灾害的破坏损失。例如，可以通过人工改变斜坡形态、负荷，减少地表水入渗，加固斜坡等方法增强斜坡稳定程度，减少发生崩塌、滑坡发生的可能；可以通过限制地下水开采量，调整地下水开采层等方法，控制地下水水位，预防和限制地面沉降、海水入侵的发生与发展。第二，有效地进行灾害预测预报，及时避灾。在地面塌陷、地裂缝和膨胀土发育地区，尽可能使工程设施避开高危险区。对于崩塌、滑坡、泥石流等突发性灾害可进行综合监测，根据灾害发生的危险程度，及时疏散人口、财产，减少灾害损失。实践证明，适时采取预防措施是防止灾害破坏，减少灾害损失的最有效途径。
（二）防灾减灾的相对性、持续性原则
尽管人类对地质灾害的防治手段越来越丰富，防治技术越来越高超，但要想制止地质灾害的发生，或者是完全预测预报地质灾害，彻底防治地质灾害是不可能的；无论是现在，还是将来，对地质灾害的防治效果永远也不会达到百分之百。因此，任何时候人类所进行的防治工作都是相对的。基于这种现实，地质灾害的防治是一项长期的、艰巨的任务。为了促进社会经济的健康发展，地质灾害防治要长期持续地进行下去，在不同社会经济发展阶段，力求取得与之相应的减灾效果。
表8-1地质灾害主要防治措施
（三）全面规划与重点防治相结合的原则
地质灾害防治除了具有长期性特点外，还具有广泛性特点。因此，要取得充分的减灾效果，首先要做好防治规划，根据不同地区地质灾害发育情况和不同时期社会经济发展需要，提出地质灾害防治目标、防治对策与措施，从总体上指导地质灾害防治工作。
由于我国是一个发展中国家，目前科学技术水平和社会财力还都不高，因此，不可能对所有地质灾害进行全方位的彻底防治。在这种情况下，只能在全国和地区灾害防治规划指导下，一方面加强区域环境保护与治理，改善地质自然环境，削除或削弱地质灾害活动的背景条件；另一方面选择受地质灾害威胁强烈，破坏损失严重的城镇、交通干线、重要企业等实施重点防治，使有限的资金发挥最大的减灾效果，真正做到“好钢用在刀刃上”。
（四）防治地质灾害与其它社会经济活动相结合的原则
实践证明，地质灾害防治工作常常并不是孤立进行的，它与其它社会经济活动具有不同程度的联系。因此，把防治地质灾害措施与其它环境治理结合起来，并且把地质灾害防治纳入国家和地区社会经济规划，可以取得充分的效果。
首先，从宏观上看，地质灾害防治与土地资源开发、水资源开发、矿产资源开发、植被资源开发以及城镇建设、交通建设等具有直接关系。因此，地质灾害防治应该与这些活动有机地结合起来：一方面在这些活动中积极主动地进行相应地质灾害的防治工作；另一方面地质灾害的有效防治将促进这些活动的正常进行，二者取得相互促进的效果。另外，地质灾害防治不仅是中央政府的责任，而且是一种广泛的社会行为。因此，随着国家改革开放的深入和市场经济的发展，地方政府、企业以及个人在发展经济活动中，为了免受灾害损失，取得效益和利润，就应该将所涉及的地质灾害防治工作纳入经济活动之中，在市场经济利益驱使下开展防治工作。
（五）防治工程最优化原则
地质灾害防治工程一般需要比较巨大的投入。它所防治的对象是复杂的自然现象，所以地质灾害防治工程既是复杂的技术工作，又是复杂的经济工作。无论是哪个部门实施哪种防治工程都需要本着最优化原则审慎对待。最优化原则的核心就是实现科学性、可操作性与最小风险、最大效益的有机结合。
1.科学性
其科学性主要体现在：防治工程类型选择要有充分依据，符合地质灾害的减灾特点或受灾体的防护需要；防治工程设计要有针对性，符合国家有关标准和规范要求。
2.可操作性
其可操作性主要体现在：在目前技术水平条件下能顺利实施；在人力、物力、财力方面有充分保障；现场环境没有严重障碍。
3.最小风险
地质灾害防治工程是在对灾害评价基础上实施的。由于对灾害破坏损失认识的不彻底性，所以防治工程具有一定的风险。其主要表现在：防治工程不完全符合地质灾害成灾特点和受灾体防护需要；设防标准不完全符合灾害活动概率和成灾规模，因而导致防治工程部分失效、完全失效或者超标准运行；防治工程不符合施工标准，达不到预期功能或达不到使用年限。基于这种性质，在设计、实施防治工程时，要力求将风险程度降到最低程度。
4.最大效益
其主要表现是以尽可能少的人力、物力、财力和时间投入，取得最大、最长效的经济效益和社会效益、环境效益。
㈧ 忠—武管道张家沟危岩治理工程
8.4.1张家沟危岩基本特征
张家沟危岩（群）位于重庆市石柱县黄水镇张家沟左侧斜坡，管道里程047+603～047+826。地理坐标：北纬30°05′10.9″、东经108°25′43.3″，高程（沟底）1325～1340m。川汉公路（省道）从张家沟左侧通过，交通便利。
石柱县属于云贵高原东北的延伸部分，为巫山大娄山中山区，齐耀山、方斗山近平行排列纵贯全境。地势东南高、西北低，呈起伏状下降。黄水镇大风堡海拔高1934.1 m，西沱镇陶家坝海拔仅119m。境内以中山、低山为主，兼有山原、丘陵，危岩所在地海拔高程1324～1400m。区内出露地层主要为侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）砂岩夹泥质粉砂岩，砂岩呈中厚层状，泥质粉砂岩呈中薄层状。岩层产状近水平，张家沟测得岩层产状为55°∠4°
危岩（群）发育在侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）长石石英砂岩地层中，危岩所在的张家沟沟底高程1325～1340m，危岩所在高程1340～1400m，临空高度20～75m。在顺管道约200m范围段，共发现6个危岩体，自上游往下游依次编号为A、B、C、D、E、F（图8-7），危岩体之间相距10～40m。单个危岩体积300～2300m3。
8.4.1.1危岩地形地貌特征
张家沟自西向东流，旱季（调查期间）流量约5l/s，沟底宽度一般在10～30m。危岩发育在张家沟的左侧斜坡，处于张家沟向南弯拐的突出斜坡部位。斜坡坡度40°～60°，局部陡崖（危岩）部位近直立。根据陡崖（危岩）分布高程，可分出两级，下一级基脚部位高程1350～360m，临空高度（距管道高度）20～30m左右，分布有A、C、D、E等4个危岩体；上一级1380～1400m，临空高度（临下级危岩顶部高度）也为20～30m左右，分布有B、F等2个危岩体。两级危岩陡崖之间有10～30m宽窄不等的缓坡过渡带。
8.4.1.2危岩空间形态结构
根据现场地质调查测绘资料，绘出各个危岩体的剖面如图8-8～图8-12。这些危岩体的一些基本特点是：后缘拉裂张开，正面上悬下凹。后缘拉张裂缝宽数厘米至数十厘米，一般都是上宽下窄。前缘临空面，由于岩层的差异风化和剥蚀，危岩体下部均出现不同程度的内凹岩腔，使得危岩上部岩体悬空。外倾的拉张裂缝与内凹的岩腔联合控制下，使得危岩体呈现“头重脚轻”的不稳定状态（照片8-19～照片8-23）。
图8-7 张家沟危岩（群）平面分布示意图
各危岩体规模特征列于表8-4。
表8-4 各危岩体规模特征
危岩体发育在侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）细粒长石石英砂岩，岩性坚硬，产状平缓，层理倾角在10°以内。坚硬的近水平产出的岩体，易于形成高陡的斜坡，从而有利于危岩体的孕育。
岩层中发育节理，节理主要两组，一组倾向南东、倾角中等到陡倾（120～130°∠60～70°）；另一组倾向南西、倾角中等到陡倾（210～220°∠60～70°）。由于张家沟在此段由南东流转向北东流，使得拐点上游与下游左岸斜坡分别与其中一组节理平行，从而节理成为危岩体的控制结构面。
促使危岩体形成的另一个因素是卸荷作用。新构造运动以来渝东—鄂西地区强烈隆升、河流快速下切，陡峻的山坡中卸荷作用强烈。顺坡向的节理在卸荷作用下易于张开。两组节理分别平行和垂直于边坡临空面。
图8-8 A危岩体剖面图
照片8-19 A危岩体后侧裂缝
图8-9 B危岩剖面图照片
照片8-20 B危岩体仰视
图8-10 C危岩剖面图
照片8-21 C危岩后侧裂缝
图8-11 D危岩剖面图
照片8-22 D危岩及后侧裂缝
图8-12 E危岩剖面图
照片8-23 E危岩体及后侧
8.4.1.3岩石物理力学特征
危岩体所在地层为侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）厚层－块层状砂岩，基岩较完整，表层岩石中等到弱风化。采取了一些岩块及结构面样品，试验结果见表8-5，结构面抗剪强度参数见表8-6。根据试验参数及类比相似地质条件的岩体物理力学性质，给出张家沟危岩岩体的物理力学建议参数（表8-7）。
表8-5 危岩岩块物理力学试验成果
表8-6 危岩结构面抗剪强度检验成果
表8-7 张家沟危岩岩土物理力学参数建议值
8.4.2危岩稳定性分析
8.4.2.1危岩变形宏观分析
张家沟危岩群各个危岩体后侧均不同程度的发育拉张裂缝，缝最宽处近1m；各个危岩体两侧均见到裂缝，它们很可能是相互贯通的；裂缝切割深度大，接近基脚部位。从正面看，危岩体中下部内凹，上部突出。从空间上看，危岩体几乎是“站立”在陡坡上，且“头重脚轻”，所以，危岩体呈不稳定状态。
相邻两危岩体之间地形上呈一缺口，此缺口是老危岩体崩塌后留下的，一些部位还可观察到危岩崩塌后岩壁上留下的滑动擦痕。
影响危岩体稳定的因素包括降雨、风化剥蚀及地震动。降雨、特别是特大暴雨时，危岩后侧裂缝可能积水，形成静水压力，给危岩体增加了侧向的推力；由于存在差异风化剥蚀，危岩体下部均出现了岩腔，在进一步风化的条件下，支撑力降低，最终导致危岩崩塌；当遇到地震动如地震时，震动力可能导致危岩崩塌。
8.4.2.2危岩稳定性计算分析
危岩后部裂缝张开，按危岩顺底部滑面滑动，即单平面滑动计算其稳定性。假定滑动面的强度服从库仑－莫尔判据。
由于该地区地震基本烈度为Ⅵ度，故而不将地震因素列入考虑范畴。
张家沟危岩体经过计算，得出稳定性系数η＝1.17，处于临界～欠稳定状态，存在潜在危险。而危岩体下方正是忠县—武汉输气干线，一旦发生危岩体的破坏，将直接威胁整个忠县—武汉输气管道线。
8.4.3危岩危害性评价
8.4.3.1计算方法
根据根据运动学原理，在各种边坡坡面条件下，落石会产生不同运动状态。
1）坠落
当块体在陡峭边坡下落，在自重作用下，基本不受阻挡时，会产生自由落体运动。落石速度为：
山区油气管道地质灾害防治研究
式中：v为块体崩落速度（m/s）;
g为重力加速度（9.8m/s）;
H为崩落点至计算点高度（m）。
2）滑动
当块体的自重下滑分力大于摩擦力时，即mgsinα＞T时，块体将发生向下的滑动。根据功能原理，落石速度为
山区油气管道地质灾害防治研究
式中：v0为块体滑动运动初速度（m/s）;
H为滑动点至计算点垂直高度（m）;
f为滑动摩擦系数；
α为坡角。
3）滚动
块体在初速度和加速度的作用下，会发生滚动理想的刚体运动学中，滚动不考虑接触面的弹塑性变形，而在实际的工程中往往要考虑弹塑性问题，边坡坡面会在接触点处产生弹塑性变形，从而阻碍块体的运动.考虑弹塑性变形时，根据机械能守恒定律，得块体的速度：
山区油气管道地质灾害防治研究
式中：r为块体惯性半径（m）;
a为球体或柱体的半径（m）;
k为滑动摩阻系数（m）;
h为滑动开始点至计算点的垂直距离（m）。
4）弹跳
弹跳时，块体做斜抛运动，由运动学基本原理，块体做斜抛运动时的速度为：
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式中：v0为落石的初速度（m/s）;
vx为任一时间沿x方向的速度分量（m/s）;
vy为任一时间沿y方向的速度分量（m/s）；
β为初速度方向与斜坡坡面的夹角；
t为碰撞发生开始至计算点的时间（s）。
发生碰撞前的运动轨迹方程为：
山区油气管道地质灾害防治研究
式中：x为沿x方向的位移分量（s）;
y为沿y方向的位移分量（s）。
在下一次碰撞发生前的瞬间块体速度为：
山区油气管道地质灾害防治研究
根据牛顿的碰撞理论，下一次碰撞开始后，由于碰撞中产生的动能损失，需要将初速度乘以恢复系数。在落石计算中，恢复系数可以根据现场推石试验或者由崩塌遗迹的岩块位置利用上述公式，经过多次试算得到，则碰撞结束后的初始速度为：
山区油气管道地质灾害防治研究
式中：Rt为切向恢复系数；
Rn为法向恢复系数。
5）动能的计算
计算速度的最终目的是通过动能公式计算能量，以便选取防护措施，动能的计算公式为：
山区油气管道地质灾害防治研究
式中：v为块体速度（m/s）;
m为块体质量（kg）;
E为块体动能（k J）。
8.4.3.2计算结果
1）A危岩
A危岩相对位置低，危岩坠落时初速度为0，计算得危岩的运动路径、运动过程中速度变化及能量变化的结果分别如图8-13、图8-14、图8-15所示。
A危岩重4378.5t，危岩在斜坡下部覆盖层处停止，由4m/s骤减至0，需在覆盖层处消耗0.5×105KJ的能量，能量巨大，足以把覆盖层连同管道一起推走。一旦危岩坠落，必然摧毁管道。
图8-13 A危岩运动路径
2）B危岩
B危岩相对位置较高，计算得危岩的运动路径、运动过程中速度变化及能量变化的结果分别如图8-16、图8-17、图8-18所示。
B危岩坠落后直接砸中管道的概率约40%，此时速度近25m/s，总动能近4.5×105KJ。危岩坠落，有可能摧毁管道。
3）C危岩
计算得C危岩崩塌后的运动路径、运动过程中速度变化及能量变化的结果分别如图8-19、图8-20、图8-21所示。
C危岩坠落后在斜坡下覆盖层界线上有一个落地点，此时速度近13m/s，总动能近9×105KJ。一旦危岩坠落，必然摧毁管道。
4）D危岩
计算得D危岩崩塌后的运动路径、运动过程中速度变化及能量变化的结果分别如图8-22、图8-23、图8-24所示。
从危岩可能运动路径分析，D危岩坠落后都会在管道附近（距管道5m以内）有落地点，此时速度近14m/s，总动能近3.5×105KJ。一旦危岩坠落，必然摧毁管道。
5）E危岩
图8-14 A危岩动能变化曲线
图8-15 A危岩速度变化曲线
计算得E危岩崩塌后的运动路径、运动过程中速度变化及能量变化的结果分别如图8-25、图8-26、图8-27所示。
从危岩可能运动路径分析，E危岩坠落后都会在管道附近（距管道5m以内）有落地点，此时速度近9m/s，总动能近2×105KJ。一旦危岩坠落，必然摧毁管道。
6）F危岩
图8-16 B危岩运动路径
图8-17 B危岩动能变化曲线
计算得C危岩崩塌后的运动路径、运动过程中速度变化及能量变化的结果分别如图8-28、图8-29、图8-30所示。
从危岩可能运动路径分析，F危岩坠落后都会在管道附近（距管道5m以内）有落地点，此时速度近18m/s，总动能近2×105KJ。一旦危岩坠落，必然摧毁管道。
图8-18 B危岩平均速度变化曲线
图8-19 C危岩运动路径
8.4.4治理方案
张家沟地质环境条件差，危岩集中，在本次勘察的200余米长地段，共发现了6个危岩体，单个危岩体体积小者300余立方米，大者2000立方米以上。危岩体后缘裂缝宽大，前侧下部存在岩腔，呈三面临空状态。进一步剥蚀风化或遇强降雨、地震等条件下，危岩体有失稳的可能。历史上有崩塌留下的痕迹，沟中有崩塌留下的巨型块石。管道敷设在斜坡坡脚，上距危岩30～50m。若危岩崩塌滑落，势必会摧毁管道，从而对管道安全构成严重威胁。所以，对危岩进行治理非常有必要。
图8-20 C危岩动能变化曲线
图8-21 C危岩平均速度变化曲线
治理的总体思路是：①对危岩体逐一进行加固，防治其崩塌；②对管道进行保护，遇危岩崩塌时不致破坏管道。针对这两条治理思路，提出两种治理方案：
一是对各个危岩体设置支撑柱＋锚杆。岩腔部位设置钢筋混凝土支撑柱，通过锚杆将支撑柱与危岩体联结，锚杆穿过危岩后侧控制结构面进入稳定岩体一定深度，使支撑柱、危岩体及基岩成为一个整体，达到防治危岩崩塌滑落的目的。
图8-22 D危岩运动路径
图8-23 D危岩动能变化曲线
二是管道上设置钢筋混凝土拱架。拱架的作用相当于盖板，但能承受的冲击力更强，因为危岩体规模大、势能大，崩塌岩块到达管道附近时会有很大冲击力。
在具体实施中采用了二者结合的治理方案，即：在上部采用锚索锚固的方法将即将下坠的、规模较大的岩体或块石进行固定，防止崩塌；下部的管道采用拱形结构梁加覆盖的方法进行防护，保障了管道的安全。
竣工见照片8-24、照片8-25。
图8-24 D危岩平均速度变化曲线
图8-25 E危岩运动路径
㈨ 油气管道沿线地质灾害危险性分段与预测
油气管道沿线地质灾害危险性分段及危险度预测是通过对各段灾害发育条件的比较分析，确定不同因素对灾害发生的作用，运用区域地质灾害危险性评价的理论和方法，确定管道各种地质灾害的危险度。
4.2.1危险性分段与危险度预测依据
（1）查明管道沿线与灾害发育相关的环境条件；
（2）灾害的分布规律、规模与成因类型；
（3）管道沿线灾害发生的原因，相似管道段的分布；
（4）掌握管道沿线发生灾害的主要诱发因素及其出现规律及原因。
4.2.2评价因子与评价指标
管道沿线地质灾害危险性分段与预测评价因子有：灾害发生的基本环境条件——主控因子（Si）、影响管道灾害的诱发因素——次要因子（Bi）、管道已发生灾害——现状因子（Gi）等三类，并从各类因素中选取对灾害起控制作用的条件作为预测评价的主要因子（图4-5）。
图4-5 管道分段危险度预测框图
评价因子指标的确定内容较多，下面仅将各类因素中的典型因子指标确定进行介绍。
4.2.2.1主控因子评价指标（Si）
（1）管道所处斜坡坡度（S1）:25°～45°产生的灾害最多（表4-4）。
表4-4 管道所处斜坡坡度判别因子（S1）
（2）斜坡坡形及变形（S2）：斜坡坡形及变形判别因子评价指标见表4-5。
（3）管道所在斜坡岩性（S3）：管道所在坡体岩性评价指标见表4-6。
表4-5 斜坡坡形及变形判别因子（S2）
表4-6 斜坡岩性判别因子（S3）
（4）斜坡结构（S4）：斜坡中的结构面是产生斜坡不稳定的基础因素，结构面的产状和不同结构面的组合控制了灾害的发生（表4-7）。
4.2.2.2次要因子评价指标（Bi）
地质灾害发生的常见诱发因素主要有降雨量、地震、人为活动。其中降雨量是诱发灾害发生的主要因素。
（1）降雨诱发灾害的判别因子（B1）评价指标（表4-8）。
（2）斜坡地下水动态变化判别因子（B5）评价指标（表4-9）。
地震危险判别因子常考虑的因素。与斜坡破坏有关的地震参数是：地震烈度、加速度、地震周期、地震历时、最大震中距。目前使用较广的判别指标仅为地震烈度。
表4-7 斜坡结构面判别因子（S4）
表4-8 降雨量判别因子（B1）
表4-9 坡体地下水动态变化判别因子（B5）
4.2.2.3管道沿线灾害发育现状判别因子指标（Gi）
管道沿线灾害发育现状判别因子（表4-10）包括已发生的灾害分布数量、已发生的灾害规模，已发生灾害的危害程度。管道已发生灾害是预测危险度的依据之一。
表4-10 管道沿线灾害发育现状判别因子（Gi）
4.2.3管道危险度分段预测方法
灾害危险度分段预测是按地貌和环境条件相似性进行分段，然后对管道各段发生的因子进行取样，确定管道各段内不同因子对发育灾害发生的危险程度，并对所取因子按照一定的数学方法进行叠加，求出危险度。危险度值越大，表明危险性越大。
（1）将管道按地貌条件划分成若干段，并将具有相似的地貌条件和灾害发育条件相似划归一类；
（2）选定各段的判别因子，并按照各因子所处的等级赋值，单因子危险度为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ时，分别赋值5、4、3、2、1。当管道各段内不具备某种因素时，设定该判别因子取值为1，然后将各因子取值进行归一化处理；
（3）分段采样，由于被评价的区域是不确定的数（指区域面积），各区域内的地质灾害相关因素也有一定差异，所以总体危险度等级的判别指数应根据具体区域统计的结果，并结合实际情况确定。
将上述归一化处理后的判别因子值代入下式，把因子值进行叠加平均：
山区油气管道地质灾害防治研究
式中：
n——总样本数；
P——各段中因子的平均值。
（4）对各段因子判别值分别进行统计，得出各段危险度预测判别统计值。确定综合评价因子指标
山区油气管道地质灾害防治研究
式中：
[ai]——评价因子权重。
危险性分段数据的采集和分析是本项目研究的难点，采用GIS技术系统进行统计、分析、评价与制图，评价因子按不同的权重赋值于网格进行采样统计，综合因素数字集求中位数的统计方法。即：
平均样本值：
山区油气管道地质灾害防治研究
通过以上工作，最后进行管线沿线地质灾害危险度区划，确定不同灾害对管线的影响程度。