西气东输三线陕西段地质灾害发育特征及防治

李华东　唐培连　姜永玲

（1.中航勘察设计研究院有限公司，北京　100098；2.中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊　065000；3.北京京盛工程勘察中心，北京　102206）



西气东输三线陕西段地质灾害发育特征及防治

李华东1唐培连2姜永玲3

（1.中航勘察设计研究院有限公司，北京100098；2.中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊065000；3.北京京盛工程勘察中心，北京102206）

摘要：通过调查研究西气东输三线干线工程陕西段管道沿线地质灾害情况，分析了灾点的类型、规模、危害程度及分布特征，提出典型灾点的防治措施，为长输管道的选线、防灾、治理提供参考。

关键词：西气东输，地质灾害，防治措施

1　概述

西气东输三线天然气管道工程是我国引进的第二条境外天然气战略通道，它对推进节能减排、改善大气环境及保障我国供气安全具有十分重要的战略意义。西气东输三线干线工程西起新疆霍尔果斯，东至福建福州，全长约5 220 km，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、湖北、湖南、江西等10余个省市，途经各省市中，尤以陕西省境内地质条件最为复杂，拟建管道遭受地质灾害的威胁最大。所以研究各地质灾害的主要特征、分布范围，对于西气东输管道工程的安全有着重要意义［1-7］。

西气东输三线自宝鸡市麟游县进入陕西省境内，途经永寿、乾县、礼泉、泾阳、三原、富平、渭南、蓝田、商洛、丹凤，在商洛市商南县出境进入河南省，全长约460 km。沿线穿越黄土高原、关中断陷盆地及秦岭山区三个不同的地貌单元。

2　沿线地质灾害发育概况

根据对陕西段管道沿线地质灾害的调查，沿线发育的地质灾害（不良地质作用）类型主要有崩塌、不稳定斜坡、泥石流、塌岸、地裂缝及砂土液化等，沿线共发育灾点104处，分布在管道一侧、横坡段、隧道出入口、穿越河道沟渠等部位，规模主要为中型及小型。沿线发育的地质灾害类型以崩塌为主，占全部灾点的55. 8%，不稳定斜坡占27. 9%。

不同地貌单元，线路沿线地质灾害的发育情况也不一样。1）黄土高原，主要的灾害类型为崩塌及不稳定斜坡，泥石流、塌岸、地裂缝及砂土液化等均未见发育。崩塌、不稳定斜坡多由坡面冲刷及开荒、修路等人类工程活动引起，规模一般不大；2）关中盆地，各种灾害类型均有发育，且以崩塌为主，塌岸次之。崩塌、不稳定斜坡主要发育在各级黄土台塬塬周，受坡面冲刷及人类工程活动影响较大，泥石流主要发育在北秦岭山前倾斜洪积平原上，塌岸、地裂缝及砂土液化主要发育在断陷盆地中部的冲积平原上；3）秦岭山区，受复杂的地质构造、特殊的地形及不同岩性等因素的影响，崩塌、不稳定斜坡及泥石流的发育数量均为最多，塌岸、地裂缝及砂土液化未见发育。

3　典型地质灾害发育特征及防治措施

3.1麟游县三水村滑坡

1）滑坡发育特征。该滑坡位于麟游县洪泉乡，为一典型的黄土滑坡，拟建管道从其前缘通过，距滑坡前缘约20 m。滑坡区地层岩性为第四系中更新统黄土层（Q2），浅黄、灰黄色，中密～密实，原地形坡度35°～45°。受沟壑深切及斜坡卸荷的影响，坡体内形成倾向坡外的滑动面，发生滑动后，滑坡后缘形成高约8 m的陡壁，壁面平直，坡度约50°～60°，新鲜黄土面出露，滑坡主滑方向为106°，滑体长约50 m，宽约60 m，平均厚度3 m～5 m，总体积约12 000 m3，为一小型浅层滑坡。

该滑坡特征见图1。

2）防治方案。根据该滑坡自身特点，结合当地滑坡的防治经验，可采用挡墙+地表排水的综合治理措施。挡墙采用浆砌块石砌筑，墙高6. 0 m，墙后设置渗流土工布及砂砾石反滤层，并采用粘土分层夯实回填，墙身设置100 mm泄水孔，外倾5%；在滑坡体周围设置截水沟，将水引至山坡侧的自然沟中，同时对滑坡周围的裂缝和落水洞进行回填夯实，避免裂缝进一步发展，防止地表水顺裂缝和落水洞进入坡体影响坡体的稳定性。

滑坡治理工程的剖面布置见图2。

图2　滑坡治理工程剖面布置图

图1　滑坡全貌

3.2蓝田县岔沟崩塌

1）崩塌发育特征。岔沟崩塌位于蓝田县九间房镇，岔沟为一典型的“V”字形沟谷，崩塌区位于沟谷北侧陡坡上，陡坡坡顶高程为1 173. 0 m，坡脚高程为1 087. 0 m，斜坡坡向为187°～200°，坡度25°～59°。边坡岩体为中～强风化花岗岩，块状结构，节理裂隙发育，受节理裂隙切割及风化卸荷影响，坡面松动岩块在风化剥蚀、雨水冲刷、重力作用、地震力作用、管道施工爆破振动作用下，会形成落石、滚石，崩落方向175°～205°，崩塌规模以小～中型为主。拟建管线隧道出口位于北侧陡坡坡脚，坡面危岩对隧道施工、管道铺设及运营安全构成较大威胁。

拟建管道与崩塌落石的关系见图3。

小岔沟危岩可分3个危岩带，危岩带Ⅰ区位于管线穿越冲沟北西侧，坡度47°～51°，危岩体发育于斜坡中下部，崩落方向175°～183°，崩塌规模以小型为主。危岩带Ⅱ区位于管线穿越冲沟北侧，坡度31°～59°，危岩体发育于斜坡中下部，崩落方向190°～195°，崩塌规模为小～中型。危岩带Ⅲ区位于管线穿越冲沟北东侧，坡度45°～55°，危岩体发育于斜坡中上部，崩落方向210°～215°，崩塌规模以中型为主。三个危岩区发育的危岩总体积约4 815 m3。

2）防治方案。根据该崩塌的特点，结合当地崩塌的防治经验，可采用坡面危石清理+主动防护网的综合治理措施。首先对坡面松动岩石进行清坡，清坡后，根据危岩分布情况，在坡面上按5. 0 m×5. 0 m正方形布置锚杆孔位，锚杆长3.0 m，孔径为10 cm，钻凿锚杆孔并以高压气清孔，埋设锚杆并注浆，按正方形布置支撑绳形成网格，支撑绳与锚杆相连接并进行预张拉，在支撑绳网格内铺设8/300/2. 5 m×2. 5 m型热镀锌钢丝绳网，钢丝绳网与支撑绳之间采用8缝合绳进行连接。

主动防护网立面布置见图4。

图3　危岩全貌及与管道位置关系

图4　主动防护网立面图（单位：m）

3.3丹凤县马房沟泥石流

1）泥石流发育特征。马房沟泥石流位于丹凤县铁峪铺乡，泥石流物源区主要位于沟道上游，沟道较狭窄、两侧地形陡峻，边坡岩体风化强烈、岩体较破碎。流通区为深切沟槽，沟槽在平面上呈舒缓的蛇曲状，上宽5 m，下宽1. 5 m～2. 0 m，深2. 5 m，沟谷两岸山体斜坡为35°，沟谷平均纵比降190‰（11°）。堆积区呈扇状分布于马房沟山前出口，扇面向沟口河床倾斜，扇区面积约0. 06 km2，扇面平均纵比降为90‰（5°），主要为泥石流堆积的粉土、石英角闪片岩碎块石，无分选，碎块石含量约40%～50%，大小一般30 mm～50 mm，个别达到800 mm以上，呈棱角状，无磨圆。拟建管道从泥石流堆积区内通过，近垂直于泥石流运动方向通过该泥石流沟，最大冲刷深度为2. 0 m。

拟建管道与泥石流的关系见图5。

图5　泥石流沟与拟建管道的位置关系

2）防治方案。在分析泥石流形成原因、影响因素的基础上，选择合理的治理方案对泥石流沟进行必要的治理，确保横穿该沟道的管道的运营安全。可采用增加管道埋深+设置潜坝+铺设护坦的综合防治措施。泥石流最大冲刷深度为2.0 m，管顶埋深至河床最低点以下3 m，避免泥石流对管道进行冲刷，在距管道上、下游各10 m处布置两道潜坝，潜坝断面呈梯形，高3. 5 m，坝顶位于沟底线以下1. 0 m、冲刷线以上1. 0 m，坝底位于冲刷线以下2. 5 m。坝顶至沟底面1. 0 m深度范围内铺设两层大块石形成护坦，消减泥石流通过时的能量。

潜坝及护坦的断面布置如图6所示。

图6　潜坝及护坦断面布置图

4　结语

西气东输三线陕西段跨越黄土高原、关中断陷盆地、秦岭山区三个不同的地貌单元，沿线地形条件差异大、地质构造复杂，地质灾害发育，主要地质灾害类型有崩塌、滑坡、泥石流、河流塌岸、砂土液化及地裂缝等，拟建管道遭受地质灾害的威胁较大。通过对沿线地质灾害的调查，分析了陕西段地质灾害的发育特征，并对典型的地质灾害提出了相应的防治措施，可为长输管道的选线、防灾、治理提供参考。

参考文献：

［1］庞伟军，邓清禄.地质灾害对输气管道的危害及防护措施［J］.中国地质灾害与防治学报，2014（3）：85-86.

［2］赵应奎.西气东输工程管道线路地质灾害及其防治对策［J］.天然气与石油，2002，20（1）：44-48.

［3］赵忠刚，姚安林.长输管道地质灾害的类型、防控措施和预测方法［J］.石油工程建设，2006（1）：92-93.

［4］李智毅，颜宇森.西气东输工程建设用地区的地质灾害［J］.地质力学学报，2004（3）：101-102.

［5］朱思同.试论管道建设中的地质灾害及工程对策［J］.天然气与石油，1998（2）：356-357.

［6］苏培东，罗倩.西气东输管道沿线地质灾害特征研究［J］.地质灾害与环境保护，2009，20（2）：25-28.

［7］赵应奎.西气东输三线输气管道工程线路区域地震地质环境与地质灾害［A］. 2015年全国工程地质学术年会论文集［C］. 2015：516-523.

Geo-hazards development characteristics and prevention of West to East gas pipelineⅢin Shaanxi province

Li Huadong1Tang Peilian2Jiang Yongling3
（1. Survey and Design Institute of China Aviation Industry，Beijing 100098，China；2. China Petroleum Pipeline Engineering Corporation，Langfang 065000，China；3. Beijing J-S Engineering Prospecting Center，Beijing 102206，China）

Abstract：Based on the field investigation of the geo-hazards along the West to East gas pipelineⅢin Shaanxi province，this paper analyzes the types，size，damage degree and distribution characteristics of geological disasters along the pipeline，and puts forward some prevention measures for typical disasters，which can provide reference to route selection，disaster prevention and control of long gas pipeline.

Key words：West to East gas pipeline，geological hazards，prevention and control measures

中图分类号：P694

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）09-0086-02

收稿日期：2016-01-11

作者简介：李华东（1984-），男，工程师；唐培连（1980-），男，工程师；姜永玲（1984-），女，工程师