中缅天然气管道贵州段地质灾害分布特征与风险评价

李华章 ，贾亮亮 ，何文刚 ，张相春

（遵义师范学院a.工学院；b.生物与农业科技学院，贵州 遵义 563006）

中缅天然气管道是“一带一路”战略规划油气进口的西南战略要道，可降低我国能源进口过度依赖马六甲海峡通道和海上能源运输风险，同时也保障了我国进口能源的安全性，又促进了中缅以及东南亚相关国家的共同发展[1]。中缅天然气管道工程贵州段由西向东横穿整个贵州，起于盘州市盘关镇花木树村，终点止于黔南布依族苗族自治州荔波县，途经六盘水市、黔西南布依族苗族自治州、安顺市、贵阳市、黔南布依族苗族自治州5个市（州），管道全长545.8km（含支线33.8km），管径1016mm，采用X80/X70级钢管，设计压力为10MPa。都匀支线全长约33.9km，管径323.9mm，采用L450直缝电阻焊钢管，设计压力10MPa。

管道工程贵州段途经沿线属于“三高四活跃”的不良地质作用发育地区，加上地形地貌多样，地质条件复杂，滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷和采空区塌陷等地质灾害密布，而输气管道多为浅埋薄壁钢管，埋深多在0.8～2.5m，自身抵御能力较差，对管道安全运营构成严重威胁。因此，管道的运行安全给管道管理部门提出了难题，高压力、大管径油气管道通过复杂地质环境区域越来越多，管道敷设和地质体稳定之间的联系也越来越紧密[2]。

许多专家学者对管道沿线地质灾害风险评价进行了研究，提出了多种评价方法，如专家评分法、人工神经网络法、GIS技术、信息量模型、层次分析法（AHP）、模糊综合评判法等[3]。尽管上述评价方法被运用于管道地质灾害风险预测研究中，但也存在许多不足。一方面，地质灾害易发性评价还处在管道地质灾害调查人员经验判断阶段，不同调查人员对灾害的认识有所差异，其科学性、正确性得不到保证。另一方面，管道地质灾害风险评价时，对管道的易损性研究不足，还限于感性认识阶段，因此风险性评价结果往往偏重于灾害的危险性。

笔者选取中缅天然气管道贵州段作为研究对象，通过2018年和2019年两次全面调查评价中缅天然气管道贵州段沿线地质灾害，查清管道沿线地质灾害发育类型与分布特征，掌握管道沿线各类地质灾害分布情况及发育规律，选择最优的风险评价方法对单体地质灾害进行风险评价，并对管道沿线区域地质灾害进行风险区划，以便于风险分析并有利于管道管理部门进行风险管理。

1 管道沿线地质环境

贵州位于我国亚热带区，属于亚热带高原季风气候，全省大部分地区气候温和，冬无严寒，夏无酷暑，四季分明，雨量充沛，但时空分布不均，具有光照条件差、降雨日数多、相对湿度大、日照少等特点。沿线县（市、区）多年月平均值降雨量在1142.7～1581.1mm，主要出现在5～9月，约占全年降雨量的70～80%。

1.1 地形地貌

中缅管道贵州段由西向东横穿整个贵州，沿线处于挽近强烈隆起的云贵高原东部向湖南丘陵过渡地带，西部高原景观显著，中部起伏较大，为屹立于四川盆地和广西丘陵盆地之间的强烈岩溶化山区，属我国地势第二阶梯东部边缘的一部分，形成地形错综复杂、高低悬殊，地貌类型多样。管道全线地势西部盘州市-晴隆一带最高，地面海拔一般1800～2300m，安顺-贵阳-独山次之，地面海拔一般1100～1600m，东南部三都-荔波一带最低，地面海拔一般400 ～ 1000m（图 1）。

图1 中缅管道贵州段线路走向略图

1.2 地质构造

中缅管道工程贵州段位于贵州西部、中部及东南部，大体呈东西向展布，在大地构造位置上，管道盘州至安顺段基本沿三级构造单元带并行；安顺至荔波经过区属江南复合造山带黔南坳陷区都匀南北向隔槽式褶皱变形区（见图2）。

图2 中缅管道贵州段大地构造位置略图

1.3 地层岩性

中缅管道贵州段主要经过的是扬子地层区的黔西-黔南、黔北-黔中和华南地层区的黔东南地层分区，出露的地层主要为沉积岩，在盘州局部见岩浆岩类玄武岩。管道沿线以寒武系、奥陶系、侏罗系、泥盆、石炭系、二叠系、三叠系地层为主。管道沿线岩土类型多样，其中土体主要有砂、砂砾石土等；岩体主要有泥岩、泥质粉砂岩、砂岩、泥质砂岩、泥质灰岩、泥质白云岩、灰岩、白云岩等，这些岩体物理力学性质差异较大，所体现的工程地质特性也不同[4,5]。

2 管道沿线地质灾害发育特征

2.1 地质灾害类型

根据对野外调查资料的综合分析，中缅管道贵州段沿线地质灾害发育类型包括滑坡、崩塌、不稳定斜坡及地面塌陷；水毁隐患类型包括坡面水毁、台田地水毁及河沟道水毁；人类工程活动所形成的采矿沉降、弃土（渣）压占及人工开挖等，共计441处，不同类型隐患数量及其所占比例见表1。

表1 中缅管道沿线灾害点类型统计表

2.2 地质灾害分布特征

2.2.1 地质灾害在地形的分布特征

管道沿线属中山、低山斜坡与沟谷地貌，经过调查分析，管道经过山体斜坡时，对原有山体进行切割、开槽，加之降雨等自然因素的影响，破坏山体原有的应力平衡，易诱发滑坡、不稳定斜坡、崩塌、地面塌陷等地质灾害；而在极端天气条件下，在斜坡、沟谷地段，由于雨水的冲刷、河流的侵蚀作用，易产生水毁隐患。经统计，灾害隐患点发育在斜坡地貌的有346处，占总数的78%；而经过沟谷、平地时，由于地面相对平缓，灾害相对发育较少，主要为河流冲刷、侵蚀形成河沟道水毁，沿线发育在沟谷地貌的隐患点有95处，以河沟道水毁类型为主，占总数的22%（见表2）。

表2 管道沿线隐患与地貌类型分布统计表

2.2.2 地质灾害在岩性上的分布特征

因水毁和人类工程活动（压占、堆填等）主要发育于松散土体中，其诱发因素为管沟开挖后植被遭破坏、管沟回填土密实度不够、修建道路及开挖堆填形成，与第四系关系密切相关。因此，本节只针对滑坡、崩塌、不稳定斜坡、地面塌陷等158处地质灾害所在的下伏基岩岩性进行统计，进而分析其形成的原因。

管道沿线发育地质灾害隐患点158处，经调查分析，滑坡、崩塌、不稳定斜坡、地面塌陷的形成与下伏基岩岩性关系密切。管道沿线地质灾害发育的岩性主要有灰岩、白云岩、灰岩夹页岩、粉砂岩、砂岩夹页岩、泥岩、页岩等，灰岩、白云岩属硬质岩类，灰岩夹页岩、粉砂岩、砂岩夹页岩属软硬相间岩类，泥岩、页岩属软质岩类。经统计分析，沿线158处地质灾害隐患点发育在硬质岩类的有 64处，占总数的40.51%：发育在软硬相间岩类的有62处，占总数的39.24%：发育在软质岩类的有 32处，占总数的20.25%（见表 3）。

表3 管道沿线地质灾害在工程地质岩组的分布统计表

根据表3综合分析，硬质岩以灰岩、白云岩为主，发育的地质灾害以崩塌为主，这是由于灰岩岩质坚硬，抗风化能力较强，但受构造影响形成裂隙，这些裂隙受风化、降雨等自然因素的影响，易向临空面卸荷从而产生崩塌。软硬相间岩类以灰岩夹页岩、粉砂岩、砂岩夹页岩为主，砂岩、灰岩抗风化能力强，而页岩抗风化能力弱，且在雨水下渗浸泡作用下极易发生软化，从而导致坡体产生蠕滑变形或发生滑坡。

软质岩类以泥岩、页岩为主，软质岩类斜坡风化覆盖层较厚、土体松散，在人类工程活动切坡、强降雨等因素影响下，就可能诱发斜坡失稳，从而形成滑坡。因此，岩性与地质灾害形成的关系密切。

2.2.3 地质灾害在斜坡结构的分布特征

根据调查统计，因地面塌陷、地面沉降地质灾害与斜坡结构无关，本节只针对地质灾害中滑坡、崩塌、不稳定斜坡进行描述。管道沿线地质灾害发育在顺向坡的有39处，切向坡的有72处，逆向坡的有8处（见表4）。

表4 管道沿线地质灾害在斜坡结构的分布统计表

3 管道地质灾害风险评价

3.1 管道地质灾害风险评价方法

管道地质灾害风险识别是指野外调查管道地质灾害的各种明显和潜在风险的过程。管道地质灾害风险评价指对一定时间周期内地质灾害发生概率及地质灾害对管道系统产生危害的性质和程度进行定性或定量描述的系统过程。

中缅管道地质灾害风险识别与评价采用适用于输油气管道的地质灾害风险半定量评价体系和风险分级标准，半定量风险评价内容包括风险概率评价和失效后果评价（采用GB32167-2015标准）两部分。

将风险概率指数评价结果和失效后果评价结果分为五级，单体管道地质灾害按风险概率等级和失效后果等级综合确定，采用风险矩阵法表示（见表5）[6]。

表5 地质灾害风险分级标准

3.2 中缅管道贵州段地质灾害风险评价

3.2.1 单点风险评价

根据上述分级标准，对单体灾害隐患点的风险等级进行半定量评价，经过统计，管道沿线发育各类灾害隐患441处。其中，较高风险等级灾害点3处，占总数的0.68%；中风险等级灾害点72处，占总数的16.33%；较低风险等级灾害点 171处，占总数的38.78%；低风险等级灾害点195处，占总数的44.22%，不同类型隐患风险等级及其所占比例见图3、图4。

图3 管道沿线灾害隐患点风险等级直方图（单位：处）

图4 管道沿线地质灾害风险等级比例

3.2.2 灾害风险段划分

根据沿线灾害隐患点单点风险等级，以及灾害点的类型、数量进行综合划分，将同一风险等级多的地段划归为同一风险段，而把不相似的地段划分为另一风险段。根据上述原则，将沿线管道划分为中风险段（A）、较低风险段（B）、低风险段（C）3种级区（见图5）。

图5 管道沿线地质灾害风险分段柱状图

4 结论

中缅管道工程贵州段途经地形地貌多样，地质构造复杂，人类工程活动强烈，管道沿线主要发育滑坡、崩塌、不稳定斜坡、地面沉降等地质灾害，以及对管道影响较大的坡面水毁、河沟道水毁、台田地水毁等。对地质灾害点分布特征分析，大部分灾害发生在斜坡和沟谷地段和在硬质岩和软硬相间的岩石地层上。根据对441处灾害点进行风险分析，对管道沿线区域地质灾害风险性评价，将沿线管道划分为中风险段（A）、较低风险段（B）、低风险段（C）3种级区，有利于管道管理部门进行风险管理，及时制定防范措施，消除安全隐患，保障管道运营安全。