巨厚濕陷性黃土地表采動損害分析與治理研究

摘要：隨著社會經濟的發展，油氣運輸管道建設逐漸增多，油氣管道建設需要經過巨厚濕陷性黃土地。為了保障油氣管道安全建設管理，需要對巨厚濕陷性黃土地采動進行分析，并且探討治理方式，從而保證油氣管道的安全穩定運行。

關鍵詞：巨厚濕陷性黃土地；油氣管道；治理

一、前言

石油天然氣是我國工業發展的重要能源，當前油氣管道運輸已經成為油氣運輸的主要方式。與公路、鐵路以及水路運輸線相比，油氣管道運輸的管道封閉性好，能夠實現綠色運輸，保障油氣運輸的安全性；同時密封性的油氣管道能夠避免油氣對周圍環境造成污染，最大限度的保障運輸安全。當前西部地區的油氣運輸管道建設不斷加強，管道布線以及管道配套措施逐漸完善，但是在西部地區，巨厚濕陷性黃土地所占的比例較大。巨厚濕陷性黃土地的穩定性較差，管道建設可能會引起地表塌陷及地縫破壞，影響油氣管道安全。為了保障油氣管道安全運行，需要針對巨厚濕陷性黃土地表的地質特征，對于建設過程的地表采動災害進行分析，研究巨厚濕陷性黃土地表治理的方法。

二、巨厚濕陷性黃土損害特征與形成機理

（一）巨厚濕陷性黃土損害特征。巨厚濕陷性黃土是指黃圖覆蓋厚度在60m以上的地質結構，因為黃土的抗拉伸變性能力小，多空隙，結構疏松，因此在黃土工程建設中，巨厚濕陷性黃土所含有的碳酸鈣在地表水的侵蝕、沖刷與地下水流動的作用下，會造成開采裂縫，裂縫災害進一步擴大，導致大面積的滑坡災害發生。與一般的采動災害相比較，巨厚濕陷性黃土地表采動具有特殊的性質，在巨厚濕陷性黃土施工過程中，當推過裂縫一定距離后，會產生閉合裂縫；而裂縫之外會形成開裂裂縫，裂縫滲漏會引發灌溉失效，也可能會造成塌陷坑、滑坡、坍塌等損害。

巨厚濕陷性黃土損害特征具體表現在以下：（1）西部地區的黃土層主要呈現垂直節理發育，其上部屬于大孔濕陷性黃土，這種黃土遇水浸濕后，容易被水帶走，從而產生地表陷坑隱患；（2）在中部底層的基巖縫隙水會因為疏水滲漏，經過長時間使用之后，會引發底層滲水，從而引發地下水污染；在管道建設中，基巖相對較薄，而且黃土層的施工方式會形成非穩定型空穴，其具有隱蔽性、突發性與不可預測性，危害性極大。

（二）巨厚濕陷性黃土衍生損害。巨厚濕陷性黃土形成地表裂縫，受到雨水侵蝕、沖刷，地表沉陷衍生損害相對嚴重：

（1）隨著施工的深入，加長了地表移動破壞時間，從而到時地表移動期加長；

（2）濕陷性黃土的衍生損害具有隨機性、隱蔽性以及突發性的特點，而且在雨水、地下水的侵蝕、沖刷的作用下，地表的破壞范圍擴大，破壞程度加深容易形成大小不等的串珠狀空穴；

（3）巨厚濕陷性黃土施工可能會引發地質災害，因為沖刷開采區域不斷擴大，會引發坍塌、滑坡等地質災害，從而影響管道安全；（4）對土地資源造成損壞，因為巨厚濕陷性黃土施工造成地表裂縫變為塌陷坑破壞，對于耕地、植被造成破壞，引發嚴重的水土流失。

（三）濕陷性黃土裂縫形成機理。根據濕陷性黃土的采動損害進行分析，黃土裂縫形成的機理主要有以下的條件：（1）黃土層垂直縫隙發育程度高，在生長過程中，垂直裂縫形成弱面，從而造成黃土層中的移動傳遞，造成黃土層的裂縫水平移動與變形，從而形成開裂裂縫；（2）濕陷性黃土層的基巖頂面的拉伸變形量大，而且在施工過程中，地表裂縫會出現拉伸變形，從而形成動態裂縫；（3）當地表出現非均勻下沉量時，造成土層中的下滲不均勻，形成臺階式裂縫；（4）黃土土層中的溝壑地形條件下，水平移動量與移動范圍有所增加，從而演化生成地表裂縫。

三、巨厚實現性黃土地表損害控制方法

（一）施工前準備。管道運輸具有安全、經濟、合理的特點，而且不受自然環境的影響，能夠實現大量運輸。為了實現管道運輸的價值，應該加強管道建設，使當前的管道能夠結合成為有效的網絡，從而實現油氣的綠色運輸。對于巨厚濕陷性黃土地地表的損害，需要在管道施工前進行地質勘探，根據地質特點選擇施工地點、施工方法與施工設計，保證管道建設的規范科學，為油氣管道的安全管理提供依據。

（二）施工質量控制。在油氣管道施工建設中，管道造價控制最重要的一個階段就是實施過程中的造價管理。在施工進場之前，設計人員需要做好技術交底，保證施工人員掌握工程設計內容，對于設計變更也盡量控制在施工初期階段，設計變更發現越早，損失越小。在油氣管道施工過程中，可以采取以下的技術控制巨厚濕陷性黃土地表損害：（1）對于黃土地質的管道工程建設，采用分層施工的方式，并且對于建設工程的建設邊界錯距布置，減少移動破壞；（2）對于建設深度較淺的地區，采用條帶間歇的建設方式，對于建設較深的黃土地區，可以采用多工作面協調建設的方式，減少開采損害程度。

（三）多管齊下，確保管道運輸安全。為了實現油氣管道的安全穩定運行，應該加強安全性建設，充分運用法律、行政以及科技的手段，加強安全規范建設，并且進一步加強維護搶修體系建設，使管道運輸能夠安全運行。為了促進管道運輸的發展，應該結合國外先進的管道管理經驗，將先進的管理方式、運輸模式以及制作方式應用于管道的運輸安全中，加大實用技術的攻關力度，從而構建具有國際先進水平的油氣管道完整性管理體系與管道數據庫。

四、結語

隨著我國油氣管道的建設發展，管道建設過程中需要面臨多重地質，為了保障油氣管道建設安全，并且保證油氣管道運行安全，需要采取有效的方式做好施工控制。巨厚濕陷性黃土地是西部地區的常見地質，為了實現油氣管道建設安全，需要采取地質勘探等方式，選擇合理的施工建設方式，避免巨厚性濕陷黃土地表損害，保證油氣管道安全運行。

參考文獻：

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