芻議蘭成渝成品油管道滑坡地質(zhì)災(zāi)害失效概率的預(yù)測模型

【摘 要】分析了蘭成渝成品油管道滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成以及該地質(zhì)災(zāi)害原因，凸顯地質(zhì)災(zāi)害在施工中帶來的安全性。在進(jìn)行管道地質(zhì)災(zāi)害分析過程中，需要從失效影響因素，需要對該地質(zhì)災(zāi)害建立起害失效概率預(yù)測模型進(jìn)行分析，從而獲得一套準(zhǔn)確的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估模型。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)災(zāi)害；成品油管道；失效概率評價(jià)

一、蘭成渝成品油管道滑坡地質(zhì)災(zāi)害

（一）改線工程情況：當(dāng)5.12地震之后，很多在居住在高半坡的災(zāi)民，他們開始像城郊以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)沿線位置邁進(jìn)，在這些位置重建家園。公共建設(shè)項(xiàng)目也集中在該位置，使得經(jīng)過了蘭成渝管道開始被包圍起來。隨著遷移的人越來越多，在進(jìn)行前期工程和后期建筑施工過程中，需要做好建筑物管道管理工作。當(dāng)遷移的居民越來越多時(shí)，在對該管道施工造成了影響。需要在重新改線，重新設(shè)計(jì)路線。經(jīng)過各方努力之后，這個(gè)項(xiàng)目在2013年11月16日開始建設(shè)，項(xiàng)目計(jì)劃總投資金額為1.2億，新建設(shè)的管道總線長達(dá)6420米。全段的工程分為三個(gè)標(biāo)段進(jìn)行招標(biāo)。每個(gè)施工單位承擔(dān)的工程路段總長不一致，管道局承擔(dān)蘭成管道工程第二段，總長為262公里。這個(gè)路段經(jīng)過了甘肅省禮縣、西和縣、成縣、康縣和陜西寧強(qiáng)縣兩省5個(gè)縣域，地處秦巴山區(qū)，全線基本在山區(qū)和溝谷敷設(shè)，地形破碎，山、溝、谷、梁、壑縱橫交錯(cuò)，山區(qū)段峰巒重疊、山高坡陡，溝谷段溝深水急。主要由三個(gè)相連的隧道接力完成，隧道總長為3672米。在起點(diǎn)位置定為三官水泥廠北側(cè)，終止位置在岸門口的許家河位置。這條路線的改線設(shè)計(jì)，完全避開了建設(shè)規(guī)劃區(qū)、康縣縣城。截止到目前位置，進(jìn)行隧道開挖距離應(yīng)該達(dá)到2883米，該項(xiàng)目一共完成了4100萬元投入。其中在高家壩位置的隧道總長為344米，這個(gè)隧道已經(jīng)完成通車。羅家山隧道長度為1582米，當(dāng)前已經(jīng)開挖了1251米，而娃娃巖隧道總長度為1746米，當(dāng)前也已經(jīng)開挖了1288米，計(jì)劃在2014年12月完工。從分析上看，蘭成渝管道康縣段改線項(xiàng)目實(shí)施之后，對該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著推動(dòng)作用，有效的緩解了康縣城鎮(zhèn)建設(shè)用地矛盾問題，保障了管道可以順利、安全運(yùn)行，從而起到良好的保障作用。

（二）改線工程難點(diǎn)：所處的地理?xiàng)l件非常差，很多的山地地段，在總施工過程中占據(jù)80%以上，施工工程穿過一般陡坡山地，全線施工難度最大。和最初的蘭成渝管道相互比較，當(dāng)前的蘭成渝管道施工難點(diǎn)主要有四點(diǎn)。第一，跨越的地理?xiàng)l件最差，跨越過山地，這些山地溝谷縱橫，很少有平地出現(xiàn)。工程項(xiàng)目所屬的秦嶺山脈，南北氣候差異大，氣候變化無規(guī)律，增加了施工難度。第二，工期壓力非常大。蘭成渝施工時(shí)，在蘭州以及成都兩個(gè)地段花費(fèi)了兩年時(shí)間。而且這是整修過程，都具備了開工條件。蘭成渝項(xiàng)目施工時(shí)便面臨了巨大難題，而且工期時(shí)間要求比較緊。第三，當(dāng)前的蘭成管道改線施工難度和工程量都非常大。在施工過程中，選擇的管徑非常大，尤其是一些同溝敷設(shè)造成管溝，這些管道開挖的難度非常大。第四，地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致山體破碎，從而使得施工風(fēng)險(xiǎn)增大。

二、管道地質(zhì)災(zāi)害失效概率模型的建立

（一）管道滑坡地質(zhì)災(zāi)害失效影響因素分析：自然災(zāi)害對于管道破壞，這些破壞形式基本都是毀滅性破壞。蘭成渝成品油管線經(jīng)過的地質(zhì)條件都比較差，有經(jīng)過高山地區(qū)、平原地區(qū)、深溝地區(qū)以及峽谷地區(qū)等等。沿線的地質(zhì)環(huán)境惡劣，面臨地質(zhì)災(zāi)害情況也比較常見。沿線有著8條斷裂帶，大約40%的管線都是經(jīng)過這個(gè)斷裂度在8度之上。這些位置的自然災(zāi)害包含土壤不穩(wěn)定災(zāi)害、崩塌問題、滑坡以及濕陷性黃土等等。在進(jìn)行工程施工時(shí)，應(yīng)該對該滑坡進(jìn)行重點(diǎn)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的滑坡危害，從而選擇有效的處理方式進(jìn)行應(yīng)對。

（二）滑坡因素：第一，坡度。坡度一般可以參考地表傾斜角度，這些地表坡度都是自然的坡面。例如比較常見的斷層崖、山體坡面以及大陸斜坡等等，這些地質(zhì)問題會(huì)引起坡面水流發(fā)生變動(dòng)。同時(shí)，也可以是公路、鐵路引起的人工坡面，這些坡面一旦遇到雨天就會(huì)坍塌。第二，降雨量。降雨會(huì)給地面帶來水分，會(huì)使得土壤脫離了地表，從而失去支持使得地面水土?xí)饾u流走。一般滑坡降雨時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定影響。第三，水流-交叉。當(dāng)水流逐漸侵蝕地面時(shí)，這個(gè)坡面的穩(wěn)定性會(huì)受到影響，滑坡也會(huì)受到影響。

（三）模型的建立：需要確定出該管線屬性還有管線運(yùn)行情況，從而建立起新的滑坡可能性模型。模型表示為：Lsiopemovement=asiopemovement（FR）siopemovement+（1-asiopemovement）Asiopemovement+Hsiopemovement（1）（FR）siopemovement=Fsiopeangie（44RainFsoilstabilityRDrainage+30F）（2）這樣就可以對當(dāng)前已有的管線進(jìn)行評估分析。表示的是Asiopemovement自重力，Lsiopemovement=表示的是穩(wěn)定系數(shù)，（FR）siopemovemen表示的是裂度，Hsiopemovement表示的是地震力。

三、滑坡失效概率計(jì)算

對蘭成渝成品油管線進(jìn)行調(diào)研得到了大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含蘭成渝管人口分布、管線遭遇自然災(zāi)害情況、管線自然保護(hù)情況等等。這些資料收集和總結(jié)對于管道保護(hù)有著重要影響，可以幫助管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果評析。建立起來的評價(jià)滑坡在進(jìn)行失效概率模型計(jì)算時(shí)，如果這個(gè)計(jì)算的概率小于0.5，那么失效的可能性非常大。因此，需要基于概念做好分析。當(dāng)從滑坡危險(xiǎn)性評價(jià)中得出滑坡穩(wěn)定系數(shù)時(shí)，這個(gè)也驗(yàn)證了滑坡穩(wěn)定最大值。當(dāng)穩(wěn)定值受到外界因素影響時(shí)，出現(xiàn)降雨以及裂度，這個(gè)裂度屬于Ⅷ度地震地質(zhì)災(zāi)害情況下，便會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，這個(gè)滑動(dòng)的可能性非常大。在進(jìn)行滑體地質(zhì)災(zāi)害勘察以及評價(jià)，計(jì)算出來的穩(wěn)定系數(shù)一般都是在沒有降雨的情況下開展，當(dāng)屬于降雨的強(qiáng)度條件下，穩(wěn)定系數(shù)k分別屬于k=1.15或者k=1.03時(shí)，這個(gè)時(shí)候需要充分考慮自重力問題。當(dāng)自重力加上地震力時(shí)，這個(gè)時(shí)候的穩(wěn)定系數(shù)k等于0.84以及0.75，這樣就可以進(jìn)行綜合評價(jià)，滑坡在現(xiàn)有的條件之下，這個(gè)狀態(tài)屬于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)在強(qiáng)降雨和烈度為Ⅷ度地震發(fā)生時(shí)，將重新滑動(dòng)。k=p2x2/6EJd采用的是montc caelo模擬，模擬了1000次，得出滑坡沖擊力。其中p為水平力，EJd為結(jié)構(gòu)彈性側(cè)向剛度，根據(jù)公式便可以計(jì)算出k值。進(jìn)行滑坡危險(xiǎn)性評價(jià)時(shí)，可以得出結(jié)論。由于滑坡影響下，蘭成渝輸油管線工程實(shí)施存在危險(xiǎn)。在施工過程中，一旦出現(xiàn)滑坡將到來巨大的破壞，導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失也非常大。根據(jù)每年輸送成品油400萬噸進(jìn)行計(jì)算時(shí)，那么每天造成的經(jīng)濟(jì)損失將達(dá)到1000萬元之上，間接的經(jīng)濟(jì)損失是難以估量的。一旦滑坡出現(xiàn)滑動(dòng)，在原先的滑動(dòng)面上將會(huì)造成一邊比較陡，邊坡逐漸失衡。一般巖性的碎石土，對滑坡形成有影響，會(huì)造成更大的滑坡可能性問題出現(xiàn)。這樣便可以得出滑坡危險(xiǎn)性非常大，需要急需行治理工作。滑坡導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害問題非常嚴(yán)重，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行處理和應(yīng)對。

四、滑坡處理方式

第一，可以使用邊坡水方法進(jìn)行應(yīng)對。使用該方法可以將邊坡中的一些積水排出去，從而減少蘭成渝成品油管道滑坡受到雨水的侵蝕而降低巖體強(qiáng)度。另外，還可以使用該方法降低水壓影響。第二，運(yùn)用控制爆破技術(shù)?？蛇\(yùn)用相關(guān)的控制爆破技術(shù)，比如通過緩沖爆破、預(yù)裂或者微差等措施，對炸藥類型、抵抗線、填塞高度、裝藥密度、孔距及爆孔直徑等多方面加以控制，因而達(dá)到控制爆破的目的。如果管道線屬于弱面環(huán)境或者斷層環(huán)境下，則更應(yīng)運(yùn)用控制爆破技術(shù)，進(jìn)而可降低邊坡的穩(wěn)定性，導(dǎo)致滑坡的產(chǎn)生。第三，需要對局部進(jìn)行加固。一般而言局部加固可以更好的處理問題，加固可以防止巖體受到影響，從而出現(xiàn)滑坡。另外，還需要加強(qiáng)綜合治理，定期做好維護(hù)工作，及早的發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而處理問題，這樣能夠有效的避免因?yàn)榫植砍霈F(xiàn)滑坡而導(dǎo)致更大的危險(xiǎn)出現(xiàn)。

五、結(jié)束語

作為生命線，擔(dān)負(fù)著油漆資源輸送重任。該管線分布地域比較遼闊，巖土的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，自然環(huán)境差異較大。不可避免的會(huì)出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害危害。一旦出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害危害，將導(dǎo)致管道變形，使得管線斷裂，這個(gè)破壞的面積會(huì)逐漸增大。從而導(dǎo)致油氣泄漏，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如果不及時(shí)進(jìn)行處理，還會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故出現(xiàn)。這對人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)損失將帶來危害。因此，需要做好地質(zhì)災(zāi)害分析工作，尋找有效的應(yīng)對方式，更好的保障管道運(yùn)輸安全。

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