管道地質災害探究

(延安建業工程有限公司 陜西 延安 716000)

引言

隨著我國管道工程建設的迅猛發展，出現了越來越多的管道網絡，這些管道網絡縱橫交錯，在建設的過程中不可避免的會通過不同地質條件的區域。我國由于地域遼闊，地形地貌復雜多變，各類地質災害在我國多發，由此所面臨的管道地質災害情況更為嚴峻與顯著[1]。

據統計，在各類管道事故中，由地質災害引發的管道事故約占管道事故的10%。為此，筆者通過探討管道地質災害事故，以期對管道地質災害事故有進一步的認識。

一、河溝道水毀

河流拐彎處凸岸受到水流的側向沖刷和侵蝕作用，常會引起河岸坍塌，導致岸坡不穩。其是河道發生擺動的主要原因，威脅沿岸而過或穿岸鋪設的管道的安全。穿越河溝道的管道若埋深不足，容易受短時強水流的沖擊。管道與管周覆土受到沖擊向下游移動，管道不斷向下游及上方屈曲，其后砂卵石不斷填充管道屈曲遺留下的空隙，造成管道位移量不斷增大，若此時沖擊作用未終止或管道未得到進一步的穩管加固，極有可能因屈曲位移量較大發生管道損毀事故。

圖1.1 管道河溝道水毀

河溝道水毀危害類型主要表現為露管、漂管、撞擊危害。

河底的管道在上覆河床質被沖蝕后會不可避免地出露于水流中。此時由于管道迎流面與背流面存在一定流體壓差，導致管道迎流面床面壓力大于管道背流面床面壓力，管道下方的泥沙在壓力差的作用下發生滲流，形成管涌現象[2]。管涌的出現使管道與床面出現一水流通道，水流在水流通道內的速度大于行近流速，從而導致管道底部的泥沙被加速沖蝕，進而導致管道底部逐漸脫離床面。管道露管一方面加速了管道的暴露從而形成管道漂管；另一方面管道露出部分也會受到撞擊危害。

管道底部脫離床面后，管道即發生漂管。漂管的危害大小取決于管道發生漂管的長度以及管道的材質。當管道發生漂管的長度達到某一閾值后，在浮力作用下，管道很容易漂浮彎曲變形。若彎曲變形超過管道的屈服極限時，將引起管道破壞，從而影響管道的安全運行。管道發生漂管后其撞擊危害也是不可忽略的。

當管道發生露管或漂管時，河流中攜帶的砂石會對管道造成進一步危害。在撞擊作用下，管道表面的保護層容易發生損害，更嚴重的可能導致管體局部發生凹陷，產生裂紋，在較大動能的沖擊作用下，甚至可能出現擊穿管道的情況[3]。

二、崩塌

管道穿越地域廣闊，途中涉及的地質類型復雜，尤其是穿越地質條件惡劣、災害易發區時，由于山石崩塌滾落而造成的沖擊災害亦是不可忽視的威脅油氣管道安全的嚴重災害。巖土崩塌主要是指位于高陡斜坡或懸崖上的巖土體，在地震引起的地震動或者地表破裂地區疏松、多孔、垂直節理發育的巖石在流水侵蝕等的作用下，發生斷裂、傾倒、脫離母體，進而以跳躍、翻滾或者自由落體等形式向低凹處跌落的塊體運動現象。崩塌對油氣管道的主要破壞因素是崩落的巨大石塊自高空飛落后產生的沖擊荷載，尤其是在高程差較大的地區，巨石下落到油氣管道上方的土層上產生強大的瞬時沖擊力，可能導致油氣管道承受的應力超過其極限承載力，從而引起油氣管道失穩變形甚至斷裂。

三、滑坡

滑坡對沿線管道的危害主要表現為：管道在滑坡體下部通過時，對管道產生擠壓；在滑坡體中部通過時，管道因承受運動物質的巨大拖曳力而發生彎曲變形、拉裂甚至整體斷裂失效；在滑坡體上部通過時，管道懸空或者拉斷[4]。

圖3.1 管道滑坡

四、泥石流

泥石流對管道的危害，根據管道通過泥石流區域的不同，一般分為兩種：①管道在流通區通過，泥石流對管道的危害表現為下切侵蝕，造成管道暴露，使管道遭受泥石流的沖擊，泥石流對岸坡的侵蝕可造成坍岸，使管道暴露或懸空；②管道在堆積區通過時，對管道的主要危害是泥石流淤埋管道并有輕微的下切侵蝕和側蝕作用[5]。

圖4.1 管道發生懸空

五、結論

地質災害對管道的安全運行會產生極大影響，不同的地質災害所具有的形式不同，由此引發的管道地質災害事故其規模及危害程度也是不同的。對不同的管道地質災害事故進行全面的認識，才能采取更加高效的管道地質災害防止措施。