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序论:在您撰写管道地质灾害防治时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
Abstract: Oil and gas pipeline project is a typical line works and ancillary works combination .This paper introduces the oil and gas pipeline in construction and operation process in the common types of geological disasters, various types of geological hazard recognition discriminant and damaging forms, analyzes the geological disasters characteristics, and put forward the prevention and control of macro micro two aspects to reduce geological hazards to the pipeline engineering hazards, further discusses the pipeline engineering geological disaster prevention and control measures.
Abstract: Pipeline geological disasters; Ideas for prevention and treatment; Macroscopical prevention;Micro control
中图分类号:TE973 文献标识码:A 文章编号:
0前言 油气管道工程是一种典型的线路工程及附属工程的结合体。随着长距离油气管道工程的蓬勃发展,人类工程经济活动的加剧,地质灾害对其造成的危害日益显著:拟建管道受到地质灾害的威胁而被迫增加成本绕避改线的案例增多;在建管道的建设成本和工期因为地质灾害的阻碍而大幅提高的事件时有发生;运营管道受到地质灾害的破坏而酿成停产及恶性事故的新闻屡见报端。研究油气管道工程
的地质灾害的特点,针对性的提出管道地质灾害的防治思路,已经引起了石油石化行业的高度重视。通过多年从事管道地质灾害防治工程实践,我们根据油气管道工程地质灾害的特点,提出一些防治思路探讨。常见的管道地质灾害发育的主要种类有:崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、地面塌陷、地震等六种。 1管道工程常见地质灾害种类的判断与辨识
1.1崩塌
根据其强度分为剥落、坠石、崩落三种形式,对管道工程造成危害的主要为坠石和崩落,土质崩塌一般对管道工程危害一般较小。
崩塌的发育主要受地形地貌、地层岩性、节理裂隙发育情况、水文气象条件的影响,一般地讲具有以下几个方面的特征: 崩塌危岩体多位于陡峻高边坡地段(坡度一般大于45°); 危岩体节理、裂隙和断裂发育,造成岩体破碎;软硬岩相间分布的地区由于差异风化,有硬岩突出;如四川红层地区; 由于溪沟、河流长期冲刷坡脚或人为活动开挖坡角造成危岩体临空或应力场发生变化而形成平行于坡面的卸荷裂缝。崩塌多发生在雨季,在雨水渗入裂缝后造成粘结力迅速降低并受孔隙水压力作用。
通常的发育时间:降雨过程之中或稍滞后,这是崩塌发生影响最多的时间; 强烈地震或余震过程中; 开挖坡脚过程之中或滞后一段时间;水库蓄水初期及河流洪峰期;
针对崩塌发育的特点,对管道工程保护工作而言,主要是要加强对处于高陡边坡地段的巡查,并进行简易观测记录工作。特别是在主汛期还应加密巡查周期,凡是发生了连续变形的裂隙应及时上报采取措施进行防治。
1.2滑坡
判别滑坡的标志:(1)地物地貌标志:环谷地貌(圈椅、马蹄状地形)、坡面上的异常台阶及斜坡坡脚侵台河床等现象,滑体两侧常形成双沟同源的沟谷,有的滑体上还有积水洼地、地面裂缝、醉汉树、马刀树和房屋倾斜、开裂等现象。滑坡前缘出现有规则的纵张裂痕时,显示滑坡非常危险。(2)岩土结构标志:岩土常有扰动松脱现象。基岩层位、产状特征与不连续;常见张裂隙,普遍存在小型坍塌。(3)水文地质标志:滑坡体多为复杂的单独含水体,在滑动带前缘常有成排的泉水溢出,或者井水位突然变化。(4)滑坡边界和滑床标志:滑坡后缘断壁上有顺坡擦痕,前缘土体常被挤出或呈舌状凸起;两侧常以沟谷或裂面为界,滑床常见塑性变形带,多由黏性物质或黏性夹磨光角砾组成;滑动面光滑,可见擦痕等。
滑坡是管道地质灾害中最常见的灾种,尤其是在丘陵及山区中分布的管道工程,很多地段受到滑坡的威胁。且常以土质滑坡为多见。
1.3 泥石流
泥石流的形成条件主要受地形、地质环境、水文气象及其他人为活动。概括为:①陡峻的便于集水、集物的地形;②有丰富的松散物质;③短时间内有大量水的来源。
对于已发泥石流的流域沟谷的识别:中游沟常见不对称、参差不齐、凹岸冲刷坍塌、凸岸堆成石堤或有截弯取直现象。沟槽常见大段地被大量松散固体物质堵塞,形成跌水。沟道两侧地形变化处,各种地物上、基岩裂缝中常夹有泥痕、擦痕及残留物。沟谷中下游形成多级阶地,在较宽阔地带形成垄岗状堆积物。下游堆积扇的轴部凸起,稠度大的扇体扇角小,呈丘状。扇体上沟槽不固定,杂乱分布垄岗状、舌状、岛状堆积物。堆积的石块均具有尖锥棱角,粒径悬殊,无方向性,无分选层状。
对于未发泥石流的流域的沟谷其易发特征如下:沟谷上游山体破碎。山坡与松散土石厚度大;沟谷两侧山坡坡度大,沟头和沟口的高差较大;夏汛季节雨水多,经常发洪水的沟谷。
泥石流灾害是一种危害巨大的灾害,目前管道工程已经常进入高山峡谷地区,随着经济发展,应加强对多发于高山峡谷地区泥石流灾害的认识,以保护管道运营安全。
1.4水土流失
关键词:管道 地质灾害 危害 治理措施 安全运行
一、前言
根据国外统计表明,管道在运营期间造成损害的主要原因不再是管材、焊接、防腐以及其他结构缺陷,而是由外力引起的,如洪水灾害、地震、滑坡、塌方以及其他一些意外事故等,外力事故占总数的50%-60%。中缅管道玉溪支线沿线90%以上在山区丘陵地貌敷设,沿线山高谷深、沟壑纵横,地质灾害发育,管道建设及运行过程中势必会受到各种外部因素的影响。因此,在复杂山区地段的管道设计务必要把地质灾害防治作为设计内容的重要组成部分,对各种地质灾害类型做出准确判断并采取切实有效的治理措施,保证管道正常安全运行。
中缅天然气管道地质灾害主要是由于自然因素的和人为的地质作用,导致地质环境或地质体发生变化而形成的,就其管道建设而论,主要是以管道施工等人为作用诱发的地质灾害为主。中缅油气管道玉溪支线沿线地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流等类型。
二、地质灾害类型、产生机理及对管道造成的危害
1.崩塌(危岩)
崩塌(又称崩落、垮塌或塌方):是从较陡斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离山体崩落、滚动,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。
崩塌体主要包括四种情况:一是施工前已经自然存在的;二是劈山、修路、开挖管沟过程中产生的;三是爆破引起的震动引起的;四是管道建成后暴雨或地震诱发的。
崩塌对管道的危害:主要是在施工或运营过程中,当崩塌体高空坠落时,可能冲击到管道位置,造成现场人员伤害或管道损伤。
2.滑坡
滑坡是指斜坡上的岩土体由于各种原因在重力作用下沿一定的软弱面(或软弱带)整体地向下滑动的现象。中缅油气管道经过的云贵地区,是我国滑坡灾害的高发区。
滑坡体主要包括三种情况:一是施工前已经自然存在的;二是劈山修路过程中诱发的;三是管道建设后暴雨或地震诱发的。
滑坡对管道的危害是:当管道埋设在滑坡体内时,如发生滑动管道会同步变形,当滑坡体规模较大且滑移严重时有可能剪断管道。处在滑坡影响范围内的管道,在滑坡发生时,将会受到推移或挤压,造成变形或破坏。
3.泥石流
泥石流:是山区沟谷中,由暴雨、水雪融水等水源激发的,含有大量的泥砂、石块的特殊洪流。其特征往往突然暴发,在很短时间内将大量泥砂、石块冲出沟外,在堆积区漫流堆积,造成重大危害。
泥石流形成的三种情况:一是在施工过程中对山体表面的破坏;二是施工后不合理的弃土、弃渣堵塞沟谷;三是作业带扫线是对植被的破坏。
泥石流对管道的危害:当泥石流突然爆发式,可直接冲蚀掉埋设管道的土层,或破坏埋地管道,并可能埋没阀室、阴保设施,摧毁跨越工程、推挤管道等,致使管道受损或破坏。有时泥石流汇入河道,引起河道大幅度变迁,间接毁坏在河道附近敷设的管道及其它构筑物,造成巨大的经济损失。
三、地质灾害各类型的防治措施
管道选线时,对于可能出现的各种地质灾害首先应考虑避让,修改线路路由,彻底规避风险。对于受限无法避绕地段应进行专项地质勘察,判断地灾类型、稳定性及范围,有针对性的制定防治措施保证管道日后运营的安全稳定,同时尽量减少对周围环境的破坏。
1.崩塌(危岩)的防治措施及适用范围
崩塌(危岩)的防治措施主要有坡面喷浆、灌注水泥、挂金属网等。
适用范围:在碳酸盐岩、板岩区,碎屑岩弱风化区,岩体破碎时,容易产生掉块、崩塌,采用坡面喷浆、灌注水泥、挂金属网等措施,防止坡面产生掉块、崩塌。
2.滑坡的防治措施及适用范围
滑坡的防治措施主要有卸载、抗滑桩、支挡等,具体措施应根据滑坡特点制定。对于施工过程中诱发的滑坡一般规模较小,可以采用卸载、支挡的方法进行治理。滑坡段具体的防护措施有挡墙、挡土墙、抗滑桩、削坡护坡等。
适用范围:对于管道建设中挖方段可能诱发的小型滑坡,因其规模小,下滑推力小,采用浆砌石修建内支挡即可;对于对拟建工程危害较大的滑坡或崩塌,因其滑动面埋深大,下推力大,则可采用挡土墙进行支挡。
3.泥石流的防治措施及适用范围
泥石流的防治措施主要有河沟的修整、河床的加固、河岸的防护、斜坡后缘排水、拦砂坝、植树种草,恢复植被等。
适用范围:
3.1拦挡 主要针对评估区内泥石流的治理。对沟岸崩、滑体和泥砂补给源修建拦挡工程,控制泥石流发展;或在泥石流沟中修建拦砂坝,减弱泥石流势能,减轻对下游地区的破坏。
3.2生物工程 主要针对碎屑岩地区或土层较厚地区的活动性冲沟、泥石流形成区。通过沟谷两侧及谷底植树种草,恢复植被,防治水土流失,减少水土流失带来的泥石流物源,控制活动性冲沟(冲蚀)、泥石流沟的进一步发展。
四、中缅油气管道地质灾害治理工程实例
1.崩塌治理实例分析
中缅油气管道工程崩塌治理主要采用主动防护和被动拦挡;主动防护主要有锚杆锚固、主动网防护及凹腔嵌补等治理措施,被动拦挡主要有被动网、拦石墙拦挡等治理措施。对于单个崩塌点治理首先应考虑被动防护治理措施,只有在修建拦石墙、被动网等被动防护措施没有工程治理位置及崩塌体崩落下来解体后块体仍较大时考虑主动防护治理方案。
管道N1点主要为崩塌地质灾害,该崩塌点所处区域为构造侵蚀丘林地貌。崩塌灾害点所在斜坡整体较陡,平均坡度50°;该区域局部,危岩分布在该区域上。斜坡坡顶高程1972m,坡底高程1930m,相对高差42m,斜坡总体坡向231°。危岩区平面形态呈条带状,横向延伸约50m,纵向宽度约10m。该崩塌地质灾害点危岩体在天然及地震状态下处于稳定状态,在暴雨状态下处于欠稳定状态,会发生掉块现象威胁管道施工人员安全及局部大块体威胁管道。该崩塌点无被动防护工程位置故此崩塌危岩坡体上采用“主动网”对该崩塌地质灾害进行主动治理措施。
图1 N1崩塌点地形地貌及治理工程平面布置图
五、总结
通过上述对中缅油气管道工程所涉及的滑坡、崩塌、泥石流等典型地质灾害的类型、产生机理、危害的分析,了解了复杂山区地段地质灾害的发育规律,提出了不同地质灾害点的防治措施及适用范围,逐步完善适合于油气管道工程的防治措施,使地质灾害对油气管道工程的危害降到最低,对今后的长输管道的地灾设计工作提供参考。
参考文献
[1]梅云新、马惠宁 管道地质灾害类型及水工保护问题 2003.11:35-38
[关键词]天然气 输气管道 地质灾害 防治
中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0361-01
引言
辽宁省海城市天然气输气管道综合利用项目输气主干线线路起点为位于海城市感王镇马圈子村大沈线A18#分输阀室东侧的海城1#门站,管线向东敷设,穿越省道322、哈大高架铁路客运专线、沈―大高速公路、哈大铁路、国道202、在毛祁镇商家台预留DN150 的分支阀门,为将来毛祁镇用气考虑,之后管线穿越京丹高速、沿毛祁―八里铁路线敷设,在八里镇建调压站一座,并沿铁路线继续敷设,穿过丹锡高速公路,并向东南敷设,至牌楼镇菱镁制品工业园处(代家沟口)再建牌楼调压站一座,线路全长30.2Km。
1 地质环境
1.1 气象水文
全境气候温和,年平均气温9.5℃,降雨量624.2mm,处于暖温带季风气候区。四季分明、雨量充沛,是发展工农业生产极为有利的自然条件。区内沿线河流为毛祁河、八里河、杨柳河、王家坎水库分支河流。地下水按赋存条件可分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩岩溶裂隙水、基岩裂隙水。
1.2 地形地貌
区内地貌以构造剥蚀低丘、丘间谷地、冲洪积平原为主,地势总体北低南高。地面标高为10.5~200.5m,高差为190m。
1.3 地层岩性
区内沿线出露地层由老至新依次为下元古界辽河群里尔峪组、高家峪组、大石桥组、第四系上更新系统坡洪积层,第四系全新统冲洪积层。侵入岩主要岩性为变辉绿岩,主要分布于HC30-HC35管道干线的北侧,岩体受北东向构造控制,多呈北东展布。评估区地层岩性复杂
1.4 地质构造及地震
根据《辽宁省区域地质志》及《辽宁省构造体系图》,区内在大地构造处于中朝准地台(Ⅰ)、胶辽台隆(Ⅰ1)、营口-宽甸台拱(Ⅰ13)、凤城红凸(Ⅰ11-3)起之上。区域断裂为海城-草河口岩石圈断裂、海城析木城-岫岩断裂。
1.5 工程地质条件
区内地层、岩土体结构、类型、组合特征及其坚硬程度、稳定性等因素,将其分为岩体、土体两大类。
2 现状地质灾害
本次工程建设有遭受滑塌、岩溶塌陷、崩塌、地面沉(塌)陷及地裂缝、河岸坍塌、砂土液化地质灾害的危险性。
2.1 滑塌
本次区内主要进行输气管线的建设,管线施工过程大开挖、顶管穿越基坑的边坡土质都较松散,工程建设有引发边坡滑塌的可能性,所以工程建设有遭受滑塌地质灾害的危险性,危害对象为施工工人和设备,危害程度小,地质灾害危险性为小的。
2.2 岩溶塌陷
区内部分区域有大理岩岩分布,主要分布在HCZ4-HCZ8管线支线东侧,HCZ9-HCZ14管线支线东侧,HCZ21-HCZ24管线支线两侧,HCZ17-HCZ21管线支线东侧。主要为白云质大理岩。根据参考区域资料,该岩性有残留的原生溶洞。根据区内可溶岩的化学组分、可溶岩的结构和构造,区内下伏的可溶岩会有小的岩溶发育。
所以工程建设有遭受岩溶塌陷地质灾害的危险性,主要危害对象是管线本身,危害程度小,地质灾害危险性小。
2.3 崩塌
根据现状调查,于管道支线HCZ11号拐点西侧80m有一王家坎水库,该水库兴利库容7.05×106 m3,防洪库容10.85×106 m3,死库容0.5×106 m3,总库容19.3×106 m3,养鱼水面2100亩,建小水电站两座。由于施工开挖及水库内水体的浸泡、冲刷破坏了地层原有的应力结构和坡面形态,成为岩体的不稳定因素,加剧了陡坡发生崩塌的危险性。管线于水库附近经过有遭受崩塌地质灾害的危险性,危害程度中等,地质灾害危险性中等。
2.4 地面沉(塌)陷及地裂缝
根据现状调查,管道支线HCZ22拐点处,直接穿越普临矿业有限公司矿区范围,管线支线穿越距离为100m,而且管线穿越开采错动影响范围,穿越距离约140m,该公司开采的矿种为滑石、菱镁矿,开采方式为地下开采。但管线穿越范围内无矿山开采活动,工程建设有遭受地面沉(塌)陷及地裂缝地质灾害的危险性,危害程度中等,地质灾害危险性中等。
2.5 河岸坍塌
根据现状调查与可行性研究报告,管线穿越毛祁河2次,八里河1次,杨柳河3次,水库分支河流1次,其他河沟7次,河漫滩地表为中砂、卵石、砾岩覆盖,具有一定易冲蚀性,河床宽约20-30m,高差1-2m,未见强烈侧向或纵向侵蚀现象,遇雨季有受到冲蚀的危险。河岸垮塌会造成岸坡管线的暴露悬空,所以工程建设有遭受河岸坍塌地质灾害的危险性,危害程度小,地质灾害危险性为小的。
2.6 砂土液化
饱水砂土在地震、动力荷载或其他外力作用下,受到了强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象称为砂土液化。根据海城市砂土液化图,本项目经过的区域为非液化区。所以工程建设遭受砂土液化地质灾害的危险性小,危害程度小,地质灾害危险性为小的。
3 地质灾害的防治
将综合分区为地质灾害危险性小区的为适宜于建筑,综合分区为地质灾害危险性中等区的为基本适宜于建筑。
3.1 滑塌防治措施
(一)施工过程中,建议采用适当放坡和必要支护措施。(二)施工过程中需采取降水措施,建议采用管井井点降水。
3.2 岩溶塌陷防治措施
(一)对可能发生岩溶的地区加强调查和勘探,查清岩溶的发育情况,尤其对管线分布的地段进行详细勘察。(二)对可能发生岩溶的区段,加强施工过程控制,对岩溶空洞进行灌砂注浆等加固处理措施。
3.3 崩塌防治措施
(一)对危险块体,并存在软弱夹层或软弱结构面的危岩区,首先清除部分松动块体,修建条石护壁支撑墙保护斜坡坡面。(二)利用预应力锚杆或锚索可对其进行加固处理,防止崩塌的发生。
3.4 地面沉(塌)陷及地裂缝防治措施
(一)对可能发生地面塌陷及地裂缝的地区加强调查和勘探,查清浅部巷道、采空区分布情况,尤其对管线分布的地段进行详细勘察。(二)建议对管线通过的可能分布的浅部巷道、采空区进行回填。(三)建议与矿山达成协议,管线通过的区域不再进行开采。
3.5 冲蚀塌岸防治措施
可进行浆砌石护岸处理,加强防冲措施。
3.6 砂土液化防治措施
位于饱和砂土液化地基上的桥梁应采用桩基或沉井等深基础。当采用桩基时,桩端深入液化深度以下稳定土层的长度应按计算确定。
结语
滑塌、岩溶塌陷、崩塌、地面沉(塌)陷及地裂缝等地质灾害是天然气输气管道项目建设中较常见的地质灾害,一旦发生会造成严重的后果,应加强项目区地质环境管理,严格规划、规范人类工程活动。把地质灾害的防治与项目区发展建设协调统一起来,使资源开发、地质环境保护及人类工程活动三者达到动态平衡,促进项目区生态环境向良性转化。施工阶段,应进行详细的工程地质勘察。建议管线采用抗变形设计。沿线中小型冲沟较为发育,应注意冲沟对管线的影响。建议穿越矿山沉陷影响区的管线做好监测和防治工作,必要时避让。
参考文献
关键词:地质性灾害;施工;应对措施
中图分类号: B845.67 文献标识码: A
地质灾害通常指由于地质作用引起的人民生命财产损失的灾害。自然地质灾害由降雨、融雪、地震等因素诱发,人为地质灾害由工程开挖、堆载、爆破、弃土等引发。根据2004年国务院颁发的《地质灾害防治条例》规定,常见的地质灾害主要指危害人民生命和财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六种。
我单位的工作性质决定我们的作业场所绝大部分将处于野外施工,面对各类地质性灾害的几率较大;此外,国内管道安装企业的市场竞争加剧,云贵高原、川甘赣、江南水网等地区施工任务逐年增加,施工区域内频繁出现山区、沼泽、河流等较为复杂的地形地貌,一如今天的兰成中贵管道工程、中缅管道工程等,面对各类地质性灾害的几率成几何倍数增加。应对地质性灾害的预防工作和善后研讨刻不容缓,下面就兰成中贵管道工程在此方面的一些经验教训与大家分享。
我单位承建的兰成中贵管道工程施工段途径甘肃陇南地区,沿线多在峡谷和山地,平坦地段极少,且峡谷和山地多为石方地段,管沟多采取松动爆破方式。线位多在深切“V”型沟谷或山地中,受雨季影响大。沿线属5.12汶川地震影响区,部分施工区域山体岩石本已风化严重,外加当地降雨较丰沛,滑坡落石以及泥石流灾害易发,给沟谷地带施工带来严重安全隐患。与西和县和成县毗邻(仅100公里)的舟曲县城2010年8月8日曾发生过特大泥石流自然灾害,而成县境内也于2010年8月12日发生暴雨洪灾,管线经过成县几处受灾较严重的村镇。
1、各类地质灾害的简述
在六大类地质灾害中,对我们的施工生产影响最大的是崩塌、滑坡、泥石流。
1.1崩塌
崩塌是岩土体的突然垂直下落运动,经常发生在陡峭的山壁。过程表现为岩块顺山坡猛烈翻滚,跳跃,相互撞击,最后堆积在坡脚,形成倒石碓。
降雨、融雪、河流、洪水、地震、海啸、风暴潮、地下高水位长期浸泡管沟等自然因素,以及爆破、开挖坡脚、沟上设备震动、开矿泄洪等人为因素,都有可能诱发崩塌。
1.2滑坡
滑坡是岩土体在重力作用下,沿一定的软弱面整体或局部向下滑动的现象。发生破坏的岩土体以水平位移为主,除滑动体边缘存在为数极小的崩离碎块和翻转现象之外,其他部位相对位置变化不大。
1.3泥石流
泥石流是一种包含大量泥沙石块的固液混合流体。常发生于山区小流域。泥石流爆发过程中,常常伴随着山谷雷鸣、地面震动、浓烟腾空、巨石翻滚,浑浊的泥石流沿着料峭的山涧峡谷冲出山外,堆积在山口。
由于突发性、凶猛性、迅时性以及冲击范围大,破坏力度强等特点,泥石流常给人们的生命财产安全带来严重的威胁。
1.4以上三类地质灾害会导致沟上设备的倾覆、沟下作业人员的伤亡、管材物资的损毁,对山区、沟谷地区施工带来极大安全隐患。
2、地质灾害的前兆
2.1崩塌和滑坡的前兆
2.1.1断流泉水复活,或泉水井水忽然干涸。
2.1.2滑坡体后缘的裂缝扩张,有冷气或热气冒出。
2.1.3有岩石开裂或被挤压的声音。
2.1.4动物惊恐异常,植物变形。
2.2泥石流前兆
2.2.1河流突然断流或水势突然加大,并夹杂着较多杂草、树枝;
2.2.2深谷或沟内传来类似火车轰鸣或闷雷般的声音;
2.2.3沟谷深处忽然变得昏暗,并伴随着轻微的震动感。
3、防灾减灾的应对措施
3.1成立以项目经理为第一责任人的防灾领导小组,安全总监作为副组长,各业务部门领导和施工机组长为组员,做到责任明确,层层落实,形成行之有效的应急反应机制,坚决执行以人为本,抢救为先的原则。
3.2项目部聘请专家对沿线地形地貌进行梳理分析,整理、归纳出沿线各重大危险源的分布情况。在全面排查,核准掌握有关情况的基础上,对相关隐患点提出具体的防治建议和措施,并将每一处隐患点登记存档,下发给各施工机组,每周进行一次销项登记。
3.3编写、完善防灾应急预案。制定应急步骤、抢险原则、应急处置原则、应急实施流程等。做到原则明确,流程清晰,实施流畅。组织施工机组按照应急预案进行相应的逃生演练,以检验避灾措施的实用性,针对发现的问题,对方案进行完善,确保施工人员熟悉逃生路线、了解应急措施。
3.4项目部在工程开工前,与地方气象机构签订签署合作协议,及时掌握气象、地质灾害的预警信息,提前以手机短信形式向我项目部和机组关键岗位人员发出预警。在恶劣天气时,每半小时更新一次预警信息,如降雨数据、灾害警报级别等。
3.5建立并及时更新施工机组的看夜人员台账,确保在夜间出现大规模持续降水时,可以随时掌握现场情况,及时转移设备人员物质,避免出现伤亡及财产损失。临时营地要避开沟谷低凹处或面积小而又低平的凸岸及陡峻的山坡下。应安置在距村庄较近的低缓山坡或高于 10 米的阶台地上,切忌建在较陡山体的凹坡处,以免出现坡面坍滑。
3.6加大防灾减灾知识的宣传培训力度。除对施工机组进行常规培训外,还以下发学习资料、张贴宣传挂图、组织逃生演练等多种形式加深宣贯力度。为消除施工人员对防汛减灾普遍存在的麻痹思想和侥幸心理,项目部深入施工一线,播放5.12汶川大地震、2010年8月8日舟曲特大泥石流、2010年8月12日成县暴雨洪灾等纪实宣传片,加深防灾减灾意识。
3.7项目部每天派出业务人员对沿线施工区域进行巡视、检查,发现隐患及时通知整改。
3.8当三日内或当天的降雨累计达到 100 毫米时,处于危险区内的人员应撤离。只有当降雨停止两小时以后方能返回,切忌雨小或刚停时即返回。同时,遵循中到大雨停工,小雨采取上游派专人望,沟下施工时沟上专人监督;因雨停工或收工时,设备和看夜人员驻地转移至相对平坦、地基牢固、地质性灾害影响较小的高地。
3.9重视汛期对施工生产的影响。地质灾害为什么多发生在汛期,因为滑坡、泥石流这些都离不开水的作用,达到一定的强度就可以诱发。现场设置一到两名水情“风险望员”,施工时站在施工上游一公里手机信号好的地方,望员配备对讲机、警报器,时时监控上游来水情况。当看到脚下水流明显增大或听到沟内有轰鸣声或主河洪水上涨或正常流水突然断流,应意识到洪水、泥石流马上就要到来,应立即通知下游机组采取逃生措施。
3.10集中项目部施工优势资源,在汛期前抢完河谷地段施工任务,科学组织施工,减少沟下作业时间。
3.11及时疏通、拓宽导流渠、泄洪道,及时清理河道内的设备、物资,避免阻水形成堰塞湖;避免河道内管沟因长时间被高水位浸泡造成溃塌。
3.12积极储备应急物资。交通工具、通讯器材、雨具和常用药品、食品饮用水等,也应根据具体情况提前做好准备。
3.13一旦发生地质灾害,按照减灾应急预案的要求,及时上报项目部,同时有组织地开展自救。撤离灾害地段后,要迅速清点人员,了解伤亡情况。对于失踪人员要尽快组织人员进行查找搜寻。
4、结束语
地质性灾害的发生具有极强的隐蔽性和不确定性,而降雨、地震、工程活动等复杂性、偶然性又很高,这些因素叠加起来,准确进行预测的难度非常大。既然对地质性灾害的发生无法准确预测,那么详尽有效的应对措施就显得至关重要。
理性的态度、科学的方法是根本。做到组织机构健全,职责明确,责任到位,人员落实,是降低风险的基础。在地质灾害易发区施工的单位或项目部要将地质灾害防灾减灾知识的宣传、教育、培训纳入企业安全生产进行管理和要求,提高全员对地质灾害防灾减灾工作的意识,全员参与,这是必要的方法。最后,严格执行相关的各项规章制度、真正做到令行禁止,是防灾减灾、降低安全事故的关键所在。
参考文献:
1、张振泽 张庆祥2011地质灾害观测预防营救地质出版社
2、国土资源部办公厅2004地质灾害危险性评估技术要求(试行)
3、廖育民2003地质灾害预报预警与应急指挥及综合防治实务全书哈尔滨地图出版社
关键词:水电站发电机组的运行;常见的问题 ;维护及故障解决方案
中图分类号:TV文献标识码: A
引言:要做好水电站发电机运行和维护作业,防止故障的呈现,就要实施一套科学可行的计划。水电站的正常运行,将对社会经济和地区的发展产生重要的作用。本文对有关水电站发电机的运行进行原理上的剖析,对水轮发电机组运转中经常呈现的故障进行总结,并提出对机组的保护及故障解决计划,以期对水电站稳定运行起到必要的理论指导意义。
1.水电站发电机组的运行
1.1水轮发电机组的运行方法
按带负荷方法有并网运行、单机运行两种方式,按调速器控制方法有自动运行、手动运行两种方法。其中并网运行是中小水轮发电机组的主要运行方式。并网机组运转工况的改动,要经过控制设备的切换来进行,如自动、液压手动、发电调持平。运转方法的切换,应按运行操作规程进行,以保持切换中机组稳定与安全。并网运转机组的调速器永态转差系数,要根据机组在体系中的地位及担任负荷的性质来断定。机组单机带孤立负荷运转,则孤立小体系的一切负荷都由一台机组承当。这种情况下运转的机组,对其调速器、励磁设备的主动调节功能将有较高需要,以确保既满足用户有功负荷、无功负荷需要,又确保电能频率和电压的安稳。
1.2凸极式同步发电机的运行
随着电网的快速发展,高压电缆、输电线路长度等也随之增加,电力体系的容性无功功率也随之增大,电网一直处于低负荷运作的线路,将呈现毛病,导致电网无功功率过大甚至是电网上某处电压超压。那么发电机应当进相运转对无功功率进行吸收,对电压进行调压。
1.3迟相运行
一般来说水电站电力体系一方面要具有一定的有功功率,另一方面要满足电力系统的无功需求。迟相运行受转子绕组发热程度限制。
1.4调相运行
水电站发电机能够用作调相,使得电力体系和电网的电压处于安稳运行的状况,对其功率因数进行改进,发电机吸收电网的有功功率,维持同步转速,并向电网送出无功功率。发电机进行调相运行时可以依照体系的需要进行欠励或过励状态的运行。
2.水轮发电机组常见的问题
2.1水轮发电机组的油位故障
造成水轮发电机组油位故障的主要原因有以下 4 点:①发电机组油箱的油量超出了标准范围;②发电机组的油路堵塞,导致油无法正常循环;③发电机组的摆动幅度较大,超出了规定范围;④发电机组的油箱密封被损坏,导致油路渗漏、串油。 针对上述 4 点原因,水电站应做好以下 3 方面的工作:①检查水轮发电机组的油位情况,一旦发现油量超出标准范围,则立即减少油量,使其处于允许范围之内。在实际中,水轮发电机组在没有运行时,其油位都要高于停机油位线;而在运行过程中,油位必须低于最高油位线。②检查发电机组的摆动幅度是否过大,一旦发现摆动幅度过大,就应立刻关闭发电机组。③检查发电机组的油路密封是否遭到破坏,如果已被破坏,则应立即更换。
2.2 温度过高
水轮发电机组在运行过程中,会不断产生大量的热量,导致机组内部温度快速升高,逐渐达到极限值。当水轮发电机组出现异常时,过高的设备温度会对机组元件或设备造成损坏,甚至会对其他辅助设备造成一定的侵蚀。比如水轮发电机组的轴承,它是机组中最容易受温度影响的元件。如果水电站常用的调试方法无法彻底解决轴承温度过高的问题,则只能全面检查整个发电机组,从而彻底解决该问题。因此,水电站应定期检查水轮发电机组,并提前制订预防措施
2.3 发电机同期并网
中小型水电站的同期控制手段主要包括自动准同期和手动准同期,它是指在发电机组还没有并网时就已经励磁,并将电压频率调节至标准范围内,当电压、频率和相位等都符合条件后,闭合发电机组的断路器,从而使系统和发电机组同时处于运行状态中的一种保护手段。在电压、频率与相位都相同的前提条件下,发电机组开始并网。在实际中,由于各种因素的影响,电压、频率与相位会产生偏差,而这种偏差是无法彻底消除的,只能尽量降至最低。
3.发电机的维护及故障解决方案
按照以上经常出现的故障和问题对应提出解决方案确保在发生故障时能够有效及时的解决。除此之外,还要对水电站发电机日常维护工作进行检查做好日常维护工作,才能够有效避免故障的发生,下文将从两个方面对此进行分析。
3.1运行状态下的日常维护
水电站发电机在运行状态下的维护分为两个部分,也就是清洗作业和滑环及电刷的查看。进行清洗时要保证发电机内部洁净,周边不要有杂物的堆积。清洗作业,发电机外表尘埃以及外表的油污,及时进行清除,定时对发电机碳刷进行整理,保证不会有污渍残留。其间涉及到的清洗东西有毛刷、高压气筒等,依照实际情况的不一样对不一样清洗东西进行挑选毛刷,清洗完以后还要用清洗布进行深化整理完善清洗作业。除此之外,对发电机外表整理以后,还要对发电机电刷滑环处进行整理,保证此处无污渍残留,这一点对于发电机而言具有重要意义,主要是因为滑环在发电机平常运转中的作用特殊,其承载着励磁电流传输的作用,因此有必要要将其归入重要保护作业中。详细的整理过程中,对其认真细致的查看,发现问题及时进行处理,能让毛病消除于无形之中,要不然可能会对水电站正常运转形成十分严峻的影响。详细整理时保证电刷在滑环中心线上,电刷和刷握之间不要太密,保证之间有必要的孔隙,使其不在运转时呈现火花表象。假设在运转时碳刷跳动幅度不符合相关规定时有必要进行调整。同理如果呈现比较大的火花,应当对外表污渍进行处理,可以利用酒精等物品擦洗滑环,必要时用锉刀对滑环的外表进行打磨保证火花消灭。假设火花无法消除则应当思考替换电刷,但是其间有必要注意的是替换的碳刷和之前的电刷为同一类型。
3.2运行状态下的检查和监控
除了做好发电机的平常保护作业之外,还要做好发电机的巡检和监控作业。比如说定子绕组的呈现温度过高、绝缘的老化表象,以上清况都和发电机没有认真巡检查看脱不开联系,因而要对发电机平常查看给予足够重视,将发电机毛病消除于萌发期间。那么怎么做好发电机在运转状态下的查看和监控作业呢,一方面需求值勤人员的责任感和义务感。值勤时对发电机运转状态下定时查看,确保发电机一直处于一个安稳的作业环境。在发电机呈现毛病的时候都会有异响呈现。正常状况下,发电机运转声响较为均匀,如呈现异响,则能够肯定是出现了毛病件,特别是轴承损坏时的振动声,因而需要值勤作业人员要有敏锐的听觉,时刻保持警惕确保发电机安稳运转;另一方面池那就是“闻”,如呈现异味,和“听”是同一个道理,有异味则可能是发电机内部呈现故障需要当即进行处理。最为重要的一点就是需要对发电机进行认真监盘,查看实时监控,确保发电机每一个数据处于安稳安全的数值内,确保功率安稳,确保发电机负荷分配合理,确保每一个部件运转状况一直处于实时监控中,如有故障及时处理不让毛病进一步发展。通常状况下值班作业人员要对发电机进行巡检,确保其正常运转。巡检项目包含发电机异响、异味、表面度、内部火花状况、部件是不是安稳、回路装置是不是正常、励磁装置是不是正常等。检查完这些项目对确保发电机安全运具有重要意义。
结束语
水利发电站是中国仅次于火力发电站以后最主要的发电站,在中国电力产业中占有重要地位。确保水利发电站的正常运转,对保持电力系统的安全稳定可靠运行有着重要意义。因而水电站的管理人员有必要以准确合理的方法来运转水轮发电机组,并定期对水电站的一切设备进行维护保养。一旦发现有运转反常或故障表象时,就要当即采取办法进行修理,且要确保一次修理到位,不得使其再次发生同样的故障。只要这样,才能最大程度的保证水电站的安全可靠运行,发挥水电站的经济效益。
参考文献
[1]徐武林. 双馈感应电机运用于引水式电站的研究[D].昆明理工大学,2013.
[2]刘洋. 基于非线性振动的多失效模式水轮发电机组可靠性研究[D].广西大学,2013.
[3]孔繁镍. 水轮机调节系统模型及其控制策略研究[D].广西大学,2013.
关键词:长输管道工程、地质环境条件、地质灾害、危险性评估
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
长输管道工程地质灾害危险性评估工作的特点是线路长,跨越的地貌单元多,地质环境条件复杂等。以“闽粤支干线天然气管道工程地质灾害危险性评估工作”为例,根据《地质灾害防治条例》及国土资发[2004]69 号文件等法规要求,对长输管道工程地质灾害危险性评估方法进行探讨。
1、工程概况及评估范围
闽粤支干线属于西三线工程九条支线之一,线路总体走向呈东西向。管道起点位于闽粤两省交界的潮州市饶平县上善镇,向西南经潮州市、揭阳市后,折向西经揭西县,惠州市北,东莞市北后到达终点从化市龙潭镇。中间设置四座分输站,设计输量100×108Nm3/a,管径Ф1016mm,设计压力10MPa。管道基本埋深1.2m,石方段埋深最小可减至0.8m。
根据 “技术要求” 的规定,结合工程特点、规模及地质环境条件,以管道为中轴、两侧及两端各1km的带状区域。整个评估面积约1056km2。
2、地质环境条件
2.1气象、水文
评估区横跨广东省中东部,属亚热带地区,夏长冬暖,雨量充沛。年平均气温22℃,年日照时数1828小时。评估区内雨量分布特点是自东向西递增,属湿润地区。管道经过区域的降雨主要集中于4~9月份,多年平均降雨量以龙门县最大(2140.1mm),饶平县最小(1400mm)。
评估区所在区域的河流从西至东,主要有黄冈河、韩江、榕江、东江、增江和流溪河等,具有流量大,含沙量小,汛期长,终年不冻,水力资源丰富的特点。
2.2地形地貌
拟建管道工程沿线地形地貌条件复杂,地貌类型多样有低山、丘陵、平原和岩溶盆地、溶蚀准平原,以低山丘陵为主,其次为平原。管道所经最高点高程约650m,位于K54~K57区段的潮州市凤凰镇南岭山;最低点高程约为3m,位于K120~K140区段的榕江岸边揭阳冲积平原。
2.3地层岩性
评估区内地层岩性复杂,评估区及周边地层由老到新主要为泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系;西三线广东段沿线的岩浆岩分布广泛,以侵入岩为主,其次为潜火山岩。
2.4地质构造与区域地壳稳定性
2.4.1地质构造
评估区在大地构造上属于华南褶皱系,为加里东期形成的地槽褶皱系,区内地质构造比较复杂,以断裂为主。评估区范围主要发育有四条断裂带和三条断裂,以NE向为主,其次为EW、NW向,其中河源断裂带活动性中等;莲花山断裂带和紫金-博罗断裂活动性较弱。
2.4.2地震
拟建管道工程所经区域位于我国环东南沿海地震带上。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),确定评估区的地震动峰值加速度为0.05~0.15g,地震基本烈度为Ⅵ~Ⅶ度。
2.5水文地质条件
评估区地下水分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩岩溶裂(溶)隙水等三种类型。低山、丘陵区地下水的补给主要来源于大气降水入渗;沟谷、平原区及滨海区地下水的补给来源除大气降水的入渗补给外,局部有地表水体下渗渗透补给。地下水位随地形变化,河谷平原及滨海区水位埋深较浅,地下水的稳定水位埋深多为1~3m;低山区和丘陵区地下水埋藏较深,稳定水位埋深多为4~8m。
2.6岩土类型及工程地质性质
评估区岩土体按其岩性、结构、物理力学性质分为以下四类:
松散土类(Ⅰ):较集中于冲积平原,山前平原及丘陵次之,包括第四系全新统(Qh)、更新统(Qp),松散层是管道的主要致灾体。
碎屑岩组(Ⅱ):包括第三纪至泥盆纪地层,分布于评估区中部大部分地区,岩性为砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩等,自上而下,岩石风化程度变弱。
碳酸盐岩岩组(Ⅲ):主要为石炭系和泥盆系灰岩、白云岩、白云质灰岩等,岩质较坚硬,微风化岩石天然单轴饱和抗压强度值为17.1~88.1MPa,平均值为39.3MPa。零星分布于评估区西部龙门县见田村、龙华镇、石下村和增城市灌村镇一带,以覆盖型为主。
块状岩组(Ⅳ):评估区内广泛分布,主要为侵入岩和潜火山岩,岩性为黑云母花岗岩、二长花岗岩、花岗斑岩等。块状岩区植被中等发育至发育,风化层一般较厚,易发生沿基岩面滑动的滑坡或崩塌。
2.7人类工程活动对地质环境的影响
评估区所经区域为广东省经济开放区,人类工程活动以山村民宅和交通工程建设对周边地质环境的改变最为明显,尤其是民宅和道路修建时人工开挖形成且未采取防护工程措施的高切坡在评估区内较多,部分已产生变形破坏,破坏形式以中、小型崩塌和滑坡为主。在地质环境保护较好的区域地段,则少见地质灾害发生。
3、地质灾害危险性现状评估
据收集资料及野外实地调查结果表明,评估范围内已知滑坡、崩塌、地面塌陷等地质灾害点合计29处。
3.1滑坡
评估区内共有滑坡11处,其中小型滑坡8处,中型3处,未发现大型滑坡。灾害点距离管线较远,对管道工程的影响程度小,其地质灾害危险性小。
3.2崩塌
评估区管道沿线有一定规模的崩塌15处,其规模10~1800m3不等,未见大型崩塌发生。灾害点规模以及对管线的影响程度较小,其地质灾害危险性小。
3.3地面塌陷
评估区内地面塌陷有3处,均为岩溶地面塌陷。主要分布于评估区西部龙门县永汉镇-增城市派潭镇岩溶盆地及溶蚀准平原等地下水活跃地区。其中GDT-003对管道工程的影响程度大、危险性大,GDT-001和GDT-002对管道工程的影响中等、危险性中等。
4、地质灾害危险性预测评估
4.1工程建设引发或加剧地质灾害危险性的预测
4.1.1管道开挖工程建设可能引发滑坡、崩塌地质灾害预测
随着工程建设的实施,人工开挖可能引发的地质灾害将以斜坡变形破坏为主,主要表现为引发和加剧滑坡、崩塌地质灾害。
针对层状碎屑岩区段,预测管道顺坡或横坡敷设开挖过程中引发或加剧边坡产生崩塌或滑坡的可能性,评估方法采用赤平投影分析法,结合斜坡的地质环境条件分析斜坡的稳定性,利用边坡稳定性分析结果,结合与之对应的管道之间的位置关系进行危险性评估。
针对评估区岩浆岩分布地段,边坡的稳定性主要根据边坡高度、边坡角度、岩土体性质、地貌特征、水文地质条件及人类工程活动强度等进行危险性评估。
工程沿线有2个区段边坡的岩体为块状构造,边坡稳定性差,发生崩塌、滑坡的可能性大、危险性大;有12段边坡的岩体风化强烈,节理裂隙发育,发生崩塌、滑坡的可能性较大、危险性中等;其余区段发生崩塌、滑坡地质灾害的可能性小、危险性小。
4.1.2隧道工程可能引发或加剧地质灾害预测
拟建管道工程共有2处隧道工程,分别为大窝肚顶隧道和亚婆髻隧道,总长3.7km。根据边坡岩土体及不利结构面的赤平投影关系,分别对隧道的进出口边坡稳定性进行分析,综合评定隧道进口段斜坡稳定性较差、危险性中等。隧道开挖工程弃土石渣堆放不当可能形成不稳定斜坡进而引发崩塌、滑坡或泥石流地质灾害的可能性中等、危险性中等。
4.1.3穿越工程可能引发或加剧地质灾害预测
1)河流穿越
拟建工程穿越河流、沟渠等30728m /896处,其中大、中型穿越5530m /9处。其中韩江、东江段以钻爆隧道方式穿越,穿越围岩为花岗岩及砂砾岩,穿越处断裂构造较发育,岩体较破碎、强度低。预测引发地质灾害的可能性较大、危险性中等。其余中、小型河流采用大开挖、定向钻穿越方式,由于河床与岸坡较稳定,河道宽浅,水流平缓,河水冲刷深度小,两岸均平整开阔,砂层一般较薄,易于防治,预测引发地质灾害的可能性小、危险性小。
2)道路穿越
管道沿线穿越高速公路4处、国道4处、省级公路及普通公路多处,穿越铁路2处,均采用非开挖顶管方式,根据道路所在地段地形地貌、地层岩性、地质灾害发育程度及采取的施工工艺等预测道路穿越工程可能加剧、引发、遭受地质灾害危险性小。
4.2工程建设可能遭受地质灾害危险性预测
4.2.1管道工程可能遭受滑坡、崩塌地质灾害危险性预测
1)露天矿山开采环境条件
评估区内共有11处露天开采的矿山。根据《中华人民共和国石油天然气管道保护法》第三十五条、五十八条规定结合《爆破安全规程GB6722-2003》针对露天岩土爆破最大安全允许距离。预测管道在露天矿山开采区段内的危险性中等~大。
2)自然斜坡条件
根据斜坡所处的地质环境条件采用地质分析与量化打分相结合的方法对斜坡的稳定性现状进行评估,在其基础上,结合斜坡与拟建管道工程的关系对斜坡的潜在危险性进行评估。预测K0+000~K5+600等3个区段,遭受崩塌、滑坡的地质灾害影响的可能性大、危险性大;K5+600~K8+500等19个区段,遭受崩塌、滑坡的地质灾害的影响的可能性较大、危险性中等;其余区段遭受崩塌、滑坡的可能性小、危险性小。
4.2.2管道可能遭受地面塌陷地质灾害危险性预测
1)管道工程可能遭受岩溶地面塌陷地质灾害危险性预测
根据《广东省地质灾害危险性评估实施细则》岩溶地面塌陷稳定性预测评价要素,结合评估区的岩溶发育程度,对岩溶地面塌陷的可能性进分析,预测工程施工产生的振动或引起地下水位变化时,极易引发和遭受岩溶地面塌陷的危害,预测K392+000~K398+000等4段岩溶盆地区,引发或遭受地面塌陷的可能性大、危险性大。
2)管道工程可能遭受采空地面塌陷地质灾害危险性预测
评估区内有5处地下开采矿区,分别为金属矿、煤矿。根据《中华人民共和国石油天然气管道保护法》第三十五条、五十八条,预测管道工程可能遭受矿山开采产生的地面塌陷危险性小2处、危险性中等1处、危险性大2处。
4.2.3管道工程可能遭受软土地面沉降地质灾害危险性预测
评估区内软土主要分布于韩江、东江、榕江等大、中型河流沿岸及部分水库尾部,其中以榕江流域平原区规模较大。根据评估区软土的特点,结合工程型式,采用有限数值模拟法,估算各软土路段软土地基沉降量,评估软土地基不均匀沉降的危害性和危险性。预测软土分布地段不均匀沉降量相对较小、危险性小。
4.2.4管道工程可能遭受泥石流地质灾害危险性预测
评估区内未发现泥石流地质灾害,在此主要是对沟谷泥石流的易发性进行分析。据泥石流的形成条件,结合1:5万地形图、1:20万地质图等资料及野外调查,沿线区域范围内已发生的滑坡、崩塌等地质灾害分布规律和发育特征,综合分析拟建管道工程沿线两侧的主要溪河沟谷产生泥石流的可能性。预测发生泥石流的可能小,工程遭受泥石流地质灾害的可能性小、危险性小。
4.2.5管道工程可能遭受活动性断裂地质灾害危险性预测
评估区内有三条活动性断裂分布,断裂与管道呈较大角度的接触,因软弱带蠕动潜在引发管道变形,对管道安全带来隐患,但因以上断裂活动性较弱,采取合理的选材和施工,可以有效的降低活动性断裂对管道工程的影响。预测评估区内活动性断裂对管道工程影响程度较小、危险性小。
4.2.6输气场站可能遭受地质灾害危险性预测
管道沿线共设置输气站场4座,阀室22座。其中21#、23#阀室遭受岩溶地面塌陷地质灾害的可能性大、危险性大;13#阀室遭受滑坡、崩塌的可能性大、危险性大;6#、11#阀室遭受滑坡、崩塌地质灾害的可能性较大、危险性中等;其余输气站、阀室遭受地质灾害的可能性小、危险性小。
5、地质灾害危险性综合分区评估及防治措施
5.1地质灾害危险性综合评估
5.1.1评估方法
评估办法采用“危险性积分法”,即列出与地质灾害危险性最密切的评分项目,按百分制逐段、逐项进行考核打分,分高为危险性大,分低为危险性小。最后根据评分结果,结合实际情况给出危险性不同级别的标准分值,并按这个标准综合评估每一地段地质灾害危险性等级。
5.1.2评估结果
按照确定的综合评估原则与量化指标,将闽粤支干线526km管道划分为58个区段进行地质灾害危险性综合评估。
1)地质灾害危险性大区(Ⅰ)
K0+000~K5+600等共16段为地质灾害危险性大区。大区线路全长94.8km,占评估管道全长的18.02%。管道工程建设可能引发、加剧或遭受地面塌陷、崩塌、滑坡等地质灾害的可能性大,危险性大,应开展专项勘察,并采取相应防治措施。
2)地质灾害危险性中等区(Ⅱ)
K5+600~K8+500等共19段为地质灾害危险性中等区。中等区全长116.15km,占评估管道全长的22.08%。为崩塌、滑坡灾害中发育区段,灾害点距离管道线路均较远,总体孕灾因素中等,有可能遭受崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,危险性中等,应引起重视。
3)地质灾害危险性小区(Ⅲ)
其余23段是地质灾害危险性小区,共315.05km,占评估管道全长的59.9%。危险性小区无明显的现状地质灾害,预测发生地质灾害的可能性小,危险性小,但不排除小范围、小规模的灾害仍然存在,管道通过时也要引起注意。
4)站场工程建设地质灾害危险性综合评估
四个分输站场区条件较好,周边未发现地质灾害发生,综合评估拟建的四个场站遭受地质灾害的可能性小、危险性小。
5.1.3适宜性综合评定
根据以上评述结果,综合评定拟建管道工程用地适宜性级别为基本适宜。
5.2防治措施
1)项目建设前需对工程场地作详细的岩土工程勘察,特别是重要工程、不良工程地质条件段,为设计提供详细的工程地质资料。
2)在穿越地质灾害较为集中段和灾害体时,应进行线路调整,避免大的灾害对线路产生影响。
3)在管道定线前,应对地下矿区分布情况进行详细调查,管道要尽可能绕避地下采空区,或采取对应措施对管道加以保护。
4)针对输气场站等重要工程,应进行专项地质灾害危险性评估工作。
5)管道工程建设应尽量选择在旱季进行,认真做好水土保持工作,同时加强施工过程中的监测,预警等工作。
6)管道工程建设中应严格执行地质灾害防治工作“三同时”制度。
6、结束语
1)长输管道工程一般具备线路长,跨越地貌单元多元化,地质环境条件复杂的特征,全面收集和分析地质环境条件资料至关重要。
2)根据管道沿线地质灾害易发程度,有针对性的查明沿线地质灾害和不良地质环境条件分布、规模、特征,对其危险性和对工程危害范围及程度定性的作出现状评估。
3)根据沿线的地质环境条件,结合管道工程的施工特点,对工程建设中和运营后可能引发或加剧地质灾害和遭受地质灾害的可能性、危险性进行定量、半定量的预测评估。
4)根据地质灾害的现状评估和预测评估结果,采用“危险性积分法”对拟建管道工程的适宜性作出综合评估,有针对性的提出防治措施和建议。
5)地质灾害危险性评估工作一般在可行性研究阶段进行,受工程研究阶段和现场实际勘查工作量的限制,评估成果不能满足工程施工设计要求。后续工程勘察和设计、施工、监测等工作对地质灾害防治中具有重要作用。
参考文献
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[关键字]地质 滑坡 崩塌 应急方案 应急措施
[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-4-215-2
0 前言
2011年9月下旬,陕西省遭遇强降水,10市1区受灾,受灾县(区、市)达92个,受灾人口217.86万人,因灾死亡28人。其中商洛市商州区2人、洛南县1人。西安~商州天然气输气管道K1403~K1414桩段商州市麻街岭镇麻街岭北坡中流村东侧山体滑坡。导致西商线此段管道局部弯曲变形,天然气商州市输气中断。
1 K1403~K1414段地质环境背景
1.1 地形地貌
K1403~K1414管线敷设地段属剥蚀山区低中山地貌单元与丹江河谷阶地过渡地带,海拔一般在750~1200m,相对高差200~300m。沟谷多呈 “V”型,坡度一般在30~50°,斜坡多被第四系残坡积物覆盖,植被较为发育。
1.2 气象、水文
管线区地处秦岭山区暖温带湿润气候区。多年均降水量768.3mm。降水夏季314.1mm,多大雨,暴雨;秋季降水量225.2mm,占年降水量的31.15%,多连阴雨。2011年9月降水量资料未收集到。管线北侧河流为丹江,常流量为24.5m3/s,年平均径流量13.5×109m3。丹江在洪水期水深5~5.5m,流速5.5~6m3/s;常水期水深1.5~2m,流速1.2m3/s;枯水期水深0.5~1m,流速0.5~0.7m3/s。
1.3 地层岩性
元古界(Pt)宽坪群(Pt2kn):管线沿线主要岩性为绿帘绿泥片岩、钠长绿帘阳起片岩、绿帘绿泥阳起片岩,主要分布与管线北段;硅质条带(纹)大理岩、条带状石英大理岩、透闪大理岩为主,夹石英岩分布于管线南段。地层产状与坡向一致,属顺向坡。第四系全新统(Qh)冲洪积层(Qhal+pl):分布于丹江河谷阶地区。岩性下部为砂、砾卵石,松散状,厚数米,不稳定,上部为黄棕、褐黄色粉质粘土,厚数米。坡积、残积层(Qhdl+el):分布于坡体表层,岩性为粘性土、含碎石粘性土、碎石土,松散或可塑状,厚度变化大,厚数米,为本区域地质灾害的主要易崩易滑体,此次的天然气管线破坏多与此有关。
1.4 水文地质特征
本次地质灾害形成与上层滞水关系密切。上层滞水是存在于包气带中局部隔水层(片岩、片麻岩)之上的重力水。主要补给来源为大气降水。上层滞水接近地表,受气候、水文条件影响较大,故水量不大而季变化强烈。坡度较陡的地段,大部分降水以地表径流方式流走,因而不易形成上层滞水。但在坡度较缓处,尤其是能汇集雨水的洼地,却最易于形成上层滞水。上层滞水的动态主要决定于气候、隔水层的范围、厚度、隔水性等条件。由于滑坡地段属顺向坡,强降水期对边坡稳定性影响大,是此次管线地段滑坡地质灾害形成的主要诱因
1.5 岩土体类型及特征
岩体:按岩石强度、结构、建造将岩体分为坚硬岩、较坚硬岩、较软岩三类。①坚硬岩类:主要为深变质石英岩,以元古界宽坪群为主,岩性较为复杂,为薄层~中厚层结构,力学强度高,具良好的工程地质性质。②较松软的片麻岩组:岩性主要为片岩,岩体结构类型多呈层状结构,由于岩层较为古老,构造活动强烈,导致岩石较为破碎,节理、裂隙发育。③软弱片状浅变质岩组:区内局部出露,岩性以千枚岩为主,千枚状结构,力学强度低,片理发育,各向异性明显,抗风化侵蚀能力差,遇水软化,全风化~强风化带厚数米~数十米,风化岩体呈碎片状。该套岩体既是区内易滑体,也是残坡积层滑坡的滑动接触面。
土体:按照工程地质特性划分为粘性土、卵砾类土、砂砾土、碎石土四类。①粘性土:分布于丹江河谷阶地区及局部坡体表层,土质不均。②卵、砾类土:分布于丹江漫滩和河床地段,岩性以砂卵石为主,夹含砾粉砂、粉土、粉质粘土等透镜体。以均一结构为主,松散,渗透性强,中密~密实,分选差,承载力中等,抗冲蚀力弱,工程地质性质一般。冲积砂砾③土和砂:岩性疏松,中密,厚度不稳定,承载力中等或偏小,易被冲蚀,工程地质性质较差。④碎石土:主要覆盖于斜坡凹地或堆积于沟谷坡脚地带,厚度变化较大,粒度大小混杂,含有机质,孔隙度高,结构疏松,承载力低,稳定性差,工程地质性极差,是该区堆积层滑坡的主体。
1.6 人类工程活动
312国道公路建设,切坡、开挖坡脚,形成高陡边坡,一定程度上破坏了原有坡体的稳定性,使原本稳定边坡力学平衡被破坏,稳定变为不稳定,为滑坡的形成提供了基础条件
2 地质灾害现状及稳定性、危险性预测评价
经现场实地调查,确定天然气输气K1403~K1414桩段调查区有地质灾害点5处,其中滑坡点3处,崩塌2处。
2.1 滑坡
H1滑坡,位于麻街岭镇中流村东侧,即原始管道沿丹江河滩地敷设至土地庙穿越312国道,沿国道右侧挡土墙向山顶敷设段,北侧为312国道及丹江,坐标:X=3756920、Y=37393700。
滑坡所处微地貌为陡坡,上部坡度约30°,下部约50°,前缘因修建312国道人工开挖形成的高陡边坡,坡面植被以草地、灌木为主。滑坡在平面上呈半圆形,滑坡体高程介于794~850m,长120m,宽70m,厚2~3m,体积约2.1×104m3,属小型堆积层滑坡,滑向13°。滑坡体组成物质下部为片岩强风化碎块石,粒径一般为5~10cm,最大50cm,结构松散。上部为含碎石粘土,碎石含量10%~15%,粒径一般为0.5~3cm,呈可塑~软塑状态。下伏元古界宽坪群片岩,为顺向坡。滑坡体与下伏基岩接触的风化带为滑面。滑坡诱发因素为强降水。致使原输气管道受损,停止运营。该滑坡已滑方量约500m3,后缘滑壁高1.1~2.0m,坡面出现多条弧形拉张裂缝及剪切裂缝,最长约80m,错坎高60~80cm,裂缝宽20~60cm,现状稳定性差。在强降雨及人工扰动等因素作用下可能发生滑动,威胁下部312国道、车辆行人的安全,危害较严重,危险性大。
H2滑坡,该滑坡位于麻街岭镇郭家堂村312国道南侧,坐标:N:X=3756500、Y=37393980。滑坡所处微地貌为缓坡,上部坡度约25°,下部约20°,坡面开挖耕种,前缘因修建312国道人工开挖形成高陡边坡,植被覆盖差。滑坡在平面上呈舌形,高程802~1050m,长500m,宽150~250m,厚2~5m,体积约35×104m3,属中型堆积层滑坡,滑向15°。滑坡体组成物质为粘土。下伏元古界宽坪群石英岩。滑动面为碎石土与下伏基岩接触面。修路切坡,在降水因素影响下局部变形,产生多个次级滑体,出现错坎及拉张裂缝,现状稳定性差,可能发生再次滑动,威胁312国道车辆行人的安全,危害较严重,危险性中等。
H3滑坡,该滑坡位于麻街岭镇郭家堂村312国道南侧,坐标:X=3756570、Y=37394360。滑坡所处微地貌为陡坡,坡度约40°,坡面植被以草地为主,覆盖差。滑坡在平面上呈半圆形,高程805~920m之间,长200m,宽120m,厚1~3m,体积约4.8×104m3,属小型堆积层滑坡,总体滑向335°。滑坡体组成物质为碎石土,土石比约2:8,碎石粒径一般为2~10cm,最大20cm,结构松散。下伏元古界宽坪群石英岩。滑面为滑坡体与下伏基岩接触面。滑坡体前缘紧邻沟道,野外调查发现滑坡体中下部有新近滑塌迹象。该滑坡现状稳定性较差,在强降水作用下可能发生滑动,无威胁对象,危害较轻,危险性小。
2.2 崩塌
该区段共发现崩塌灾害点2处,多发育于坡度大于60°的破碎边坡地带(人工高边坡附近),节理、裂隙发育,规模为小型,分述如下:B1崩塌:该崩塌位于312国道南侧人工边坡体,坐标:X=3757040、Y=37393780。崩塌体所处地貌单元为低中山,位于斜坡下部,高程介于797~817m,宽80m,高20m,厚3~4m,体积0.56×104m3,属小型岩质崩塌,崩向16°。崩塌体局部已发生崩塌,崩落石块规模为5×4×3m3。崩塌体组成物质为元古界宽坪群石英岩,节理裂隙较发育,中等风化,产状16°∠46°。因修路爆破取石,斩坡,坡体较陡,坡面下部基岩,植被破坏。该崩塌体现状稳定性较差,主要威胁下部312国道及过往行人安全,危害程度中等,危险性中等。B2崩塌:该崩塌位于312国道石咀庙桥南侧沟道西侧坡体,坐标:X=3756940、Y=37393970。崩塌体所处地貌单元为低中山,高程介于805~835m,宽120m,高10~30m,厚2~3m,体积0.6×104m3,属小型岩质崩塌,崩向108°。崩塌体局部已发生崩塌,崩落方量约15m3。崩塌体组成物质为元古界宽坪群石英岩,节理裂隙较发育,中等风化,产状30°∠36°。坡体陡峭,坡面基岩,植被差。该崩塌体现状稳定性较差,无威胁对象,危害程度轻,危险性小。
综上,管线沿线主要地质灾害为滑坡、崩塌。滑坡地质灾害点共3处,均为残坡积滑坡,其中2处为小型滑坡,1处为中型滑坡,现状稳定性差2处,较差1处,危险性大1处(H1),危险性中等1处(H2),危险性小1处(H3);崩塌灾害点2处,现状稳定性均较差,危险性中等1处,危险性小1处。
3 应急处置方案
根据野外现场调查结果,地质灾害发育现状,结合设计院管线敷设有关规程,针对天然气输气管道K1403~K1414桩段特提出如下三套应急处置方案。
方案一,管道沿河滩地敷设,于土坡前东沟村小桥涵洞处穿越312国道,接着沿国道右侧敷设至山前沿目前山体较为稳定的地段上山,于原K90+100桩处和现有管道碰头。改线起点为东沟村北侧土坡前管道,改线终点为原K90+100里程后出,推荐方案一管道长度约634m。管线末段通过该滑坡体中后部,原管线K1403~K1414桩段通过H1滑坡体。由于该滑坡后缘裂缝发育,稳定性差,该方案必须对滑坡进行有效地工程治理后,才能保证输气管线运营安全,治理滑坡H1需要采取削方卸载,坡脚支护等,费用相对较高,而且需要办理林地征用等手续,工程期限较长。
方案二,管道沿河滩地敷设,穿过土坡后继续沿312国道和丹江河漫滩地敷设,于前侧615m处经312国道小拱桥涵洞底穿越国道,爬山敷设与现有管道碰头。改线起点为施工改线顶管穿越312国道左侧前,改线终点为原FS532桩,推荐方案二管道长度约为1170m。线路西距H1约300m,不受其影响。该方案沿线基岩,无滑坡,岩质崩塌规模小,工程治理费用低,但管线敷设过程中施工难度相对较大。
方案三,方案三沿用方案二思路,管道在穿过土坡后继续沿312国道和丹江河漫滩地敷设,于前侧郭家堂村前顶管穿越312国道,爬山敷设与现有管道1414桩碰头。改线起点为施工改线顶管穿越312国道前,改线终点为原设计FS534桩,管道长度约为2640m。线路西距H1滑坡约700m,但受H2、H3滑坡影响,且线路长度大,费用相对较高,但施工方便。
经现场调查结合三方案对比,改线方案二安全性高,合理,经济可行。推荐应急处置方案二为首选方案。
管道沿河滩地敷设,以原1403桩为起点,沿丹江河漫滩地敷设,于前侧615m处经312国道石咀庙桥底涵洞处穿越国道,爬山敷设与现有原管道,管道长度约为0.95km。
该方案经过严格的勘察设计,采取可行的建设方案及必要的工程措施治理后,建设场地基本适宜工程建设。