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關(guān)鍵詞:管道 地質(zhì)災(zāi)害 危害 治理措施 安全運(yùn)行
一、前言
根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)表明,管道在運(yùn)營(yíng)期間造成損害的主要原因不再是管材、焊接、防腐以及其他結(jié)構(gòu)缺陷,而是由外力引起的,如洪水災(zāi)害、地震、滑坡、塌方以及其他一些意外事故等,外力事故占總數(shù)的50%-60%。中緬管道玉溪支線沿線90%以上在山區(qū)丘陵地貌敷設(shè),沿線山高谷深、溝壑縱橫,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育,管道建設(shè)及運(yùn)行過程中勢(shì)必會(huì)受到各種外部因素的影響。因此,在復(fù)雜山區(qū)地段的管道設(shè)計(jì)務(wù)必要把地質(zhì)災(zāi)害防治作為設(shè)計(jì)內(nèi)容的重要組成部分,對(duì)各種地質(zhì)災(zāi)害類型做出準(zhǔn)確判斷并采取切實(shí)有效的治理措施,保證管道正常安全運(yùn)行。
中緬天然氣管道地質(zhì)災(zāi)害主要是由于自然因素的和人為的地質(zhì)作用,導(dǎo)致地質(zhì)環(huán)境或地質(zhì)體發(fā)生變化而形成的,就其管道建設(shè)而論,主要是以管道施工等人為作用誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害為主。中緬油氣管道玉溪支線沿線地質(zhì)災(zāi)害有滑坡、崩塌、泥石流等類型。
二、地質(zhì)災(zāi)害類型、產(chǎn)生機(jī)理及對(duì)管道造成的危害
1.崩塌(危巖)
崩塌(又稱崩落、垮塌或塌方):是從較陡斜坡上的巖、土體在重力作用下突然脫離山體崩落、滾動(dòng),堆積在坡腳(或溝谷)的地質(zhì)現(xiàn)象。
崩塌體主要包括四種情況:一是施工前已經(jīng)自然存在的;二是劈山、修路、開挖管溝過程中產(chǎn)生的;三是爆破引起的震動(dòng)引起的;四是管道建成后暴雨或地震誘發(fā)的。
崩塌對(duì)管道的危害:主要是在施工或運(yùn)營(yíng)過程中,當(dāng)崩塌體高空墜落時(shí),可能沖擊到管道位置,造成現(xiàn)場(chǎng)人員傷害或管道損傷。
2.滑坡
滑坡是指斜坡上的巖土體由于各種原因在重力作用下沿一定的軟弱面(或軟弱帶)整體地向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。中緬油氣管道經(jīng)過的云貴地區(qū),是我國(guó)滑坡災(zāi)害的高發(fā)區(qū)。
滑坡體主要包括三種情況:一是施工前已經(jīng)自然存在的;二是劈山修路過程中誘發(fā)的;三是管道建設(shè)后暴雨或地震誘發(fā)的。
滑坡對(duì)管道的危害是:當(dāng)管道埋設(shè)在滑坡體內(nèi)時(shí),如發(fā)生滑動(dòng)管道會(huì)同步變形,當(dāng)滑坡體規(guī)模較大且滑移嚴(yán)重時(shí)有可能剪斷管道。處在滑坡影響范圍內(nèi)的管道,在滑坡發(fā)生時(shí),將會(huì)受到推移或擠壓,造成變形或破壞。
3.泥石流
泥石流:是山區(qū)溝谷中,由暴雨、水雪融水等水源激發(fā)的,含有大量的泥砂、石塊的特殊洪流。其特征往往突然暴發(fā),在很短時(shí)間內(nèi)將大量泥砂、石塊沖出溝外,在堆積區(qū)漫流堆積,造成重大危害。
泥石流形成的三種情況:一是在施工過程中對(duì)山體表面的破壞;二是施工后不合理的棄土、棄渣堵塞溝谷;三是作業(yè)帶掃線是對(duì)植被的破壞。
泥石流對(duì)管道的危害:當(dāng)泥石流突然爆發(fā)式,可直接沖蝕掉埋設(shè)管道的土層,或破壞埋地管道,并可能埋沒閥室、陰保設(shè)施,摧毀跨越工程、推擠管道等,致使管道受損或破壞。有時(shí)泥石流匯入河道,引起河道大幅度變遷,間接毀壞在河道附近敷設(shè)的管道及其它構(gòu)筑物,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
三、地質(zhì)災(zāi)害各類型的防治措施
管道選線時(shí),對(duì)于可能出現(xiàn)的各種地質(zhì)災(zāi)害首先應(yīng)考慮避讓,修改線路路由,徹底規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于受限無法避繞地段應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)地質(zhì)勘察,判斷地災(zāi)類型、穩(wěn)定性及范圍,有針對(duì)性的制定防治措施保證管道日后運(yùn)營(yíng)的安全穩(wěn)定,同時(shí)盡量減少對(duì)周圍環(huán)境的破壞。
1.崩塌(危巖)的防治措施及適用范圍
崩塌(危巖)的防治措施主要有坡面噴漿、灌注水泥、掛金屬網(wǎng)等。
適用范圍:在碳酸鹽巖、板巖區(qū),碎屑巖弱風(fēng)化區(qū),巖體破碎時(shí),容易產(chǎn)生掉塊、崩塌,采用坡面噴漿、灌注水泥、掛金屬網(wǎng)等措施,防止坡面產(chǎn)生掉塊、崩塌。
2.滑坡的防治措施及適用范圍
滑坡的防治措施主要有卸載、抗滑樁、支擋等,具體措施應(yīng)根據(jù)滑坡特點(diǎn)制定。對(duì)于施工過程中誘發(fā)的滑坡一般規(guī)模較小,可以采用卸載、支擋的方法進(jìn)行治理。滑坡段具體的防護(hù)措施有擋墻、擋土墻、抗滑樁、削坡護(hù)坡等。
適用范圍:對(duì)于管道建設(shè)中挖方段可能誘發(fā)的小型滑坡,因其規(guī)模小,下滑推力小,采用漿砌石修建內(nèi)支擋即可;對(duì)于對(duì)擬建工程危害較大的滑坡或崩塌,因其滑動(dòng)面埋深大,下推力大,則可采用擋土墻進(jìn)行支擋。
3.泥石流的防治措施及適用范圍
泥石流的防治措施主要有河溝的修整、河床的加固、河岸的防護(hù)、斜坡后緣排水、攔砂壩、植樹種草,恢復(fù)植被等。
適用范圍:
3.1攔擋 主要針對(duì)評(píng)估區(qū)內(nèi)泥石流的治理。對(duì)溝岸崩、滑體和泥砂補(bǔ)給源修建攔擋工程,控制泥石流發(fā)展;或在泥石流溝中修建攔砂壩,減弱泥石流勢(shì)能,減輕對(duì)下游地區(qū)的破壞。
3.2生物工程 主要針對(duì)碎屑巖地區(qū)或土層較厚地區(qū)的活動(dòng)性沖溝、泥石流形成區(qū)。通過溝谷兩側(cè)及谷底植樹種草,恢復(fù)植被,防治水土流失,減少水土流失帶來的泥石流物源,控制活動(dòng)性沖溝(沖蝕)、泥石流溝的進(jìn)一步發(fā)展。
四、中緬油氣管道地質(zhì)災(zāi)害治理工程實(shí)例
1.崩塌治理實(shí)例分析
中緬油氣管道工程崩塌治理主要采用主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)攔擋;主動(dòng)防護(hù)主要有錨桿錨固、主動(dòng)網(wǎng)防護(hù)及凹腔嵌補(bǔ)等治理措施,被動(dòng)攔擋主要有被動(dòng)網(wǎng)、攔石墻攔擋等治理措施。對(duì)于單個(gè)崩塌點(diǎn)治理首先應(yīng)考慮被動(dòng)防護(hù)治理措施,只有在修建攔石墻、被動(dòng)網(wǎng)等被動(dòng)防護(hù)措施沒有工程治理位置及崩塌體崩落下來解體后塊體仍較大時(shí)考慮主動(dòng)防護(hù)治理方案。
管道N1點(diǎn)主要為崩塌地質(zhì)災(zāi)害,該崩塌點(diǎn)所處區(qū)域?yàn)闃?gòu)造侵蝕丘林地貌。崩塌災(zāi)害點(diǎn)所在斜坡整體較陡,平均坡度50°;該區(qū)域局部,危巖分布在該區(qū)域上。斜坡坡頂高程1972m,坡底高程1930m,相對(duì)高差42m,斜坡總體坡向231°。危巖區(qū)平面形態(tài)呈條帶狀,橫向延伸約50m,縱向?qū)挾燃s10m。該崩塌地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)危巖體在天然及地震狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài),在暴雨?duì)顟B(tài)下處于欠穩(wěn)定狀態(tài),會(huì)發(fā)生掉塊現(xiàn)象威脅管道施工人員安全及局部大塊體威脅管道。該崩塌點(diǎn)無被動(dòng)防護(hù)工程位置故此崩塌危巖坡體上采用“主動(dòng)網(wǎng)”對(duì)該崩塌地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行主動(dòng)治理措施。
圖1 N1崩塌點(diǎn)地形地貌及治理工程平面布置圖
五、總結(jié)
通過上述對(duì)中緬油氣管道工程所涉及的滑坡、崩塌、泥石流等典型地質(zhì)災(zāi)害的類型、產(chǎn)生機(jī)理、危害的分析,了解了復(fù)雜山區(qū)地段地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育規(guī)律,提出了不同地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的防治措施及適用范圍,逐步完善適合于油氣管道工程的防治措施,使地質(zhì)災(zāi)害對(duì)油氣管道工程的危害降到最低,對(duì)今后的長(zhǎng)輸管道的地災(zāi)設(shè)計(jì)工作提供參考。
參考文獻(xiàn)
[1]梅云新、馬惠寧 管道地質(zhì)災(zāi)害類型及水工保護(hù)問題 2003.11:35-38
關(guān)鍵詞:長(zhǎng)輸管道工程、地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害、危險(xiǎn)性評(píng)估
中圖分類號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
長(zhǎng)輸管道工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作的特點(diǎn)是線路長(zhǎng),跨越的地貌單元多,地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜等。以“閩粵支干線天然氣管道工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作”為例,根據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》及國(guó)土資發(fā)[2004]69 號(hào)文件等法規(guī)要求,對(duì)長(zhǎng)輸管道工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法進(jìn)行探討。
1、工程概況及評(píng)估范圍
閩粵支干線屬于西三線工程九條支線之一,線路總體走向呈東西向。管道起點(diǎn)位于閩粵兩省交界的潮州市饒平縣上善鎮(zhèn),向西南經(jīng)潮州市、揭陽(yáng)市后,折向西經(jīng)揭西縣,惠州市北,東莞市北后到達(dá)終點(diǎn)從化市龍?zhí)舵?zhèn)。中間設(shè)置四座分輸站,設(shè)計(jì)輸量100×108Nm3/a,管徑Ф1016mm,設(shè)計(jì)壓力10MPa。管道基本埋深1.2m,石方段埋深最小可減至0.8m。
根據(jù) “技術(shù)要求” 的規(guī)定,結(jié)合工程特點(diǎn)、規(guī)模及地質(zhì)環(huán)境條件,以管道為中軸、兩側(cè)及兩端各1km的帶狀區(qū)域。整個(gè)評(píng)估面積約1056km2。
2、地質(zhì)環(huán)境條件
2.1氣象、水文
評(píng)估區(qū)橫跨廣東省中東部,屬亞熱帶地區(qū),夏長(zhǎng)冬暖,雨量充沛。年平均氣溫22℃,年日照時(shí)數(shù)1828小時(shí)。評(píng)估區(qū)內(nèi)雨量分布特點(diǎn)是自東向西遞增,屬濕潤(rùn)地區(qū)。管道經(jīng)過區(qū)域的降雨主要集中于4~9月份,多年平均降雨量以龍門縣最大(2140.1mm),饒平縣最小(1400mm)。
評(píng)估區(qū)所在區(qū)域的河流從西至東,主要有黃岡河、韓江、榕江、東江、增江和流溪河等,具有流量大,含沙量小,汛期長(zhǎng),終年不凍,水力資源豐富的特點(diǎn)。
2.2地形地貌
擬建管道工程沿線地形地貌條件復(fù)雜,地貌類型多樣有低山、丘陵、平原和巖溶盆地、溶蝕準(zhǔn)平原,以低山丘陵為主,其次為平原。管道所經(jīng)最高點(diǎn)高程約650m,位于K54~K57區(qū)段的潮州市鳳凰鎮(zhèn)南嶺山;最低點(diǎn)高程約為3m,位于K120~K140區(qū)段的榕江岸邊揭陽(yáng)沖積平原。
2.3地層巖性
評(píng)估區(qū)內(nèi)地層巖性復(fù)雜,評(píng)估區(qū)及周邊地層由老到新主要為泥盆系、石炭系、二疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系;西三線廣東段沿線的巖漿巖分布廣泛,以侵入巖為主,其次為潛火山巖。
2.4地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域地殼穩(wěn)定性
2.4.1地質(zhì)構(gòu)造
評(píng)估區(qū)在大地構(gòu)造上屬于華南褶皺系,為加里東期形成的地槽褶皺系,區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜,以斷裂為主。評(píng)估區(qū)范圍主要發(fā)育有四條斷裂帶和三條斷裂,以NE向?yàn)橹鳎浯螢镋W、NW向,其中河源斷裂帶活動(dòng)性中等;蓮花山斷裂帶和紫金-博羅斷裂活動(dòng)性較弱。
2.4.2地震
擬建管道工程所經(jīng)區(qū)域位于我國(guó)環(huán)東南沿海地震帶上。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),確定評(píng)估區(qū)的地震動(dòng)峰值加速度為0.05~0.15g,地震基本烈度為Ⅵ~Ⅶ度。
2.5水文地質(zhì)條件
評(píng)估區(qū)地下水分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和碳酸鹽巖巖溶裂(溶)隙水等三種類型。低山、丘陵區(qū)地下水的補(bǔ)給主要來源于大氣降水入滲;溝谷、平原區(qū)及濱海區(qū)地下水的補(bǔ)給來源除大氣降水的入滲補(bǔ)給外,局部有地表水體下滲滲透補(bǔ)給。地下水位隨地形變化,河谷平原及濱海區(qū)水位埋深較淺,地下水的穩(wěn)定水位埋深多為1~3m;低山區(qū)和丘陵區(qū)地下水埋藏較深,穩(wěn)定水位埋深多為4~8m。
2.6巖土類型及工程地質(zhì)性質(zhì)
評(píng)估區(qū)巖土體按其巖性、結(jié)構(gòu)、物理力學(xué)性質(zhì)分為以下四類:
松散土類(Ⅰ):較集中于沖積平原,山前平原及丘陵次之,包括第四系全新統(tǒng)(Qh)、更新統(tǒng)(Qp),松散層是管道的主要致災(zāi)體。
碎屑巖組(Ⅱ):包括第三紀(jì)至泥盆紀(jì)地層,分布于評(píng)估區(qū)中部大部分地區(qū),巖性為砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖等,自上而下,巖石風(fēng)化程度變?nèi)酢?/p>
碳酸鹽巖巖組(Ⅲ):主要為石炭系和泥盆系灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r等,巖質(zhì)較堅(jiān)硬,微風(fēng)化巖石天然單軸飽和抗壓強(qiáng)度值為17.1~88.1MPa,平均值為39.3MPa。零星分布于評(píng)估區(qū)西部龍門縣見田村、龍華鎮(zhèn)、石下村和增城市灌村鎮(zhèn)一帶,以覆蓋型為主。
塊狀巖組(Ⅳ):評(píng)估區(qū)內(nèi)廣泛分布,主要為侵入巖和潛火山巖,巖性為黑云母花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖等。塊狀巖區(qū)植被中等發(fā)育至發(fā)育,風(fēng)化層一般較厚,易發(fā)生沿基巖面滑動(dòng)的滑坡或崩塌。
2.7人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響
評(píng)估區(qū)所經(jīng)區(qū)域?yàn)閺V東省經(jīng)濟(jì)開放區(qū),人類工程活動(dòng)以山村民宅和交通工程建設(shè)對(duì)周邊地質(zhì)環(huán)境的改變最為明顯,尤其是民宅和道路修建時(shí)人工開挖形成且未采取防護(hù)工程措施的高切坡在評(píng)估區(qū)內(nèi)較多,部分已產(chǎn)生變形破壞,破壞形式以中、小型崩塌和滑坡為主。在地質(zhì)環(huán)境保護(hù)較好的區(qū)域地段,則少見地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。
3、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估
據(jù)收集資料及野外實(shí)地調(diào)查結(jié)果表明,評(píng)估范圍內(nèi)已知滑坡、崩塌、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)合計(jì)29處。
3.1滑坡
評(píng)估區(qū)內(nèi)共有滑坡11處,其中小型滑坡8處,中型3處,未發(fā)現(xiàn)大型滑坡。災(zāi)害點(diǎn)距離管線較遠(yuǎn),對(duì)管道工程的影響程度小,其地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。
3.2崩塌
評(píng)估區(qū)管道沿線有一定規(guī)模的崩塌15處,其規(guī)模10~1800m3不等,未見大型崩塌發(fā)生。災(zāi)害點(diǎn)規(guī)模以及對(duì)管線的影響程度較小,其地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。
3.3地面塌陷
評(píng)估區(qū)內(nèi)地面塌陷有3處,均為巖溶地面塌陷。主要分布于評(píng)估區(qū)西部龍門縣永漢鎮(zhèn)-增城市派潭鎮(zhèn)巖溶盆地及溶蝕準(zhǔn)平原等地下水活躍地區(qū)。其中GDT-003對(duì)管道工程的影響程度大、危險(xiǎn)性大,GDT-001和GDT-002對(duì)管道工程的影響中等、危險(xiǎn)性中等。
4、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估
4.1工程建設(shè)引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)
4.1.1管道開挖工程建設(shè)可能引發(fā)滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)
隨著工程建設(shè)的實(shí)施,人工開挖可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害將以斜坡變形破壞為主,主要表現(xiàn)為引發(fā)和加劇滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害。
針對(duì)層狀碎屑巖區(qū)段,預(yù)測(cè)管道順坡或橫坡敷設(shè)開挖過程中引發(fā)或加劇邊坡產(chǎn)生崩塌或滑坡的可能性,評(píng)估方法采用赤平投影分析法,結(jié)合斜坡的地質(zhì)環(huán)境條件分析斜坡的穩(wěn)定性,利用邊坡穩(wěn)定性分析結(jié)果,結(jié)合與之對(duì)應(yīng)的管道之間的位置關(guān)系進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估。
針對(duì)評(píng)估區(qū)巖漿巖分布地段,邊坡的穩(wěn)定性主要根據(jù)邊坡高度、邊坡角度、巖土體性質(zhì)、地貌特征、水文地質(zhì)條件及人類工程活動(dòng)強(qiáng)度等進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估。
工程沿線有2個(gè)區(qū)段邊坡的巖體為塊狀構(gòu)造,邊坡穩(wěn)定性差,發(fā)生崩塌、滑坡的可能性大、危險(xiǎn)性大;有12段邊坡的巖體風(fēng)化強(qiáng)烈,節(jié)理裂隙發(fā)育,發(fā)生崩塌、滑坡的可能性較大、危險(xiǎn)性中等;其余區(qū)段發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的可能性小、危險(xiǎn)性小。
4.1.2隧道工程可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)
擬建管道工程共有2處隧道工程,分別為大窩肚頂隧道和亞婆髻隧道,總長(zhǎng)3.7km。根據(jù)邊坡巖土體及不利結(jié)構(gòu)面的赤平投影關(guān)系,分別對(duì)隧道的進(jìn)出口邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析,綜合評(píng)定隧道進(jìn)口段斜坡穩(wěn)定性較差、危險(xiǎn)性中等。隧道開挖工程棄土石渣堆放不當(dāng)可能形成不穩(wěn)定斜坡進(jìn)而引發(fā)崩塌、滑坡或泥石流地質(zhì)災(zāi)害的可能性中等、危險(xiǎn)性中等。
4.1.3穿越工程可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)
1)河流穿越
擬建工程穿越河流、溝渠等30728m /896處,其中大、中型穿越5530m /9處。其中韓江、東江段以鉆爆隧道方式穿越,穿越圍巖為花崗巖及砂礫巖,穿越處斷裂構(gòu)造較發(fā)育,巖體較破碎、強(qiáng)度低。預(yù)測(cè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大、危險(xiǎn)性中等。其余中、小型河流采用大開挖、定向鉆穿越方式,由于河床與岸坡較穩(wěn)定,河道寬淺,水流平緩,河水沖刷深度小,兩岸均平整開闊,砂層一般較薄,易于防治,預(yù)測(cè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性小、危險(xiǎn)性小。
2)道路穿越
管道沿線穿越高速公路4處、國(guó)道4處、省級(jí)公路及普通公路多處,穿越鐵路2處,均采用非開挖頂管方式,根據(jù)道路所在地段地形地貌、地層巖性、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度及采取的施工工藝等預(yù)測(cè)道路穿越工程可能加劇、引發(fā)、遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。
4.2工程建設(shè)可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
4.2.1管道工程可能遭受滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
1)露天礦山開采環(huán)境條件
評(píng)估區(qū)內(nèi)共有11處露天開采的礦山。根據(jù)《中華人民共和國(guó)石油天然氣管道保護(hù)法》第三十五條、五十八條規(guī)定結(jié)合《爆破安全規(guī)程GB6722-2003》針對(duì)露天巖土爆破最大安全允許距離。預(yù)測(cè)管道在露天礦山開采區(qū)段內(nèi)的危險(xiǎn)性中等~大。
2)自然斜坡條件
根據(jù)斜坡所處的地質(zhì)環(huán)境條件采用地質(zhì)分析與量化打分相結(jié)合的方法對(duì)斜坡的穩(wěn)定性現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估,在其基礎(chǔ)上,結(jié)合斜坡與擬建管道工程的關(guān)系對(duì)斜坡的潛在危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估。預(yù)測(cè)K0+000~K5+600等3個(gè)區(qū)段,遭受崩塌、滑坡的地質(zhì)災(zāi)害影響的可能性大、危險(xiǎn)性大;K5+600~K8+500等19個(gè)區(qū)段,遭受崩塌、滑坡的地質(zhì)災(zāi)害的影響的可能性較大、危險(xiǎn)性中等;其余區(qū)段遭受崩塌、滑坡的可能性小、危險(xiǎn)性小。
4.2.2管道可能遭受地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
1)管道工程可能遭受巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
根據(jù)《廣東省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估實(shí)施細(xì)則》巖溶地面塌陷穩(wěn)定性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)要素,結(jié)合評(píng)估區(qū)的巖溶發(fā)育程度,對(duì)巖溶地面塌陷的可能性進(jìn)分析,預(yù)測(cè)工程施工產(chǎn)生的振動(dòng)或引起地下水位變化時(shí),極易引發(fā)和遭受巖溶地面塌陷的危害,預(yù)測(cè)K392+000~K398+000等4段巖溶盆地區(qū),引發(fā)或遭受地面塌陷的可能性大、危險(xiǎn)性大。
2)管道工程可能遭受采空地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
評(píng)估區(qū)內(nèi)有5處地下開采礦區(qū),分別為金屬礦、煤礦。根據(jù)《中華人民共和國(guó)石油天然氣管道保護(hù)法》第三十五條、五十八條,預(yù)測(cè)管道工程可能遭受礦山開采產(chǎn)生的地面塌陷危險(xiǎn)性小2處、危險(xiǎn)性中等1處、危險(xiǎn)性大2處。
4.2.3管道工程可能遭受軟土地面沉降地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
評(píng)估區(qū)內(nèi)軟土主要分布于韓江、東江、榕江等大、中型河流沿岸及部分水庫(kù)尾部,其中以榕江流域平原區(qū)規(guī)模較大。根據(jù)評(píng)估區(qū)軟土的特點(diǎn),結(jié)合工程型式,采用有限數(shù)值模擬法,估算各軟土路段軟土地基沉降量,評(píng)估軟土地基不均勻沉降的危害性和危險(xiǎn)性。預(yù)測(cè)軟土分布地段不均勻沉降量相對(duì)較小、危險(xiǎn)性小。
4.2.4管道工程可能遭受泥石流地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
評(píng)估區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)泥石流地質(zhì)災(zāi)害,在此主要是對(duì)溝谷泥石流的易發(fā)性進(jìn)行分析。據(jù)泥石流的形成條件,結(jié)合1:5萬地形圖、1:20萬地質(zhì)圖等資料及野外調(diào)查,沿線區(qū)域范圍內(nèi)已發(fā)生的滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律和發(fā)育特征,綜合分析擬建管道工程沿線兩側(cè)的主要溪河溝谷產(chǎn)生泥石流的可能性。預(yù)測(cè)發(fā)生泥石流的可能小,工程遭受泥石流地質(zhì)災(zāi)害的可能性小、危險(xiǎn)性小。
4.2.5管道工程可能遭受活動(dòng)性斷裂地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
評(píng)估區(qū)內(nèi)有三條活動(dòng)性斷裂分布,斷裂與管道呈較大角度的接觸,因軟弱帶蠕動(dòng)潛在引發(fā)管道變形,對(duì)管道安全帶來隱患,但因以上斷裂活動(dòng)性較弱,采取合理的選材和施工,可以有效的降低活動(dòng)性斷裂對(duì)管道工程的影響。預(yù)測(cè)評(píng)估區(qū)內(nèi)活動(dòng)性斷裂對(duì)管道工程影響程度較小、危險(xiǎn)性小。
4.2.6輸氣場(chǎng)站可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
管道沿線共設(shè)置輸氣站場(chǎng)4座,閥室22座。其中21#、23#閥室遭受巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的可能性大、危險(xiǎn)性大;13#閥室遭受滑坡、崩塌的可能性大、危險(xiǎn)性大;6#、11#閥室遭受滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大、危險(xiǎn)性中等;其余輸氣站、閥室遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性小、危險(xiǎn)性小。
5、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū)評(píng)估及防治措施
5.1地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估
5.1.1評(píng)估方法
評(píng)估辦法采用“危險(xiǎn)性積分法”,即列出與地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性最密切的評(píng)分項(xiàng)目,按百分制逐段、逐項(xiàng)進(jìn)行考核打分,分高為危險(xiǎn)性大,分低為危險(xiǎn)性小。最后根據(jù)評(píng)分結(jié)果,結(jié)合實(shí)際情況給出危險(xiǎn)性不同級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)分值,并按這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)估每一地段地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)。
5.1.2評(píng)估結(jié)果
按照確定的綜合評(píng)估原則與量化指標(biāo),將閩粵支干線526km管道劃分為58個(gè)區(qū)段進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估。
1)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)(Ⅰ)
K0+000~K5+600等共16段為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)。大區(qū)線路全長(zhǎng)94.8km,占評(píng)估管道全長(zhǎng)的18.02%。管道工程建設(shè)可能引發(fā)、加劇或遭受地面塌陷、崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的可能性大,危險(xiǎn)性大,應(yīng)開展專項(xiàng)勘察,并采取相應(yīng)防治措施。
2)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)(Ⅱ)
K5+600~K8+500等共19段為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)。中等區(qū)全長(zhǎng)116.15km,占評(píng)估管道全長(zhǎng)的22.08%。為崩塌、滑坡災(zāi)害中發(fā)育區(qū)段,災(zāi)害點(diǎn)距離管道線路均較遠(yuǎn),總體孕災(zāi)因素中等,有可能遭受崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,危險(xiǎn)性中等,應(yīng)引起重視。
3)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū)(Ⅲ)
其余23段是地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū),共315.05km,占評(píng)估管道全長(zhǎng)的59.9%。危險(xiǎn)性小區(qū)無明顯的現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害,預(yù)測(cè)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,危險(xiǎn)性小,但不排除小范圍、小規(guī)模的災(zāi)害仍然存在,管道通過時(shí)也要引起注意。
4)站場(chǎng)工程建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估
四個(gè)分輸站場(chǎng)區(qū)條件較好,周邊未發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生,綜合評(píng)估擬建的四個(gè)場(chǎng)站遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性小、危險(xiǎn)性小。
5.1.3適宜性綜合評(píng)定
根據(jù)以上評(píng)述結(jié)果,綜合評(píng)定擬建管道工程用地適宜性級(jí)別為基本適宜。
5.2防治措施
1)項(xiàng)目建設(shè)前需對(duì)工程場(chǎng)地作詳細(xì)的巖土工程勘察,特別是重要工程、不良工程地質(zhì)條件段,為設(shè)計(jì)提供詳細(xì)的工程地質(zhì)資料。
2)在穿越地質(zhì)災(zāi)害較為集中段和災(zāi)害體時(shí),應(yīng)進(jìn)行線路調(diào)整,避免大的災(zāi)害對(duì)線路產(chǎn)生影響。
3)在管道定線前,應(yīng)對(duì)地下礦區(qū)分布情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,管道要盡可能繞避地下采空區(qū),或采取對(duì)應(yīng)措施對(duì)管道加以保護(hù)。
4)針對(duì)輸氣場(chǎng)站等重要工程,應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作。
5)管道工程建設(shè)應(yīng)盡量選擇在旱季進(jìn)行,認(rèn)真做好水土保持工作,同時(shí)加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測(cè),預(yù)警等工作。
6)管道工程建設(shè)中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行地質(zhì)災(zāi)害防治工作“三同時(shí)”制度。
6、結(jié)束語
1)長(zhǎng)輸管道工程一般具備線路長(zhǎng),跨越地貌單元多元化,地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜的特征,全面收集和分析地質(zhì)環(huán)境條件資料至關(guān)重要。
2)根據(jù)管道沿線地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度,有針對(duì)性的查明沿線地質(zhì)災(zāi)害和不良地質(zhì)環(huán)境條件分布、規(guī)模、特征,對(duì)其危險(xiǎn)性和對(duì)工程危害范圍及程度定性的作出現(xiàn)狀評(píng)估。
3)根據(jù)沿線的地質(zhì)環(huán)境條件,結(jié)合管道工程的施工特點(diǎn),對(duì)工程建設(shè)中和運(yùn)營(yíng)后可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害和遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性、危險(xiǎn)性進(jìn)行定量、半定量的預(yù)測(cè)評(píng)估。
4)根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)狀評(píng)估和預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)果,采用“危險(xiǎn)性積分法”對(duì)擬建管道工程的適宜性作出綜合評(píng)估,有針對(duì)性的提出防治措施和建議。
5)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作一般在可行性研究階段進(jìn)行,受工程研究階段和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘查工作量的限制,評(píng)估成果不能滿足工程施工設(shè)計(jì)要求。后續(xù)工程勘察和設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)等工作對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治中具有重要作用。
參考文獻(xiàn)
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[3]國(guó)土資源部關(guān)于加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作的通知(國(guó)土資發(fā)[2004]69 號(hào)文件) .2004-03-2.
關(guān)鍵詞:油氣管道工程;地質(zhì)災(zāi)害治理;工程設(shè)計(jì);審查要點(diǎn)
油氣管道一般要穿越多樣的地形地貌與復(fù)雜的地質(zhì)條件,加之地質(zhì)災(zāi)害的影響,使得工程建設(shè)及運(yùn)營(yíng)都面臨極大的風(fēng)險(xiǎn)威脅。基于此,對(duì)油氣管道線路開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評(píng)價(jià)工作,明確災(zāi)害實(shí)際影響,同時(shí)給予綜合性評(píng)價(jià)結(jié)果,對(duì)災(zāi)害防治、工程安全保障均有重要意義。
1油氣管道地質(zhì)災(zāi)害治理工程設(shè)計(jì)基本原則
油氣管道的地質(zhì)災(zāi)害治理需嚴(yán)格從實(shí)際角度出發(fā),充分結(jié)合工程要求及具體狀況,在設(shè)計(jì)計(jì)劃當(dāng)中融入災(zāi)害治理基本任務(wù),和生態(tài)環(huán)保、環(huán)境治理及管道工程建設(shè)緊密結(jié)合,確保生態(tài)、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)相和諧、統(tǒng)一。在此基礎(chǔ)上,還需對(duì)災(zāi)害特征進(jìn)行考慮,在有效保障設(shè)備安全與人員安全的前提下,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)可行性目標(biāo)[1]。根據(jù)油氣管道工程范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害各項(xiàng)特征,結(jié)合相關(guān)技術(shù)要求,第一步將線路微調(diào)作為基礎(chǔ),采取避繞措施,確立管道工程和地質(zhì)災(zāi)害體之間的關(guān)系,嚴(yán)格遵循以防為主與防治結(jié)合的基本原則開展日常工作。其中,“防”是指:以預(yù)防為核心,以避讓為上策;“治”是指:充分結(jié)合避繞措施,確保安全即可。
2油氣管道地質(zhì)災(zāi)害治理工程設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)
工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)有:第一,堅(jiān)持避讓優(yōu)先,盡量避讓“重大”,治理“輕小”;第二,除了要對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行治理,還需考慮會(huì)對(duì)管道工程安全造成影響的其他因素;第三,從對(duì)管道危害最小的位置通過;第四,減少或避免對(duì)地質(zhì)災(zāi)害體造成擾動(dòng);第五,永久性根治已知災(zāi)害,避免留下后患。對(duì)于不同的地質(zhì)災(zāi)害類型,治理工程設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)有所不同[2]。1)滑坡災(zāi)害:通過線路優(yōu)化實(shí)現(xiàn)避讓,若無法進(jìn)行避讓,則需從滑體厚度相對(duì)較薄的位置通過,如滑坡后緣,以此降低工程量并符合安全需求。管道上坡段或下坡段因遇滑坡而無法規(guī)避時(shí),應(yīng)沿縱向使管道正穿滑坡,以此減少擾動(dòng)。2)泥石流災(zāi)害:管道不得在泥石流溝內(nèi)通過,若無法避繞,則需從堆積區(qū)中通過,同時(shí)增大管道的實(shí)際埋深。對(duì)穿越小規(guī)模泥石流溝的管道,應(yīng)在基巖中埋設(shè)管道。3)崩塌災(zāi)害:管道線路必須躲避松散堆積體,如果無法對(duì)比,則要從有一定攔擋條件的相對(duì)平緩區(qū)中通過。4)巖溶災(zāi)害:首先管道要避免在不良地質(zhì)條件區(qū)通過。針對(duì)勘察標(biāo)定的巖溶,若其巖溶現(xiàn)象并不發(fā)育,則管道可采取與巖溶相垂直的方式通過。針對(duì)淺層干溶洞,可使用碎石進(jìn)行回填;對(duì)巖溶向下部延伸較明顯的溶洞,不論有水沒水均不得填塞,應(yīng)采取工程措施進(jìn)行處理,如灌漿等。
3油氣管道地質(zhì)災(zāi)害治理工程審查要點(diǎn)
工程審查實(shí)際上是對(duì)圖紙與設(shè)計(jì)文件進(jìn)行審查,在審查過程中首先要認(rèn)真貫徹工程設(shè)計(jì)思路及理念,將相關(guān)法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作為核心依據(jù),積極采取可行的避讓方法對(duì)管道線路進(jìn)行優(yōu)化,再以地質(zhì)災(zāi)害和管道之間的相互關(guān)系為基礎(chǔ),對(duì)圖紙資料實(shí)施全面審查。不同地質(zhì)災(zāi)害類型有著不同的審查要點(diǎn)。
3.1滑坡災(zāi)害審查要點(diǎn)
①滑坡覆蓋范圍與規(guī)模,相關(guān)力學(xué)參數(shù)的取值準(zhǔn)確度以及滑動(dòng)面判別的合理性;②對(duì)滑坡自穩(wěn)性有一定影響的各類因素;③滑坡自穩(wěn)性評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性,地質(zhì)模型與力學(xué)類型準(zhǔn)確性;④線路優(yōu)化空間是否存在;⑤工程所有支擋方案合理性,設(shè)施具置可行性;⑥支擋工程參數(shù)選擇合理性,計(jì)算與設(shè)計(jì)方式準(zhǔn)確性;⑦管線與支擋施工順序合理性。
3.2泥石流災(zāi)害審查要點(diǎn)
①泥石流災(zāi)害主要形成區(qū)、堆積區(qū)與流通區(qū);②斷面巖土特征及地質(zhì)構(gòu)造;③泥石流移動(dòng)速度及沖刷作用深度,特別是管道通過區(qū)域;④對(duì)管道有破壞作用的外部因素,所用防護(hù)措施有效性;⑤泥石流溝及大溝間的相互關(guān)系,特別是隨著泥石流的不斷堆積,會(huì)使大溝寬度變窄,提高了大溝內(nèi)的流速,增大沖刷作用深度,此時(shí)應(yīng)強(qiáng)化管道的防護(hù)設(shè)計(jì)。
3.3巖溶災(zāi)害審查要點(diǎn)
①巖溶發(fā)育情況、規(guī)模及主要延伸方向,管道線路和巖溶保持的位置關(guān)系;②溶洞頂部巖性、洞壁巖性與完整性,溶洞整體穩(wěn)定評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性;③巖溶災(zāi)害治理方案的可行性與合理性,并明確治理完成后對(duì)周邊自然環(huán)境造成的不利影響;④工程設(shè)計(jì)與計(jì)算的準(zhǔn)確性,工程數(shù)量合理性。
4結(jié)束語
根據(jù)管道線路范圍中不良地質(zhì)條件特征,對(duì)幾種常見地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了專項(xiàng)勘察與綜合評(píng)價(jià),同時(shí)有針對(duì)性與目的性地開展了治理設(shè)計(jì)工作。明確在管道總體規(guī)劃中納入災(zāi)害防治的重要性,遵循防治結(jié)合與預(yù)防為主的基本原則,在工程審查過程中對(duì)不同災(zāi)害類型實(shí)施針對(duì)性審查,保證設(shè)計(jì)方案可行性與合理性,在確保管道線路工程建設(shè)人員及設(shè)備安全的基礎(chǔ)上,為線路運(yùn)營(yíng)提供可靠的安全保障。
參考文獻(xiàn)
[1]張鵬,魏韡,崔立偉,等.地表沖溝條件下懸空管道的力學(xué)模型與延壽分析[J].天然氣工業(yè),2014,(4):142-148.
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關(guān)鍵詞:地質(zhì)災(zāi)害;位移監(jiān)測(cè);應(yīng)力-應(yīng)變監(jiān)測(cè);管道健康監(jiān)測(cè)平臺(tái)
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得能源需求量逐漸增加,能源關(guān)系到國(guó)家未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活。為了保障石油、天然氣等能源的有效供給,國(guó)家建設(shè)了大量的管道,但管道在運(yùn)行過程中面臨諸多風(fēng)險(xiǎn),如地災(zāi)影響破壞、人為破壞、機(jī)械施工破壞、極端天氣影響、自身腐蝕等[1]。我們必須對(duì)此類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效規(guī)避,做到提前預(yù)警,在線監(jiān)測(cè),盡早管控,從而保障管道安全平穩(wěn)運(yùn)行。華北油氣分公司采油一廠紅河油田原油集輸管道位于甘肅黃土高原溝壑區(qū),地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,水土流失嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境脆弱,自然降雨相對(duì)集中,尤其在雨季,崩塌、滑坡、地面塌陷和山洪泥石流災(zāi)害極易發(fā)生。形成的滑坡體和泥石流極易對(duì)原油集輸管道造成沖擊,導(dǎo)致管道發(fā)生變形斷裂,從而引發(fā)原油泄漏,發(fā)生火災(zāi)爆炸、污染當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境等安全環(huán)保事故,造成重大經(jīng)濟(jì)損失。如“西氣東輸管道深圳12.20”滑坡災(zāi)害天然氣管道泄漏事故[2]。為有效管控地質(zhì)災(zāi)害影響下原油集輸管道風(fēng)險(xiǎn),本文提出采用滑坡位移監(jiān)測(cè)、管道應(yīng)力-應(yīng)變監(jiān)測(cè)、土壤水量水份監(jiān)測(cè)、原油泄漏監(jiān)測(cè)等多技術(shù)手段,研究風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù),為地質(zhì)災(zāi)害影響下管道風(fēng)險(xiǎn)管控提供科學(xué)依據(jù),有效保障原油生產(chǎn)安全,減少經(jīng)濟(jì)損失。
1地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控對(duì)策分析
1.1影響因素分析
地質(zhì)災(zāi)害主要類型包括自然地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞。從誘發(fā)因素分析可以分為山體滑坡、泥石流、地面塌陷、土壤鹽堿化、土壤荒漠化、降水侵蝕等,對(duì)原油管道造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)包括管道暴露、管道變形、管道腐蝕等,直接降低了管道的使用壽命,間接引發(fā)管道破裂、原油泄漏,最終影響管道安全運(yùn)行,破壞生態(tài)環(huán)境[3]。
1.2完善風(fēng)險(xiǎn)管控制度
建立特殊地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控和專家分析制度。當(dāng)埋地管道上方山體發(fā)生滑坡險(xiǎn)情后,管道企業(yè)第一時(shí)間按照相應(yīng)的管理制度,啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,采取管控措施;地方政府地質(zhì)災(zāi)害防控部門第一時(shí)間成立工作指揮部,召集地災(zāi)管控相關(guān)專家召開應(yīng)急搶險(xiǎn)會(huì)議,分析相關(guān)信息,供當(dāng)?shù)卣蛻?yīng)急指揮部決策參考。
1.3建立企地聯(lián)動(dòng)機(jī)制
地質(zhì)災(zāi)害涉及到山體滑坡、泥石流、大氣降水、地震、降雨和融雪、第三方作業(yè)等方方面面,在應(yīng)急處置和事故救援過程中涉及到應(yīng)急、消防、公安、醫(yī)療等眾多部門,需要各企事類單位、各政府部門各司其職,密切配合。只有在當(dāng)?shù)卣慕y(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下,各有關(guān)單位整體聯(lián)動(dòng)、主動(dòng)作為、積極應(yīng)對(duì),才能最大限度地避免或減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)管道運(yùn)行造成的損失。
1.4形成監(jiān)測(cè)預(yù)警體系
[4]隨著國(guó)家“科技興安”、“科技強(qiáng)安”政策的不斷落實(shí)生效,運(yùn)用安全科學(xué)技術(shù)建立起來的各類監(jiān)測(cè)預(yù)警體系正在日益完善。目前,我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)已“網(wǎng)”遍全國(guó),地震、海洋、氣象、水文等的監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)報(bào)系統(tǒng),形成了遍布各地、相互交織的災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)特殊地區(qū)的特定地質(zhì)災(zāi)害,運(yùn)用監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)、建立監(jiān)測(cè)預(yù)警體系,能夠從技術(shù)手段更加準(zhǔn)確、及時(shí)、有效地對(duì)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析評(píng)估、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),第一時(shí)間將事故災(zāi)害消除在萌芽狀態(tài),為政府和企業(yè)防治地質(zhì)災(zāi)害,保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。
2原油管道風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)
2.1地表位移監(jiān)測(cè)技術(shù)
采用GNSS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方式(圖1),對(duì)埋地原油管道上覆地表沉降和山移進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。其工作原理為:各GNSS監(jiān)測(cè)點(diǎn)與參考點(diǎn)接收機(jī)實(shí)時(shí)接收GNSS信號(hào),并通過數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)發(fā)送到控制中心,控制中心服務(wù)器GNSS數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)時(shí)差分解算出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo),數(shù)據(jù)分析軟件獲取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)三維坐標(biāo),并與初始坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比而獲得該監(jiān)測(cè)點(diǎn)變化量,同時(shí)分析軟件根據(jù)事先設(shè)定的預(yù)警值而進(jìn)行報(bào)警。
2.2管道應(yīng)力-應(yīng)變監(jiān)測(cè)技術(shù)
管道應(yīng)力應(yīng)變是管道在風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)下受力的綜合表現(xiàn),監(jiān)測(cè)用以反應(yīng)管道的力學(xué)安全,從而判斷地質(zhì)災(zāi)害影響下管道的形變情況,做到及時(shí)預(yù)警(如圖2所示)。其工作原理是:在原油管道表面設(shè)置兩個(gè)支點(diǎn),固定鋼弦,在電流流通過電磁線圈所產(chǎn)生的短脈沖作用下,沿磁場(chǎng)方向發(fā)生振動(dòng);當(dāng)支點(diǎn)間的距離發(fā)生改變時(shí),鋼弦的張力與振動(dòng)頻率也隨之變化。監(jiān)測(cè)傳感器通過把構(gòu)件表面或內(nèi)部的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為鋼弦的工作頻率變化,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管道應(yīng)力-應(yīng)變的監(jiān)測(cè)預(yù)警。
3技術(shù)探討與前景展望
3.1技術(shù)探討
不論是地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、管道腐蝕檢測(cè)和監(jiān)測(cè)、原油泄漏檢測(cè)和監(jiān)測(cè),對(duì)于管道安全運(yùn)行,能源經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展都具有非常重要的意義。傳統(tǒng)檢測(cè)方法很多,但存在一些共同不足:檢測(cè)只能定期開展,耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力。建立一個(gè)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)管道進(jìn)行實(shí)時(shí)在線連續(xù)監(jiān)測(cè),根據(jù)監(jiān)測(cè)采集到的數(shù)據(jù),定期對(duì)管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,從而預(yù)防或減少管道失效事故的發(fā)生,這是未來的研究方向。在實(shí)際應(yīng)用中,單純某一種技術(shù)很難使各種不同條件下的管道檢測(cè)達(dá)到滿意效果,不同的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)技術(shù)應(yīng)該互相補(bǔ)充,根據(jù)具體情況采用不同的方法組織來滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要。
3.2前景展望
2003年11月19日,國(guó)務(wù)院頒發(fā)了《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》;2013年10月1日,河南科學(xué)技術(shù)出版社出版了《地質(zhì)災(zāi)害》;2019年12月30日,應(yīng)急管理部和中國(guó)科學(xué)院成立了國(guó)家自然災(zāi)害防治研究院,簽署聯(lián)合共建國(guó)家自然災(zāi)害防治研究院協(xié)議和戰(zhàn)略合作協(xié)議,國(guó)家自然災(zāi)害防治研究院正式掛牌。自然災(zāi)害防治研究院主要承擔(dān)自然災(zāi)害防治重大政策、基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、重要裝備研究,以及科技成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用示范等工作。近些年,隨著國(guó)家對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治工作的不斷重視以及國(guó)家對(duì)石油、天然氣等能源需要的不斷增大,國(guó)家和企業(yè)對(duì)地質(zhì)影響下的原油管道的風(fēng)險(xiǎn)管控也在不斷重視,各項(xiàng)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)也在突飛猛進(jìn),在各油氣田企業(yè)的應(yīng)用也將越來越普遍。
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筆者在野外調(diào)查期間仔細(xì)研究了崩塌19處,其中HB082+511右16m倒龍崩塌、HB107+234左49m吉心場(chǎng)崩塌、HB242+224左10m長(zhǎng)陽(yáng)堡鎮(zhèn)崩塌三處崩塌離設(shè)計(jì)管道線路最近,威脅最大(表略)滑坡滑坡主要發(fā)生在川東、渝中及鄂西中低山區(qū),集中在宣漢、石柱、利川、恩施、巴東、長(zhǎng)陽(yáng)一帶,土質(zhì)、巖質(zhì)滑坡均有發(fā)育,多集中分布于地形坡度大于25°,尤其是順向結(jié)構(gòu)邊坡地段。降雨是誘發(fā)滑坡發(fā)生的主要因素,雨水入滲滑體后軟化滑帶,增大滑體容重,導(dǎo)致坡體失穩(wěn)產(chǎn)生滑動(dòng),對(duì)管道工程安全構(gòu)成威脅。本次共調(diào)查滑坡52處,其中對(duì)管道工程危險(xiǎn)最大的滑坡為四川境內(nèi)的峨城山古滑坡,該滑坡平面形態(tài)呈舌狀,由崩坡積塊碎石土組成,厚5~10m,下伏自流井組砂、泥巖,滑體長(zhǎng)約300m,寬約50~100m,滑體平均厚度7m。屬古滑坡,該滑坡前、后緣現(xiàn)狀不明顯,僅在滑坡體右側(cè)見滑體中小規(guī)模次級(jí)滑塌。不穩(wěn)定斜坡川東、渝中及鄂西山區(qū)管線附近存在有相當(dāng)數(shù)量的潛在不穩(wěn)定斜坡,筆者共調(diào)查74處。一類屬自然斜坡,即地殼長(zhǎng)期的抬升和地表水侵蝕下切作用下形成的天然斜坡;另一類為人工邊坡,為人類工程活動(dòng)開挖形成。其中自然不穩(wěn)定斜坡由于自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),當(dāng)外界條件具備時(shí),易發(fā)生變形破壞。具備易匯水的松散堆積體斜坡、松弛破碎巖體斜坡、切腳的順層巖質(zhì)斜坡常以滑坡形式產(chǎn)生變形破壞;具備外傾結(jié)構(gòu)面的高陡斜坡、受多組裂隙切割的外傾楔形巖體懸崖陡壁則常以崩塌形式產(chǎn)生變形破壞。前者多在管道順坡穿越的“V”型溝,后者多在管道跨越的“U”型谷。人工不穩(wěn)定邊坡主要表現(xiàn)為公路邊坡及居民建房形成的局部切坡,土質(zhì)邊坡多以局部小范圍的坍塌為主,巖質(zhì)邊坡多以零星崩塌掉塊為主。在管道沿線已建和在建的交通線路上多處見有人工不穩(wěn)定邊坡,一般高3~20m,長(zhǎng)10~200m不等,均存在不同程度的變形。管線工程經(jīng)常從這些不穩(wěn)定斜坡體上方或下方經(jīng)過或橫穿,施工時(shí)極易造成該邊坡體失穩(wěn)破壞,給自身帶來?yè)p失。2.4泥石流泥石流主要發(fā)育分布于川東、渝中及鄂西山區(qū),以溝谷型稀性小型泥石流為主。區(qū)內(nèi)溝谷深切、匯水條件良好、地形坡降大,為泥石流發(fā)生提供了地形條件;大量的松散堆積物及人工棄渣為泥石流發(fā)生提供了充足的物質(zhì)來源;區(qū)內(nèi)豐沛集中的強(qiáng)降雨則為泥石流提供了水動(dòng)力來源。
地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估
筆者對(duì)研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法采用“危險(xiǎn)性積分法”,即列出與地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性最密切的評(píng)分項(xiàng)目,按100分制逐段、逐項(xiàng)進(jìn)行考核打分,分高為危險(xiǎn)性大,分低為危險(xiǎn)性小[5-6]。最后根據(jù)評(píng)分結(jié)果,結(jié)合實(shí)際情況給出危險(xiǎn)性不同級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)分值,并按這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)估每一地段地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)(表略)。綜合評(píng)估原則與量化指標(biāo),對(duì)管道工程和附屬站場(chǎng)逐段逐場(chǎng)進(jìn)行綜合評(píng)估。據(jù)管道沿線各段地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度、施工和營(yíng)運(yùn)過程中可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害、管道施工方法、管線附近人類工程活動(dòng)、地質(zhì)災(zāi)害對(duì)管道和周邊的危害程度等方面的依據(jù),將整個(gè)天然氣管道工程1967.05km長(zhǎng)管線(含支線工程)劃分為162個(gè)段進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估。全路段及分省段地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估結(jié)果統(tǒng)計(jì)。
地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)策
滑坡、不穩(wěn)定斜坡研究區(qū)的滑坡、不穩(wěn)定斜坡主要集中在川東、渝中及鄂西中低山區(qū)的宣漢、石柱、利川、恩施、巴東、長(zhǎng)陽(yáng)一帶。從地形坡度上分析滑坡和不穩(wěn)定斜坡多發(fā)生在坡度大于25°的邊坡,尤其是順向結(jié)構(gòu)邊坡地段。調(diào)查顯示,降雨是誘發(fā)此類災(zāi)害的主要因素,因此要防止雨水侵入對(duì)滑坡、不穩(wěn)定斜坡的影響,同時(shí)根據(jù)滑坡、不穩(wěn)定斜坡發(fā)育的位置與管道之間的距離,亦分別采取不同的防治措施。管線距滑坡、不穩(wěn)定斜坡距離在50m以上管線距滑坡(不穩(wěn)定斜坡)距離在50m以上,滑坡(不穩(wěn)定斜坡)變形破壞不會(huì)直接影響到輸氣管線的正常建設(shè)和運(yùn)行,因此對(duì)待這類滑坡和不穩(wěn)定斜坡主要采取加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、及時(shí)評(píng)估的處置措施,在沿線的52處滑坡中,這類滑坡共有37個(gè),占滑坡數(shù)量的71.2%;在沿線74處不穩(wěn)定斜坡中,這類斜坡共57處,占不穩(wěn)定斜坡總數(shù)的77%。管道位于滑坡、不穩(wěn)定斜坡影響范圍內(nèi)滑坡和不穩(wěn)定斜坡在管道影響范圍內(nèi)但滑坡失穩(wěn)不直接威脅管道,但可能影響管道安全運(yùn)營(yíng),此類滑坡、不穩(wěn)定斜坡的防治主要是加強(qiáng)變形監(jiān)測(cè),適當(dāng)支擋,穩(wěn)定坡腳。這樣的滑坡有5處,占總數(shù)的9.6%,不穩(wěn)定斜坡有7處,占總數(shù)的9.5%。滑坡、不穩(wěn)定斜坡變形破壞直接威脅管道管道從滑坡體(不穩(wěn)定斜坡)前緣或中穿過,這種條件下有兩種防治方式,一是對(duì)滑坡、不穩(wěn)定斜坡進(jìn)行工程治理,通過設(shè)置擋墻、坡面護(hù)坡、排水,并在管道施工時(shí),采取一定的工程措施,如分段敷設(shè),避免連續(xù)不間斷大開挖,保證滑坡體穩(wěn)定,并加強(qiáng)監(jiān)測(cè),確保管線運(yùn)行的長(zhǎng)治久安;二是改線處理,通過調(diào)整線路,使管線處于滑坡變形影響范圍以外。這類滑坡共有11處,占總數(shù)的21.1%,其中3處通過滑坡治理后通過,另8處根據(jù)滑坡發(fā)育情況,進(jìn)行了線路調(diào)整,使滑坡不直接威脅管道;不穩(wěn)定斜坡有10處,占總數(shù)的13.5%,均進(jìn)行了工程治理。崩塌災(zāi)害崩塌災(zāi)害點(diǎn)主要分布在川東、渝中及鄂西南山區(qū)一帶的地勢(shì)高陡的陡坡地段,沿線88處崩塌災(zāi)害點(diǎn)中筆者重點(diǎn)調(diào)查了其中19處,認(rèn)為崩塌災(zāi)害防治主要有兩種情況。崩塌直接威脅管道安全全線19處崩塌中,3處崩塌直接威脅管道工程,這類崩塌穩(wěn)定性較差,上部危巖體積大,直接威脅到管道、設(shè)備和施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全,危險(xiǎn)性極大,其防治方式一是合理避讓,適當(dāng)調(diào)整線路,使管道遠(yuǎn)離崩塌區(qū),管道沿線有三個(gè)崩塌(倒龍崩塌、吉心場(chǎng)崩塌、長(zhǎng)陽(yáng)堡鎮(zhèn)崩塌)采用這種方法處置;二是管道施工前采取措施,清理可能產(chǎn)生崩塌的危巖體,并加強(qiáng)工程監(jiān)測(cè),管道重慶、鄂西的7處崩塌采用了這種治理方式。崩塌位于管道影響范圍內(nèi)不直接威脅管道工程的崩塌體共有9處,這些地段施工前仔細(xì)調(diào)查工作場(chǎng)地及其周圍是否有可能產(chǎn)生崩落、滾動(dòng)的松動(dòng)巖塊、浮石等,少量危巖提前予以清除,并控制爆破藥量,避免產(chǎn)生崩落;加強(qiáng)監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處置。泥石流管道工程沿線泥石流主要發(fā)育川東、渝中及鄂西山區(qū),以溝谷型稀性小型泥石流為主,共發(fā)育大型泥石流溝10條,管道經(jīng)過泥石流溝時(shí),主要通過加大埋置深度(一般進(jìn)入基巖)并做適當(dāng)加強(qiáng)防護(hù),將剩余棄渣堆放于開闊的溝底或?qū)捑彽耐莸兀⒁暤匦吻闆r修筑擋土墻,做好沿線地表植樹造林工作,避免水土流失導(dǎo)致的泥石流災(zāi)害。同時(shí)在低洼地帶加強(qiáng)防護(hù),對(duì)潛在不穩(wěn)定斜坡地段加強(qiáng)支擋,建議跨河處埋設(shè)河底,并加設(shè)防沖措施地面沉降地面沉降主要由過量開采地下水引起,管道沿線地面沉降主要涉及江蘇、浙江、上海等區(qū)段,此類災(zāi)害多表現(xiàn)為緩變,其防治主要是考慮不均勻沉降帶來的管道變形,為此,管道設(shè)計(jì)中,采用能夠承受一定變形的彎(接)頭,并在管道下加厚墊層,降低不均勻沉降。地面沉降分為巖溶地面沉降和采空地面沉降兩類,防治方法分述:巖溶地面沉降巖溶地面沉降主要分布在鄂西山區(qū)、鄂東平原丘崗區(qū),主要有三個(gè)地段發(fā)生塌陷,即恩施崔壩巖溶塌陷群、建始百步梯巖溶塌陷及大冶市大箕鋪鎮(zhèn)-金湖街辦巖溶塌陷區(qū)。管道經(jīng)過巖溶塌陷區(qū)時(shí),首先要加大巖土工程地質(zhì)勘察力度,全面查明巖溶分布情況,在產(chǎn)生塌陷的地段,若塌陷坑范圍不大,且周邊地質(zhì)條件穩(wěn)定,可適當(dāng)調(diào)整線路,若管道穿過塌陷區(qū),要采用回填、坑口鋪蓋、采用灌漿、地基土加固等工程處理措施,或者提前架設(shè)基礎(chǔ)梁跨越陷坑。采空地面沉降管道沿線采空區(qū)共發(fā)現(xiàn)有11處,主要分布在湖北段大冶大箕鋪鎮(zhèn)銅礦開采區(qū)內(nèi),細(xì)垴灣、馮家山、三角橋村、黃皮山四個(gè)采空塌陷距管線較近,塌陷呈趨強(qiáng)勢(shì)頭,嚴(yán)重影響管道安全,管道經(jīng)過此類采空區(qū)時(shí),通過詳細(xì)勘察,對(duì)其中8個(gè)采空區(qū)進(jìn)行避讓,對(duì)3處無法避讓的采空區(qū),利用樁基礎(chǔ)設(shè)支點(diǎn)跨越。
(一)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀
我市山地特征普遍,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,地形起伏大,巖石軟弱破碎,這些條件決定了我市是一個(gè)地質(zhì)環(huán)境脆弱、地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的地區(qū),屬全國(guó)重點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)域之一,全市地質(zhì)災(zāi)害分布范圍廣、暴發(fā)頻繁、危害嚴(yán)重,特大地震后,使全市地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)一步加劇。
根據(jù)各縣(區(qū))國(guó)土資源局和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)排查,地震引發(fā)我市次生地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)7507處,造成147人遇難,468人受傷,地質(zhì)災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失28.51億元;省內(nèi)外地質(zhì)災(zāi)害專家共159人協(xié)助我市共對(duì)1659處重要次生地質(zhì)災(zāi)害開展應(yīng)急排查評(píng)估,其中:滑坡589處,崩塌456處,泥石流22處,地裂縫108處,地面塌陷3處。根據(jù)以往地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃成果,全市地震前有重要地質(zhì)災(zāi)害隱患1506處,地震后專家排查的地質(zhì)災(zāi)害隱患1659處,其中地震前已有加劇的420處,地震新引發(fā)的1239處,目前全市經(jīng)專家排查的重要地質(zhì)災(zāi)害隱患共2745處。
震后次生地質(zhì)災(zāi)害在全市八縣一區(qū)均有分布,區(qū)、為極重區(qū),其他縣區(qū)為嚴(yán)重區(qū)。受地震和長(zhǎng)期余震、降雨等影響,震前地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)部分老滑坡復(fù)活加劇,同時(shí)引發(fā)大量新的滑坡、崩塌和地裂縫,
(二)地質(zhì)災(zāi)害分布情況
我市地質(zhì)災(zāi)害在區(qū)域分布的總體趨勢(shì)是西南密集、向東北逐漸減弱,地震使這種差異性加劇,全市地質(zhì)災(zāi)害密度由北向南呈遞增趨勢(shì)加大,根據(jù)排查結(jié)果,在以下區(qū)域集中分布:
1、白龍江流域集中分布帶:
主要分布于白龍江沿岸、、一帶,為地震極重災(zāi)區(qū),全市地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)域。區(qū)內(nèi)山高坡陡,重力侵蝕強(qiáng)烈,巖石軟弱破碎,植被較差,地震后崩塌、滑坡數(shù)量約占全市的60%以上,主要以基巖滑坡、堆積層滑坡和第三系、白堊系紅土層滑坡等類型為主,大中型滑坡數(shù)量眾多,大多不穩(wěn)定,尤其在化馬——角弓——外那——臨江一帶,以及北峪河流域安化——馬街(漢林)——城區(qū)一帶最為嚴(yán)重;泥石流沿白龍江河谷連續(xù)分布,以白龍江兩河口——透坊段和支流北峪河流域最為發(fā)育,有較大泥石流200多處,如北山9條溝、北峪河、漢林溝、甘家溝、石門溝、火燒溝等;透坊——臨江段巖層較完整,漸為減弱,有較大泥石流40多處,其中臨江東風(fēng)溝、尚家溝、蔣馮溝、橋頭燕兒溝等泥石流溝危害最為嚴(yán)重。
2、白水江流域集中分布帶
主要分布于白水江沿岸石雞壩——城——碧口一帶河谷及近山區(qū),為”地震極重災(zāi)區(qū),全市地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)域。崩塌、滑坡數(shù)量眾多,以基層滑坡為主,受持續(xù)余震和降雨影響,一直處于不穩(wěn)定狀態(tài),多次發(fā)生較大災(zāi)情險(xiǎn)情,如南山、北山滑坡崩塌群;泥石流以稀性泥石流為主,以——石雞壩、碧口——中寨之間最為發(fā)育,如關(guān)家溝、賈昌溝、鐵樓溝等,地震后多次爆發(fā),造成嚴(yán)重?fù)p失。
3、西漢水流域集中分布帶
主要分布于西和、、段西漢水流域河谷地區(qū),為地震重災(zāi)區(qū),全市地質(zhì)災(zāi)害次重點(diǎn)防治區(qū)域。大多數(shù)滑坡系第四系堆積坡殘物組成,分布密度高,以漾水河流域、西和東南部土石山區(qū)、東南部黃土丘陵區(qū)和西南部土石山區(qū)最為發(fā)育,地震后造成災(zāi)害較嚴(yán)重。泥石流主要有粘性、稀性和黃土泥流,以西漢水干流的順利峽——建村河段及其支流白家河,漾水河沿岸及雷家壩——之間的黃土泥石流區(qū)最為發(fā)育,爆發(fā)較為頻繁,受地震影響較大,危害也較為嚴(yán)重。
4、嘉陵江流域集中分布帶
主要分布于包括、兩當(dāng)、和部分區(qū)域,嘉陵江支流河谷及近河谷山區(qū),為地震重災(zāi)區(qū),全市地質(zhì)災(zāi)害次重點(diǎn)防治區(qū)域。地貌以山區(qū)盆地、丘陵、中低山為主,山體巖石較為堅(jiān)硬,植被較好,滑坡、崩塌較不發(fā)育,災(zāi)害一般.但地震后該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害明顯加劇,一些原來不屬于地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的堅(jiān)硬巖分布地段也引發(fā)了數(shù)量巨大的崩塌、滾石;泥石流主要分布在嘉陵江流域及其支流永寧河、青泥河、燕子河等支流河谷及兩岸地區(qū),暴發(fā)頻率低,危害一般,部分區(qū)域較為嚴(yán)重。
5、礦區(qū)和公路沿線易發(fā)區(qū)
公路沿線一直是我市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū),地震后山體滑坡、崩塌、坍塌和滾石數(shù)量眾多,毀壞公路設(shè)施、堵塞交通,造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失巨大,如212國(guó)道、江武公路和各縣(區(qū))主要縣鄉(xiāng)公路沿線山區(qū)地段。礦區(qū)因露天開采、礦石、廢渣不合理堆放,加上地震致使土石松動(dòng),極易發(fā)生滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,如西成礦區(qū)的六巷、廠壩、畢家山、洛壩等鉛鋅礦區(qū),等金礦區(qū)。
二、地質(zhì)災(zāi)害威脅對(duì)象和范圍
地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大威脅,威脅著交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)、機(jī)關(guān)事業(yè)單位、學(xué)校、廠磚企業(yè)、電站、通訊和輸油管道等生命線工程的安全。地震發(fā)生后,根據(jù)各縣(區(qū))國(guó)土資源局和和鄉(xiāng)鎮(zhèn)排查,地震引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)7507處,造成死亡147人,受傷468人,造成直接經(jīng)濟(jì)損失28.51億元;根據(jù)專家組《市地震災(zāi)后應(yīng)急排查總結(jié)報(bào)告》,全市排查地質(zhì)災(zāi)害1659處重要地質(zhì)災(zāi)害隱患,共有30.9萬人受到威脅,占全市總?cè)丝?75.75萬人的11.2%,威脅資產(chǎn)44.15億元,按照威脅對(duì)象和范圍,主要有一下三類:
1、威脅人口密集區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn):共有1178處,典型地質(zhì)災(zāi)害如南山崩塌群、北山泥石流,嚴(yán)重威脅和城區(qū)的人民生命財(cái)產(chǎn)安全。
2、威脅生命線工程的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn):共有396處,以中小型居多,大型零星分布,地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定型以不穩(wěn)定居多,基本穩(wěn)定的僅有少量。險(xiǎn)情等級(jí)以小型居多,中型次之。主要威脅212國(guó)道以及大部分呢的省道及縣鄉(xiāng)道路。
3、威脅重要設(shè)施的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn):主要有6處,威脅對(duì)象主要包括水庫(kù)、礦山、風(fēng)景名勝區(qū)和地質(zhì)公園。地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模以中小型為主,穩(wěn)定性差,險(xiǎn)情等級(jí)以小型為主,但需及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處理。
三、地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防范期
近幾年全市極端氣象現(xiàn)象多發(fā),據(jù)氣象部門預(yù)測(cè),全市降水量明顯增多,大范圍大到暴雨和連天集中降雨天氣增多,加上地震和持續(xù)余震影響,預(yù)測(cè)爆發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性加大,根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的形成特點(diǎn)和主要誘發(fā)因素,確定各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的重點(diǎn)防范期為:
1、滑坡、崩塌、地裂縫主要防范期:該類地質(zhì)災(zāi)害的形成受多種因素影響,降水誘發(fā)引起的滑坡、崩塌、地裂縫等災(zāi)害具有稍滯后于降水的特點(diǎn),6月一10月為主要防范期,強(qiáng)降雨和持續(xù)降雨多發(fā),當(dāng)降水達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí),就可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)害;2—3因冰雪融化、凍土消融,目前已發(fā)生幾起滑坡、崩塌災(zāi)害,以北部雪凍嚴(yán)重的西和、、等縣較為嚴(yán)重;人為因素和其它自然因素造成的滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害情況比較復(fù)雜,因此應(yīng)當(dāng)全年防范。
2、泥石流主要防范期:泥石流的形成與大雨、暴雨同步。根據(jù)我市的降水特點(diǎn),確定泥石流的主要防范期為6月至10月。因地震造成江河溝谷中積聚了大量的固體物質(zhì),預(yù)測(cè)暴發(fā)災(zāi)害性泥石流的危險(xiǎn)增大。
3、地面塌陷的主要防范期:我市已發(fā)生的地面塌陷災(zāi)害基本為地下采礦引起的,其發(fā)生、發(fā)展與采礦的強(qiáng)度、開采規(guī)模、開采形式等有關(guān),該類災(zāi)害全年均應(yīng)防范。礦區(qū)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)、預(yù)警工作。
四、地質(zhì)災(zāi)害防治措施
(一)加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防治工作的組織領(lǐng)導(dǎo)
地質(zhì)災(zāi)害防治是人命關(guān)天的大事,今年是我市《地震災(zāi)后地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃》實(shí)施的第二年,也是最為關(guān)鍵的一年,地質(zhì)災(zāi)害防治形勢(shì)嚴(yán)峻、工作任務(wù)艱巨。各縣(區(qū))政府和有關(guān)部門務(wù)必要以高度的政治責(zé)任感和使命感,堅(jiān)持以人為本,充分認(rèn)識(shí)地質(zhì)災(zāi)害防治、防災(zāi)減災(zāi)工作的重要性和緊迫性,緊緊圍繞災(zāi)后恢復(fù)重建地質(zhì)災(zāi)害防治項(xiàng)目的實(shí)施管理和汛期地質(zhì)災(zāi)害防范兩項(xiàng)核心工作,加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),及早部署安排,進(jìn)一步落實(shí)責(zé)任,明確職責(zé),全面實(shí)施、全力抓好和完成本年度年度實(shí)施計(jì)劃確定的項(xiàng)目建設(shè)任務(wù),切實(shí)落實(shí)汛期地質(zhì)災(zāi)害防治的各項(xiàng)措施,確保人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。
(二)抓緊擬定年度地質(zhì)災(zāi)害防治方案和突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案
各縣(區(qū))國(guó)土資源部門要按照《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》的要求,結(jié)合震后地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃和本年度工作任務(wù),會(huì)同發(fā)改、財(cái)政、建設(shè)、水利、交通、預(yù)警、防洪等部門,加快本年度地質(zhì)災(zāi)害防治方案的編制、報(bào)批與工作;要在總結(jié)震后應(yīng)急救援經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,對(duì)突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案的修訂完善,進(jìn)一步明確各相關(guān)部門應(yīng)急救援的職責(zé),增強(qiáng)預(yù)案的針對(duì)性和操作性,切實(shí)提高應(yīng)急救援能力;對(duì)轄區(qū)內(nèi)重點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害隱患區(qū)域,要按照《地震災(zāi)后地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急排查報(bào)告》中專家提出的防治意見,制定具體隱患點(diǎn)的防治方案和應(yīng)急預(yù)案,全力做好方案的實(shí)施工作。
(三)全力抓好地質(zhì)災(zāi)害防治項(xiàng)目的組織實(shí)施和監(jiān)督管理
中央災(zāi)后恢復(fù)重建基金地質(zhì)災(zāi)害防治項(xiàng)目的組織實(shí)施和監(jiān)督管理,是全市本年度地質(zhì)災(zāi)害防治工作的重中之重,總理政府工作報(bào)告中明確要求:“災(zāi)后重建要加大力度,加快進(jìn)度,力爭(zhēng)在兩年內(nèi)基本完成原定三年的目標(biāo)任務(wù)”。各縣(區(qū))政府務(wù)必要充分認(rèn)識(shí)項(xiàng)目實(shí)施的艱巨性、緊迫性,以高度的政治責(zé)任感和使命感,進(jìn)一步加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),強(qiáng)化工作措施,創(chuàng)新工作方式方法,編報(bào)好項(xiàng)目年度實(shí)施計(jì)劃,科學(xué)統(tǒng)籌、合理安排、突出重點(diǎn)、分步實(shí)施、協(xié)調(diào)推進(jìn),全面加快推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè),力爭(zhēng)盡早完成項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)。政府主要領(lǐng)導(dǎo)要對(duì)項(xiàng)目建設(shè)工作負(fù)總責(zé),發(fā)改、國(guó)土、財(cái)政等部門要明確職責(zé),分工負(fù)責(zé),共同做好項(xiàng)目申報(bào)審批、組織實(shí)施和監(jiān)督管理工作,政府及監(jiān)察、審計(jì)等部門要及時(shí)進(jìn)行監(jiān)督檢查,確保項(xiàng)目實(shí)施不出問題。為加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防治項(xiàng)目管理,確保項(xiàng)目資金專款專用,項(xiàng)目實(shí)施依法、有序、快速推進(jìn),市政府近期將出臺(tái)《市地震災(zāi)后地質(zhì)災(zāi)害防治項(xiàng)目監(jiān)督管理暫行辦法》,各縣(區(qū))務(wù)必嚴(yán)格按照《辦法》規(guī)定的項(xiàng)目論證、申報(bào)審批、組織實(shí)施和監(jiān)督管理、工程驗(yàn)的相關(guān)程序和要求,嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目管理責(zé)任制、招投標(biāo)制,勘查、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理資質(zhì)備案審查制等各項(xiàng)治理,切實(shí)做好項(xiàng)目實(shí)施的監(jiān)督管理工作。通過項(xiàng)目實(shí)施,大力提升全市地質(zhì)災(zāi)害防治水平和能力,及早實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)的目標(biāo)。
(四)加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害群測(cè)群防體系建設(shè)
7月份市政府印發(fā)《市地質(zhì)災(zāi)害群測(cè)群防體系建設(shè)實(shí)施意見》以來,全市地質(zhì)災(zāi)害群測(cè)群防網(wǎng)絡(luò)體系已初步建立,但目前還很不健全和完善,群測(cè)群防的責(zé)任和措施還沒有落實(shí)到位。在今年地質(zhì)災(zāi)害年度實(shí)施計(jì)劃中,將群測(cè)群防建設(shè)列為重要建設(shè)項(xiàng)目,安排了專門經(jīng)費(fèi)給予保障,各縣(區(qū))務(wù)必要按照《意見》要求,編制好群測(cè)群防項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施方案,加強(qiáng)對(duì)基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)群測(cè)群防體系建設(shè)的指導(dǎo),將監(jiān)測(cè)預(yù)警、防災(zāi)避險(xiǎn)的責(zé)任分解到鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村社以及危險(xiǎn)區(qū)的學(xué)校、醫(yī)院、廠礦、工程建設(shè)單位和企事業(yè)單位,建立覆蓋全市重要隱患點(diǎn)、防災(zāi)責(zé)任人明確、監(jiān)測(cè)預(yù)警措施完善、聯(lián)絡(luò)通訊暢通的市、縣(區(qū))、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村(社區(qū))四級(jí)地質(zhì)災(zāi)害群測(cè)群防網(wǎng)絡(luò)體系。
(五)做好汛期地質(zhì)災(zāi)害巡查監(jiān)測(cè)工作
每年汛期是地質(zhì)災(zāi)害防范的關(guān)鍵時(shí)期,國(guó)土資源部門要會(huì)同建設(shè)、水利、交通、防洪、救災(zāi)等部門,在地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急排查評(píng)估的基礎(chǔ)上,結(jié)合今年地質(zhì)災(zāi)害詳查、專業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和示范區(qū)建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施,在配合專業(yè)地質(zhì)單位開展好詳細(xì)調(diào)查工作的同時(shí),繼續(xù)做好本行政區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的排查監(jiān)測(cè)工作。要重點(diǎn)排查人口密集的城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村、江河沿線、交通干線、重點(diǎn)設(shè)施、礦區(qū)渣場(chǎng)、尾礦庫(kù)等區(qū)域,排查要確保不留死角。特別對(duì)威脅大、危害嚴(yán)重、不穩(wěn)定的重特大隱患點(diǎn),專家排查建議需要搬遷避讓的隱患點(diǎn),要作為汛期地質(zhì)災(zāi)害防治的重中之重,按照專家組排查防治建議,劃定危險(xiǎn)區(qū)、設(shè)置警示標(biāo)志,下發(fā)防災(zāi)避險(xiǎn)明白卡,制定專項(xiàng)防災(zāi)預(yù)案,安裝管護(hù)好簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)設(shè)備,確定專人巡查監(jiān)測(cè)責(zé)任人,落實(shí)好監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、搬遷避讓等各項(xiàng)措施,確保人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。
(六)做好汛期地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)工作
地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)是地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防的一項(xiàng)重要制度和措施,也是今年全市實(shí)施的重要項(xiàng)目之一,各縣(區(qū))國(guó)土資源部門要力爭(zhēng)在今年完成項(xiàng)目建設(shè)任務(wù),及早將項(xiàng)目建設(shè)成果應(yīng)用到汛期預(yù)警預(yù)報(bào)中。國(guó)土部門要繼續(xù)與同級(jí)氣象部門共同配合,積極開展地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警工作,及時(shí)掌握雨情、水情、災(zāi)情,對(duì)所轄區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、成災(zāi)范圍和影響程度作出預(yù)報(bào),廣播電視部門要適當(dāng)增加廣播電視播放地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)的時(shí)間,使政府有關(guān)部門和人民群眾及時(shí)了解地質(zhì)災(zāi)害信息,提前做好防范工作。
(七)加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防治制度和責(zé)任體系建設(shè)
各縣(區(qū))要嚴(yán)格執(zhí)行汛期值班制度、巡查制度、災(zāi)情速報(bào)制度、月報(bào)制度等各項(xiàng)制度,建立完善地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任制和責(zé)任追究制度,將制度和責(zé)任體系建設(shè)貫穿到地質(zhì)災(zāi)害防治的各個(gè)方面,分級(jí)負(fù)責(zé)、層層落實(shí),把責(zé)任落實(shí)到每一個(gè)項(xiàng)目、每一項(xiàng)措施、每一處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)上,確保各項(xiàng)防災(zāi)措施及時(shí)、有效落實(shí)。地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)導(dǎo)小組和國(guó)土資源部門在汛期要實(shí)行24小時(shí)值班制度,向社會(huì)公布地質(zhì)災(zāi)害報(bào)警電話(市、縣(區(qū))國(guó)土資源局汛期值班電話見附表),保持24小時(shí)通訊聯(lián)絡(luò),一旦出現(xiàn)災(zāi)情,必須迅速啟動(dòng)《突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案》,立即組織應(yīng)急調(diào)查、險(xiǎn)情評(píng)估、群眾轉(zhuǎn)移等搶險(xiǎn)救災(zāi)工作,同時(shí)按照災(zāi)情速報(bào)制度要求,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)立即將災(zāi)情速報(bào)上級(jí)各有關(guān)部門。對(duì)有災(zāi)情險(xiǎn)情不及時(shí)報(bào)告、接到災(zāi)情險(xiǎn)情報(bào)告不及時(shí)處置、防災(zāi)制度不落實(shí)、措施不到位發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害,造成人員傷亡和重大財(cái)產(chǎn)損失的,要嚴(yán)肅追究相關(guān)責(zé)任人員責(zé)任。
(八)加強(qiáng)對(duì)工程建設(shè)活動(dòng)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)控
各縣(區(qū))要按照《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》關(guān)于“在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)內(nèi)進(jìn)行工程建設(shè)應(yīng)當(dāng)在可行性研究階段進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估”的規(guī)定,加強(qiáng)災(zāi)后重建項(xiàng)目、集中安置點(diǎn)和各種工程建設(shè)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估備案工作,為建設(shè)項(xiàng)目施工和運(yùn)營(yíng)安全提供保障。要加強(qiáng)對(duì)各重點(diǎn)礦區(qū)、公路沿線、水庫(kù)、河道、削壁建房、挖土采砂等工程建設(shè)活動(dòng)造成的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的監(jiān)控,對(duì)因工程建設(shè)等人為活動(dòng)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害,嚴(yán)格按照《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》的規(guī)定,由責(zé)任單位承擔(dān)治理責(zé)任。特別是礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害恢復(fù)治理工作,要按照國(guó)土資源部《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)規(guī)定》和《市礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理保證金管理暫行辦法》,做好本年度保證金提取和繳存,加大礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理監(jiān)管力度,確保今年全市礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理取得較大成效。
(九)做好地質(zhì)災(zāi)害防治宣傳培訓(xùn)工作
各縣(區(qū))要要將宣傳培訓(xùn)工作作為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防的一項(xiàng)重要措施,組織專門技術(shù)力量,繼續(xù)加大《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》和地質(zhì)災(zāi)害防治科普知識(shí)宣傳培訓(xùn)力度。要加強(qiáng)對(duì)基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)、國(guó)土資源所、重點(diǎn)村社干部和監(jiān)測(cè)預(yù)警人員的培訓(xùn),使基層干部群眾掌握地質(zhì)災(zāi)害防治基本知識(shí),提高各級(jí)政府和有關(guān)部門地質(zhì)災(zāi)害防治意識(shí)和責(zé)任感,增強(qiáng)了抗震救災(zāi)各部門之間配合協(xié)作和應(yīng)急反應(yīng)能力;要重點(diǎn)加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的農(nóng)村、山區(qū)和人口密集區(qū)的宣傳,力爭(zhēng)做到人人知道地質(zhì)災(zāi)害前兆、監(jiān)測(cè)方法、報(bào)警方式、躲避路線、自救常識(shí)等基本防災(zāi)知識(shí),切實(shí)提高人民群眾防災(zāi)意識(shí)和能力。特別是災(zāi)后重建點(diǎn)的宣傳,要以認(rèn)識(shí)災(zāi)害、避讓災(zāi)害、安全選址建房為主,確保群眾災(zāi)后重建的房屋不受地質(zhì)災(zāi)害威脅。
關(guān)鍵詞:無人機(jī);地質(zhì)災(zāi)害;泥石流;水電工程
前言
近年來,隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展,無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,已突破原來以軍事為主的用途,越來越多地應(yīng)用于各行各業(yè)。如韓文權(quán)[1]等對(duì)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、應(yīng)急救援和災(zāi)情評(píng)估工作中無人機(jī)遙感可提供的應(yīng)用進(jìn)行了分析,介紹了無人機(jī)遙感在重慶市武隆縣雞尾山特大型滑坡救援中的應(yīng)用。高嬌嬌[2]等用無人機(jī)遙感應(yīng)用在西氣東輸管道地質(zhì)中,闡述了應(yīng)用無人機(jī)遙感進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的關(guān)鍵技術(shù)與方法,論證了航空影像進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的可行性。吳振宇[3]等通過無人機(jī)在地災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用特點(diǎn)、意義和關(guān)鍵技術(shù),證明了無人機(jī)在地災(zāi)災(zāi)害調(diào)查中的可行性和優(yōu)越性。周文生[4]等應(yīng)用無人機(jī)在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中,驗(yàn)證了無人機(jī)遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的可行性與有效性,為礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查于監(jiān)管提供快速有效的技術(shù)。李定松[5]應(yīng)用無人機(jī)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中,研究了無人機(jī)技術(shù)發(fā)展歷程與特點(diǎn),對(duì)無人機(jī)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。尹鵬飛[6]等應(yīng)用無人機(jī)在震后災(zāi)情調(diào)查中,完成了以四川省綿陽(yáng)市安縣等為重點(diǎn)的次生地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和災(zāi)情評(píng)估。張啟元[7]等應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在青藏高原地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中,建立了一套適合高原特殊地理環(huán)境下的地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查、監(jiān)測(cè)技術(shù)流程,提高了地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查、監(jiān)測(cè)的工作效率,表明無人機(jī)在青藏高原地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查工作中具有明顯優(yōu)勢(shì)。肖波[8]等應(yīng)用研究無人機(jī)低空攝影系統(tǒng)在泥石流地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急中,介紹了無人機(jī)在地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查與監(jiān)測(cè)中所發(fā)揮的重要作用。梁京濤[9]等利用無人機(jī)并結(jié)合野外調(diào)查,開展了汶川震區(qū)綿竹市走馬嶺泥石流的發(fā)展情況,并進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。
1無人機(jī)在水電中的應(yīng)用
我國(guó)西南地區(qū)水電能源蘊(yùn)藏量豐富,但西南地區(qū)多屬高山峽谷地貌,地質(zhì)條件復(fù)雜,地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)。工程地質(zhì)人員工作區(qū)域通常山高路險(xiǎn)、交通不便,同時(shí)植被發(fā)育、通視條件差。尤其是雅魯藏布江下游河段、金沙江中上游河段、雅礱江中上游河段等未來水電開發(fā)的熱門地區(qū)相應(yīng)問題將更加突出。無人機(jī)在水電行業(yè)中也逐步開始使用,但主要用于地形測(cè)繪、遙感、環(huán)水保、庫(kù)區(qū)巡視等用途。雅魯藏布江下游河段、金沙江中上游河段、雅礱江中上游河段等地區(qū),人跡罕至、地形條件極其復(fù)雜、自然環(huán)境極其惡劣,依靠人力開展重要地質(zhì)現(xiàn)象調(diào)查極其困難,即便能開展調(diào)查的區(qū)域也通常難度巨大或存在安全隱患,地質(zhì)調(diào)查工作存在諸多困難和制約因素。鑒于無人機(jī)具有快速機(jī)動(dòng)、操作簡(jiǎn)單、使用成本低、危險(xiǎn)性小、能獲取高分辨率影像數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn),對(duì)于高山峽谷、植被發(fā)育地區(qū)、高寒地區(qū)等人力難以工作的地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng),同時(shí)利用無人機(jī)加載的外部設(shè)備也可以獲取地質(zhì)專業(yè)所需資料。這對(duì)無法展開現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)工作或開展地質(zhì)工作難度巨大的地區(qū)如何有效獲取地質(zhì)資料具有十分重要的意義,以此解決人力無法開展地質(zhì)調(diào)查的現(xiàn)狀,彌補(bǔ)完善地質(zhì)資料,滿足工程需求。
2無人機(jī)航攝系統(tǒng)基本特征
本次應(yīng)用試驗(yàn)時(shí)采用購(gòu)買的大疆S1000無人機(jī)。
2.1安全穩(wěn)定大疆
S1000無人機(jī)采用V型8旋翼設(shè)計(jì),在提供充裕動(dòng)力的同時(shí)做到了動(dòng)力冗余,配合DJI飛控使用時(shí),即使某一軸被意外停止工作也能最大幅度保證飛機(jī)處于穩(wěn)定狀態(tài)。機(jī)身板內(nèi)部集成了含DJI專利同軸接頭的電源分布設(shè)計(jì),高效、可靠、安裝方便,用戶不需要做任何焊接工作;主電源線選用AS150防火花插頭與XT150的組合。從中心板到機(jī)臂、起落架等多處均使用全碳纖維材料,系統(tǒng)在低自重的基礎(chǔ)上做到了最高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
2.2便攜、易用
所有機(jī)臂均可向下折疊、配合1552折疊槳,可使整機(jī)運(yùn)輸體積最小化,方便運(yùn)輸攜帶。用戶只需抬起機(jī)臂、鎖緊機(jī)臂卡扣、給系統(tǒng)上電,就使S1000進(jìn)入了飛行就緒狀態(tài),大大縮短每次飛行的準(zhǔn)備時(shí)間。中心架在提供3組XT60供電插座的同時(shí),還預(yù)留了8處設(shè)備安裝位,系統(tǒng)安裝變得更簡(jiǎn)單整潔。
2.3操控性
所有機(jī)臂采用8°內(nèi)傾和3°側(cè)傾設(shè)計(jì),可使飛行器在橫滾和俯仰方向更加平穩(wěn)、在旋轉(zhuǎn)方向更加靈活。力臂內(nèi)置40A高速電調(diào)、使4114pro電機(jī)在配合1552高效折疊槳工作在6S電源時(shí),獲得單軸最大近2.5kg的強(qiáng)勁推力輸出,充足的動(dòng)力會(huì)讓用戶更加隨心所欲。2.4其他云臺(tái)安裝架下移設(shè)計(jì),集合系統(tǒng)標(biāo)配收放起落架,給鏡頭以更廣闊的拍攝視角。整機(jī)自重約4kg,最大起飛重量約11kg,可輕松搭載5D級(jí)別全套拍攝設(shè)備,在配合6S15000mAh的電池時(shí),可獲得長(zhǎng)達(dá)15min的續(xù)航時(shí)間,有效作業(yè)時(shí)間約12min。
3大橋溝泥石流基本地質(zhì)條件
大橋溝位于雅礱江左岸,為雅礱江一級(jí)支流,溝口位于擬建官地水電站大壩下游約3.5km處,溝口堆積扇扇緣長(zhǎng)約400m,扇軸長(zhǎng)450m左右。流域總體近南北向展布,南寬北窄,略呈矩形,南北長(zhǎng)21km,東西寬14.5km,流域面積約170km2,其中匯水面積147.889km2,占流域面積的86.96%;主溝縱長(zhǎng)為26.12km,縱坡坡降為97.06‰。流域四面均為由近3000m及3000m以上中高山所形成的分水嶺,其中東側(cè)以北西向牦牛山為分水嶺,與安寧河流域相隔。南、北、西側(cè)為與雅礱江主流或其次級(jí)支流的分水嶺。源區(qū)最高海拔約3720m左右,溝口高程約1200m,高差約2500m。主溝兩側(cè)支溝眾多,呈明顯的“樹丫”狀結(jié)構(gòu)。大橋溝流域內(nèi)地層呈近SN~NNW向展布,從東至西出露地層主要有印支期斜長(zhǎng)花崗巖及花崗閃長(zhǎng)巖(r051)、三疊系上統(tǒng)白果灣群(T3bg);上震旦系觀音崖組(Zbg);上震旦系燈影組上段地層(Zbdn1);松林杠群玄武巖組(SLG);志留系下統(tǒng)龍馬溪組(S1l);志留系中統(tǒng)石門坎組(S2S);泥盆系中統(tǒng)(D1-3)及石炭系中統(tǒng)威寧組(C2w)等。大橋溝溝流域內(nèi)植被總體茂盛,且以針葉闊葉混交林及高山灌木叢為特點(diǎn),覆蓋率達(dá)90%。
4無人機(jī)航攝成果
4.1地質(zhì)要素獲取
利用無人機(jī)和地面輔助測(cè)量手段,獲取相關(guān)照片影像和定位信息流。同時(shí),以圖像處理技術(shù)、空中三角測(cè)量技術(shù)、攝影測(cè)量技術(shù)和圖像識(shí)別技術(shù)手段為依托,利用無人機(jī)影像后期處理軟件(如PIX-4Dmaper、Photoscan等)初步獲得全景地形地貌景象圖、三維地形等地形地貌和地質(zhì)信息。本次以官地電站大橋溝泥石流溝口泥石流為依托,應(yīng)用無人機(jī)技術(shù),開展大橋溝溝口泥石流的應(yīng)用試驗(yàn),利用后處理軟件(Photoscanpro、GOCAD等),利用官地大橋河溝泥石流進(jìn)行三維立體空間真彩色模型進(jìn)行地質(zhì)邊界的獲取,生成生產(chǎn)需要的工程地質(zhì)平面圖、工程地質(zhì)剖面圖、三維地質(zhì)可視圖和解譯分析。
4.2航攝成果根據(jù)無人機(jī)航攝,取得官地大橋溝泥石流航攝圖(見圖1)、利用官地大橋河溝泥石流航測(cè)照片生成工程地質(zhì)地形(見圖2)、工程地質(zhì)剖面(見圖
3)、GOCAD三維模型(見圖4)。
4.3航攝解譯成果分析
地質(zhì)災(zāi)害作為一種特殊的不良地質(zhì)現(xiàn)象,無論是滑坡、崩塌、泥石流等災(zāi)害個(gè)體,還是由它們組合形成的災(zāi)害群體,在圖像上呈現(xiàn)的形態(tài)、色調(diào)、影紋結(jié)構(gòu)等均與周圍背景存在一定的區(qū)別。地質(zhì)災(zāi)害解譯基于災(zāi)害類型的地學(xué)原理及形態(tài)特征進(jìn)行識(shí)別,需對(duì)地質(zhì)災(zāi)害有基本認(rèn)識(shí)。泥石流判讀主要通過溝道內(nèi)松散固體物質(zhì)的辨識(shí)獲得;崩塌表現(xiàn)為陡直的后壁及下部的堆積物;滑坡多呈花斑色調(diào)特征較為明顯。識(shí)別地災(zāi)類型后,在圖像上按照災(zāi)害體各要素的形態(tài)特征圈出邊界。最后可獲得更加準(zhǔn)確的災(zāi)害置、邊界及面積等基礎(chǔ)資料,以指導(dǎo)地災(zāi)防治工作。(1)通過解譯,試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要有泥石流、崩塌、斜坡變形破壞等類型;(2)泥石流溝口有新沖出物,厚度不大,方量不大。兩側(cè)山體總體穩(wěn)定,植被覆蓋較好,渣場(chǎng)穩(wěn)定,渣場(chǎng)坡腳未見明顯淘刷,但溝壑仍見下切跡象。沖出物來源以物理類型居多,受風(fēng)化卸荷影響,坡面發(fā)育有松散的崩坡積物,汛期易隨地表水沖出,坡腳和兩側(cè)山坡坡面都可明顯易見。另外物質(zhì)來源主要為人類活動(dòng)(修筑道路棄渣)所致;(3)右岸發(fā)育的一崩坡積體,受前緣切腳影響,邊界有變形跡象,尤以上游側(cè)邊界變形較為明顯(見圖5)。初估該部位方量不大,物質(zhì)組成以崩積的塊碎石為主。可以利用三維模型進(jìn)行方量估算;(4)根據(jù)大橋溝溝口泥石流發(fā)育情況推測(cè)溝內(nèi)泥石流總體不活躍,若有效采取多種工程措施和生物措施,在流域內(nèi)對(duì)山水林田統(tǒng)一規(guī)劃,綜合治理,將極大地減少泥石流的危害。
5地災(zāi)災(zāi)害復(fù)核
大橋溝流域物理地質(zhì)現(xiàn)象類型多,除正常風(fēng)化卸荷外,崩塌、滑坡及泥石流均有分布,不過以崩塌為主,其中以大橋溝溝口~小河溝溝界處河段最為普遍,段內(nèi)崩塌落石發(fā)育,再加之修筑公路后,進(jìn)一步導(dǎo)致開挖路塹邊坡崩塌范圍擴(kuò)大,目前尤其在大橋溝右岸山坡崩塌落石較普遍。調(diào)查區(qū)基巖內(nèi)的地下水總體不發(fā)育,溝內(nèi)水流主要靠大氣降水補(bǔ)給。大氣降水部分順坡面流入溝中,大部分滲入崩坡積物中形成孔隙水。斜坡坡面崩坡積中的孔隙水是保證沖溝常年流水的主要源泉。大橋溝內(nèi)人類活動(dòng)較頻繁,主要表現(xiàn)為修筑山區(qū)公路。地質(zhì)災(zāi)害復(fù)核成果與無人機(jī)航攝解譯成果基本一致,驗(yàn)證了無人機(jī)在水電工程地質(zhì)調(diào)查中是可行和有效的,無人機(jī)可以開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查等。
6結(jié)論
(1)試驗(yàn)應(yīng)用證明,無人機(jī)具有成像分辨率高、數(shù)據(jù)獲取靈活等優(yōu)點(diǎn),無人機(jī)在水電工程地質(zhì)調(diào)查方面亦有較大的發(fā)展空間;(2)應(yīng)用試驗(yàn)解譯結(jié)果與實(shí)地調(diào)查結(jié)果較吻合,驗(yàn)證了無人機(jī)在水電工程地質(zhì)災(zāi)害中的可行性與有效性;(3)根據(jù)大橋溝溝口泥石流發(fā)育情況推測(cè)溝內(nèi)泥石流總體不活躍;(4)今后可以利用間期飛行成果,對(duì)泥石流溝口堆積情況進(jìn)行對(duì)比分析,分析和評(píng)估泥石流發(fā)展趨勢(shì)。
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關(guān)鍵詞:鐵路隧道;施工過程;問題;改進(jìn)
1 當(dāng)前鐵路隧道施工的現(xiàn)狀
我國(guó)是一個(gè)幅員遼闊的國(guó)家,面積多達(dá)九百多萬平方公里,因此路線長(zhǎng)、貨運(yùn)量大、速度快的鐵路運(yùn)輸成為我國(guó)最主要的交通運(yùn)輸方式,鐵路線貫穿南北。我國(guó)面積遼闊且地質(zhì)地貌形式多樣,在修建鐵路過程中,經(jīng)常受高山、河谷等自然因素的阻礙。在這種情況,為縮短距離、節(jié)約成本,加強(qiáng)偏遠(yuǎn)地區(qū)的聯(lián)系,常常會(huì)在這些特殊地貌中間打通一條鐵路隧道并加以改造,用于鐵路的通車和保護(hù)。在鐵路隧道施工的過程中,由于施工環(huán)境的惡劣和技術(shù)問題等原因,隧道坍塌等事故頻發(fā),機(jī)械設(shè)備破壞、工程進(jìn)度減慢,浪費(fèi)了巨大的財(cái)力物力,造成人員傷亡,損失嚴(yán)重。
2 鐵路隧道施工存在的問題
2.1 施工技術(shù)不當(dāng)
施工技術(shù)是鐵路隧道施工的重點(diǎn),對(duì)地質(zhì)條件的勘探和防御技術(shù)、在施工作業(yè)中對(duì)機(jī)械設(shè)備的操作水平,都會(huì)影響到隧道施工的安全和進(jìn)度。現(xiàn)階段,我國(guó)引進(jìn)了較為先進(jìn)的鉆爆法、掘進(jìn)機(jī)法等,加上相應(yīng)的通風(fēng)、支護(hù)和襯砌技術(shù),對(duì)于應(yīng)付一般隧道施工問題是完全可以的。但在實(shí)踐過程中,這些技術(shù)并沒有得到很好的運(yùn)用,成效不大。例如,企業(yè)投入較少,技術(shù)設(shè)備不夠齊全;操作人員水平不高,技術(shù)運(yùn)用不嫻熟;地質(zhì)勘探技術(shù)水平較低等,都使得作業(yè)過程中不能有效預(yù)測(cè)施工時(shí)的地質(zhì)危害且對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的防治技術(shù)不夠完善,加重了施工事故發(fā)生時(shí)人員的傷亡和經(jīng)濟(jì)的損失。
2.2 地質(zhì)條件復(fù)雜
鐵路隧道是為保護(hù)鐵路安全及出于成本等因素而建造,多在山區(qū)、河流或地貌奇特地區(qū),所以地質(zhì)條件較差,給修建隧道帶來了阻礙。地質(zhì)條件復(fù)雜包含兩個(gè)方面:一方面是該地區(qū)的自身狀況較差,例如巖層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,開鑿不易;巖層脆弱,易倒塌;位于斷層地帶,地殼活動(dòng)不穩(wěn)定;喀斯特地貌等特殊地形等等。這些地區(qū)在開鑿隧道時(shí)異常艱難,或是巖石堅(jiān)硬,難以打通;或是地質(zhì)脆弱,開鑿后容易發(fā)生巖層變形或者倒塌,甚至引起一系列的泥石流、滑坡、地面下陷等地質(zhì)災(zāi)害,造成事故。另一方面是施工地段周圍環(huán)境特殊,主要分布在采空區(qū)、黃土洞穴等特殊地段,下穿城市時(shí)容易與周圍的建筑、煤氣石油管道、地下水等接觸,造成地表結(jié)構(gòu)變化、建筑倒塌,甚至威脅到城市居民安全,在打通隧道時(shí)要異常小心。
2.3 施工單位輕視
鐵路隧道的施工是由施工單位進(jìn)行策劃、組織和管理的,所以要提高施工技術(shù),加快進(jìn)度,就需要施工單位對(duì)其加以重視。在我國(guó)施工單位中一直盛行著“塌方不可抗御論”這一觀點(diǎn),即將隧道施工時(shí)造成的塌方問題完全歸結(jié)于地質(zhì)因素,將地質(zhì)條件的影響無限擴(kuò)大,認(rèn)為地質(zhì)條件的復(fù)雜是施工困難的唯一因素,不可抗拒。久而久之,施工單位就忽視了對(duì)地質(zhì)工作的開展,在現(xiàn)階段,我國(guó)大多數(shù)施工單位中既沒有專業(yè)的施工地質(zhì)技術(shù)人員,也缺乏完整的地質(zhì)工作工序,僅憑經(jīng)驗(yàn)施工;有些施工單位雖然安排了地質(zhì)技術(shù)人員,但他們大多不參與實(shí)際工作或局限于地質(zhì)預(yù)測(cè)工作,對(duì)于后續(xù)工作的開展沒有明確的指導(dǎo);而國(guó)家也逐漸形成了以隧道塌方次數(shù)的多少評(píng)價(jià)地質(zhì)條件的好壞與施工工作開展的難易程度,忽視了對(duì)地質(zhì)技術(shù)的開發(fā)研究。
3 鐵路隧道施工的改進(jìn)措施
3.1 改進(jìn)施工技術(shù)
首先,改進(jìn)預(yù)加固技術(shù),即對(duì)相對(duì)脆弱和易破碎巖層進(jìn)行注漿加固,增強(qiáng)其受力能力和穩(wěn)定性,從而增強(qiáng)施工過程中其抗壓能力,提高安全性;其次,改進(jìn)支護(hù)技術(shù),超前支護(hù),加固施工設(shè)備,保障工作人員的生命安全;最后,改進(jìn)控制方法,采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)進(jìn)行臨空面控制,遠(yuǎn)離施工洞口,保障施工安全。
以具體防治措施為例:塌方多是由于圍巖脆弱、易破碎,在修建隧道時(shí),可采用提高圍巖的強(qiáng)度和抗壓性的措施進(jìn)行注漿,利用施工中常用的超前長(zhǎng)管棚、超前錨桿及加固注漿、超前小導(dǎo)管注漿等施工措施加以預(yù)防;對(duì)于瓦斯地層,則需要降低瓦斯壓力,采取鉆孔排放的方式,減輕施工壓力,同時(shí)要對(duì)其進(jìn)行安全監(jiān)測(cè),利用瓦斯測(cè)定儀對(duì)其進(jìn)行不間斷地濃度監(jiān)測(cè),確保施工安全;對(duì)于石膏地層和山谷等地下水位較高的地段,或在巖層軟弱、復(fù)雜的地質(zhì)隧道施工過程所引起的滲漏水問題,應(yīng)采用積極有效的防排水措施予以處理,某些地段還需加強(qiáng)通風(fēng),以確保隧道內(nèi)鐵路運(yùn)行安全。
由于地質(zhì)災(zāi)害的種類和各地的具體情況不同,在施工時(shí),需針對(duì)不同的地質(zhì)災(zāi)害問題選擇相應(yīng)的施工技術(shù)和防治方法進(jìn)行處理,以防引發(fā)其他的地質(zhì)災(zāi)害;還要與時(shí)俱進(jìn),適時(shí)更新,采用先進(jìn)技術(shù),并不斷總結(jié)施工中的問題和治理經(jīng)驗(yàn),在進(jìn)行新的施工方案設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮,以減少同類事故的發(fā)生;同時(shí)施工機(jī)械的性能決定了施工方法和復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道安全高效的完成,所以要不斷完善施工機(jī)械性能,正確選用機(jī)械材料和科學(xué)技術(shù)。
3.2 加強(qiáng)地質(zhì)工作
現(xiàn)階段,我國(guó)對(duì)地質(zhì)工作研究較少,大部分隧道施工缺乏地質(zhì)工作這一環(huán)節(jié)或者只關(guān)注地質(zhì)環(huán)境的前期勘探,所以這方面的工作急需加強(qiáng)。科學(xué)的隧道地質(zhì)工作應(yīng)包含三方面內(nèi)容:前期的地質(zhì)情況預(yù)測(cè)、施工中圍巖的進(jìn)一步調(diào)查及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、探討與圍巖相匹配的施工技術(shù)等。前期預(yù)測(cè)是指在施工前,由專家和隧道工作者運(yùn)用儀器探測(cè)和地面調(diào)查等方法,初步了解施工地的地質(zhì)構(gòu)造,判斷隧道可建與否及運(yùn)用何種施工技術(shù)進(jìn)行鉆探;施工過程中,對(duì)巖石的調(diào)查和鑒定包括巖層自身結(jié)構(gòu)、受力狀況和巖層周圍的地質(zhì)狀況,如地下水等,隨著施工進(jìn)展對(duì)其進(jìn)行深入調(diào)查。對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)主要是指通過深入隧道,對(duì)塌方、突水、瓦斯爆炸等地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè),具體內(nèi)容即是對(duì)巖層破碎帶和不穩(wěn)定的巖溶等進(jìn)行識(shí)別,對(duì)地下水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)及對(duì)斷層和煤系地層的確認(rèn)識(shí)別,以保證施工階段的安全性;經(jīng)一系列識(shí)別監(jiān)測(cè)后,在地質(zhì)狀況相對(duì)穩(wěn)定的情況下,還要尋找與該巖層結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的施工技術(shù),以免在施工中誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。
3.3 加強(qiáng)相關(guān)監(jiān)管
從國(guó)家方面來看,立法機(jī)關(guān)應(yīng)加強(qiáng)立法,杜絕施工單位的敷衍僥幸心理,以加強(qiáng)其對(duì)工作的重視力度和安全意識(shí);同時(shí)中央和各地鐵路部門成立專門的監(jiān)察小組,加強(qiáng)對(duì)鐵路施工單位的工作監(jiān)督和管理并成立研究機(jī)構(gòu),采納各方意見,專門研究地質(zhì)工作技術(shù)和機(jī)械設(shè)備操作技術(shù)的改進(jìn)與創(chuàng)新,根據(jù)不同施工地段的地質(zhì)狀況進(jìn)行調(diào)查,尋找最適合的技術(shù),從而從整體上保證施工的順利進(jìn)行。
從施工單位來看,要從企業(yè)內(nèi)部加強(qiáng)管理,關(guān)注施工工作的開展。首先,選擇職業(yè)的、經(jīng)驗(yàn)豐富的地質(zhì)工作和機(jī)械操作人員并給其進(jìn)行定期專業(yè)培訓(xùn),深入了解工作;其次,在施工過程中加強(qiáng)管理和監(jiān)察力度,增加人員,組建管理和監(jiān)察小組,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決施工中出現(xiàn)的問題,確保施工工作的有序開展和進(jìn)度。加大管理和監(jiān)督,使企業(yè)和施工人員對(duì)隧道施工中的地質(zhì)災(zāi)害問題產(chǎn)生高度重視,提高施工隊(duì)伍的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí),增強(qiáng)職業(yè)素質(zhì),從而使事故風(fēng)險(xiǎn)在隧道施工中盡量降低。只有國(guó)家和施工單位重視問題,才能盡早發(fā)現(xiàn)問題并商討解決辦法,從而改進(jìn)鐵路隧道施工工作。
4 結(jié) 語
現(xiàn)階段的隧道施工問題不僅是由復(fù)雜的地質(zhì)條件引起,更多是技術(shù)不過關(guān)及施工單位推脫心理造成的,所以在改進(jìn)隧道施工時(shí)要加強(qiáng)關(guān)注力度,提高地質(zhì)勘探和施工技術(shù),增強(qiáng)安全性。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]集輸 安全 技術(shù)
中圖分類號(hào):TE832.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)19-0383-01
引言:管道運(yùn)輸因具有高能高壓、易燃易爆、有毒有害、連續(xù)作業(yè)、環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)。在使用過程中易發(fā)生因腐蝕、第三方破壞或超壓等因素塑造成的泄露或管道破裂事故。導(dǎo)致人身傷害、設(shè)施破壞和環(huán)境污染等嚴(yán)重后果。因此加強(qiáng)安全管理具有重要意義。
1 油氣管道的事故分析
大慶油田油氣管道失效的主要原因?yàn)楦g、外部影響和材料缺陷。國(guó)外輸氣管道1000km的年事故發(fā)生率隨時(shí)間呈下降趨勢(shì),而我國(guó)油氣管道的事故率遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家。
管道由于投產(chǎn)至終結(jié)其事故率一般遵循浴盆曲線,所謂浴盆曲線是曲線呈浴盆狀在管道投產(chǎn)初期因設(shè)計(jì)、施工、管材、設(shè)備等諸方面的缺陷導(dǎo)致事故率較高,每1000km的年事故發(fā)生率為5次左右,該階段通常持續(xù)半年到2年。管道正常營(yíng)運(yùn)期事故少而平穩(wěn),該階段的事故多為管道受腐蝕及外力破壞所致,每1000km的年事故率約為2次左右,一般持續(xù)到15到20年,管道老化階段由于管道內(nèi)磨損及內(nèi)腐蝕加劇,事故明顯上升,其每1000km的年事故發(fā)生率一般在2次以上,而且事故發(fā)生有意外性,修復(fù)也困難。
2 油氣管道安全預(yù)警技術(shù)
為了有效的遏制日益猖獗的針對(duì)管道的破壞,防止非法開挖和第三方破壞,同時(shí)在來實(shí)施清理前,將管道沿線的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)起來,對(duì)管道實(shí)施有效的保護(hù),必須采用技術(shù)監(jiān)控手段進(jìn)行預(yù)警,目前的人工巡線,不可避免的存在密度、頻度及人員問題,必須建立起有效的技術(shù)防御手段,保證管通實(shí)時(shí)處于受控狀態(tài),管道管理部門可以隨時(shí)掌握管道沿線信息。
2.1 光纖預(yù)警技術(shù)
為了傳輸管道的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),在管道建設(shè)期與管道同溝敷設(shè)了一條光纜,光纖管道預(yù)警系統(tǒng)利用其中冗余的三根單膜光纖構(gòu)成基于mach-zehnder光纖干涉儀原理的分布式震動(dòng)信號(hào)傳感器,采集管道沿途的震動(dòng)信號(hào)。
光源發(fā)出的光在光纜中傳播,管道沿線管道威脅時(shí)間產(chǎn)生的異常震動(dòng)信號(hào)被光纖感知使其中傳播的光波被調(diào)制,收到調(diào)制的光信號(hào)傳到光源及光電檢測(cè)系統(tǒng)。被光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),隨后通過放大和濾波電路隊(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步的信號(hào)處理和分析。計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行特提取、模式識(shí)別將管道威脅事件和管道沿線的行人、車輛通過等背景噪聲分開,對(duì)打孔盜油,機(jī)械挖掘等管道威脅事件進(jìn)行報(bào)警和定位。
目前該系統(tǒng)已經(jīng)在中困石油港濟(jì)棗等多條管線投入進(jìn)行,成功的發(fā)現(xiàn)和定位了多起第三方對(duì)于管道的破壞,對(duì)管道巡護(hù)提供了指導(dǎo),切實(shí)保衛(wèi)了管道安全。該技術(shù)一套設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)60km左右的管道安全預(yù)警,無需在管道沿線增加任何設(shè)備。運(yùn)營(yíng)成本低,具有很高的推廣價(jià)值。
2.2 聲波預(yù)警技術(shù)
由于很多在役管道已經(jīng)運(yùn)行三十多年,在管道建設(shè)期沒有同溝敷設(shè)光纜。如果重新開挖設(shè)光纜無論從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上都不可行,因此光纖管道預(yù)警技術(shù)只適合于近年新建的和即將修建的油氣管道的安生預(yù)警。對(duì)于在役的沒有同溝敷設(shè)光纜的管道,通過檢測(cè)管道上傳播的聲波信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的安全預(yù)警。
油氣管道由于打孔盜油,第三方開挖等原因受到破壞時(shí),刮除防腐層、焊接盜油卡子、安裝閥門、打孔等外力撞擊活動(dòng)引起管壁震動(dòng),這一震動(dòng)沿著管壁向兩側(cè)傳播。由于傳播衰減、管道結(jié)臘、管道外土層吸收、拱跨、彎頭等等的阻尼作用,只有特定頻率成分的波才能傳播較遠(yuǎn)距離,而且不同的事件引發(fā)的管道振動(dòng)模式各不相同。因此通過檢測(cè)特定成分的管道振動(dòng)信號(hào),即可實(shí)現(xiàn)對(duì)管道破壞事件的檢測(cè)。
目前該技術(shù)已始在中國(guó)石油秦京、鐵大等多條管道的打孔盜油、非法開挖等第三方破壞高發(fā)區(qū)的管道安全預(yù)警。該技術(shù)的投入使用已發(fā)現(xiàn)了多起針對(duì)管道的破壞事件,有效的保證了管道的安全,成為管道安全監(jiān)測(cè)的重要工具。
2.3 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)
滑坡的存在時(shí)管道運(yùn)行的重要安全隱患。對(duì)滑坡及其影響下的管道進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警是一種有效的、低成本的管道滑坡災(zāi)害防治方式。光纖光柵傳感技術(shù)具有精度高、抗干擾、抗惡劣環(huán)境影響的特點(diǎn)。對(duì)監(jiān)測(cè)管道滑坡有良好的適用性,還沒有報(bào)道。
該技術(shù)通過在管道地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)安裝特別設(shè)計(jì)的光纖光柵傳感器陣列。實(shí)現(xiàn)對(duì)管道滑坡區(qū)的表部位移、深部位移、管體應(yīng)變及管土界面推力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),以及常規(guī)的降雨量監(jiān)測(cè)、高精度GPS位移監(jiān)測(cè),有效的實(shí)現(xiàn)了區(qū)域多參數(shù),多物理量的聯(lián)合監(jiān)測(cè)。同時(shí)還建立了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)采集與遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)。將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī),利用管道土體相互作用的數(shù)據(jù)模型定量分析土體移動(dòng)對(duì)管道的影響,從而確定不等危險(xiǎn)程度下各檢測(cè)量的閾值。當(dāng)某檢測(cè)量超過其閾值時(shí),系統(tǒng)給出報(bào)警,提醒管道管理人員對(duì)該移動(dòng)區(qū)采取減緩措施。
目前該系統(tǒng)已經(jīng)成功的應(yīng)用在蘭成渝管道滑坡區(qū)的安全監(jiān)測(cè),并在汶川大地震中成功的檢測(cè)了滑坡及管道的變形情況,為管道搶修提供了決策支持。
2.4 地震檢波器預(yù)警技術(shù)
人員、車輛等目標(biāo)在地面上運(yùn)動(dòng),對(duì)地面來說就是目標(biāo)對(duì)地面施加以一定的激勵(lì),對(duì)于非剛體的地球介質(zhì)的變形,變形在地球介質(zhì)中傳播即形成地震波。有效的檢測(cè)管道沿線相應(yīng)于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)引起的地震波,對(duì)這一信號(hào)進(jìn)行分析和處理就可以有效的將管道沿線監(jiān)控起來,使用模式識(shí)別技術(shù)等現(xiàn)代人工智能技術(shù),可以將人工挖掘、機(jī)械的非法開挖以及各種第三方破壞區(qū)別開來,因此對(duì)管道沿線地震波的監(jiān)測(cè)和分析,可以對(duì)管道實(shí)施有效的保護(hù)和監(jiān)控。
該技術(shù)通過在管道沿線埋設(shè)地震檢波器,監(jiān)測(cè)管道沿線機(jī)械開挖、打孔盜油等人為、機(jī)械活動(dòng)產(chǎn)生的地震動(dòng)信號(hào)。現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)預(yù)處理單元對(duì)采集的震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)發(fā)。中央處理單元通過三角定位法實(shí)現(xiàn)對(duì)管道威脅事件的定位,并啟動(dòng)智能分析系統(tǒng),濾除管道沿線正常的震動(dòng)信息,對(duì)管道保護(hù)區(qū)域內(nèi)的機(jī)械開挖等威脅事件進(jìn)行分類報(bào)警和定位。基于供電及通信方面的原因,該系統(tǒng)適合于管道重點(diǎn)區(qū)段的安全監(jiān)控。
目前已經(jīng)在多條重要管道的重要跨越段部署地震檢波器矩陣,實(shí)現(xiàn)管道跨越重點(diǎn)河流的安全監(jiān)控,有效的避免了管道遭到破壞后對(duì)河流的污染產(chǎn)生的次生災(zāi)害。
2.5 預(yù)警技術(shù)總結(jié)
油氣管道安全預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)施有效的保證了管道安全出去受控狀態(tài)。通過對(duì)不同的管道應(yīng)該結(jié)合管道的實(shí)際情況部署不同的管道安全預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
對(duì)于一條具體的管道進(jìn)行安全預(yù)警技術(shù)及體系的部署首先應(yīng)該在對(duì)管道進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,獲得管道與河流、各級(jí)公路、鐵路伴行或穿越的情況;管道距離村莊、學(xué)校、工廠的情況;管道沿線的土壤情況,管道沿線的地表占?jí)海r(nóng)民耕作情況;管道沿線地質(zhì)災(zāi)害的情況;管道沿線是否有同溝鋪設(shè)的光纜及光纜的成纜方式。在完成管道沿線情況分析之后,根據(jù)管道需要保護(hù)的情況結(jié)合制定管道的安全預(yù)警方案。
3 油氣管道輸送技術(shù)的發(fā)展與展望
進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著中國(guó)東部和西部地區(qū)油氣田的進(jìn)一步開發(fā)和國(guó)外油氣資源的引進(jìn),我國(guó)的油氣管道輸送技術(shù)有了很大的發(fā)展,本論文對(duì)于管道輸送安全技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析與總結(jié)。對(duì)于管道的安全防護(hù)技術(shù),我們也期待著防治技術(shù)能夠更加完善,減少人員傷亡,更好的實(shí)現(xiàn)油氣管道的運(yùn)輸。隨著油氣管道輸送技術(shù)的發(fā)展,也有不斷涌現(xiàn)的新技術(shù),其中包括多相混輸技術(shù),高凝原油儲(chǔ)存技術(shù)及石油物流配送方法等,我們期待著越來越多的油氣管道技術(shù)的涌現(xiàn),實(shí)現(xiàn)管道技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展。
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
沈陽(yáng)儀表科學(xué)研究院有限公司主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
中國(guó)石化工集團(tuán)公司主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中國(guó)海洋石油總公司主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司主辦