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湿陷性黄土地区长输管道工程地质灾害分析及管控

徐成
  
大鑫媒体号
2024年60期
陕西燃气集团有限公司 710000

摘要:湿陷性黄土地区因其特殊的工程地质特性,对长输管道工程的安全建设和运营构成了严重威胁。本文旨在通过对湿陷性黄土地区长输管道工程地质灾害的全面分析,探讨其成因、影响及有效的管控措施。通过对某湿陷性黄土地区长输管道工程深入分析,探讨了这些地质灾害的成因机制,并提出了相应的防治措施,以期为类似工程的设计和施工提供参考。

关键词: 湿陷性黄土;长输管道工程;地质灾害;分析;管控

一、引言

长输管道工程作为基础设施建设的重要组成部分,其安全稳定运行对于保障能源供应至关重要。然而,湿陷性黄土地区的长输管道工程易受地质灾害的影响,如湿陷变形、地面沉降、滑坡等,这些灾害不仅威胁管道的完整性和功能,还可能引发严重的环境和社会问题。鉴于此,对湿陷性黄土地区长输管道工程地质灾害的分析及管控策略进行研究,具有重要的理论和实践意义。

二、湿陷性黄土地区长输管道工程地质灾害类型及其成因

2.1湿陷变形

湿陷性黄土具有特殊的物理力学性质,其内部含有大量的孔隙和可溶盐类。当黄土遇水时,特别是非饱和状态的黄土,水分会迅速渗透并填充这些孔隙,导致黄土颗粒间的有效应力增加,土体结构发生破坏,进而产生体积收缩和下沉。这种因水分作用而引起的土体变形即为湿陷变形。在长输管道工程中,若管道敷设在湿陷性黄土区域,且未采取有效的防护措施,管道的基础将随黄土的湿陷而下沉,影响管道的稳定性和安全性。

2.2地面沉降

地面沉降是湿陷变形的宏观表现。随着湿陷性黄土区域地下水位的升降、降雨入渗、灌溉活动以及人类工程活动的不断增加,黄土层的湿陷性逐渐得到释放,导致地面出现不同程度的沉降。在长输管道工程中,地面沉降会导致管道的埋深发生变化,增加管道受外力作用的风险,如管道悬空、弯曲变形等,进而威胁管道的安全运行。

2.3滑坡

滑坡是湿陷性黄土地区一种严重的地质灾害,其发生往往与多种因素密切相关。湿陷性黄土的自身性质决定了其抗剪强度较低,易于发生滑动。其次,降雨、地震等外部因素的作用会进一步降低黄土的稳定性,加速滑坡的发生。在长输管道工程中,若管道穿越滑坡易发区,滑坡的发生将对管道造成直接的冲击和破坏,可能导致管道断裂、变形等严重后果,甚至中断能源供应,对社会经济造成重大影响。

三、长输管道工程地质灾害防治措施

3.1 深入地质勘察与评估

在项目启动之初,首要任务是组织具有丰富经验的地质勘察团队,对工程区域进行全面而细致的地质勘察。通过勘察,要详细了解该区域的地质构造特征、地层岩性分布、水文地质条件以及历史地质灾害记录。特别要关注湿陷性黄土的分布范围、厚度变化、湿陷等级等关键参数,以科学评估其对管道工程可能产生的影响。这些勘察结果将为后续的工程设计和施工提供准确可靠的地质参数,是制定有效防治措施的基础。基于地质勘察的成果,需要科学规划管道的走向,尽量避开湿陷性黄土严重发育区、滑坡、泥石流等地质灾害易发区,以减少地质灾害对管道的潜在威胁。同时,要合理确定管道的埋深,确保管道能够穿越稳定的地层,避免因地面沉降和湿陷变形导致的管道损坏。在管道材料的选择上,应优先考虑耐腐蚀、高强度、抗变形的材料,如钢质防腐管道,以提高管道的耐久性和安全性。此外,还需设计合理的管道支撑结构,以增强管道的整体稳定性和抗灾能力。

3.2 加强排水与防水措施

鉴于湿陷性黄土对水分的敏感性,排水与防水成为防治地质灾害的关键环节。在管道沿线,必须建立完善的排水系统,包括截水沟、排水沟和渗水井等设施。这些设施能够有效拦截和排除地表水及地下水,显著降低黄土层的含水量,从而减少湿陷变形的风险。同时,在施工过程中,开挖面需及时封闭并进行防水处理,防止雨水等外界水源渗入施工区域,确保黄土层的稳定性。通过这些措施,可以显著降低湿陷性黄土对管道工程的不利影响,保障管道的安全运行。为进一步提升管道工程的抗灾能力,需实施综合防护措施。在管道穿越湿陷性黄土区域时,可采用换填、夯实、注浆等工程措施,改善黄土的工程性质,提高其密实度和抗湿陷能力。对于滑坡等地质灾害易发区域,应设计并安装抗滑桩、挡土墙、锚索等支挡结构,以增强土体的稳定性,防止滑坡等灾害的发生。此外,在管道两侧设置防护带并种植植被,不仅可以美化环境,还能通过植被的根系固土作用增强土壤的固结能力,减少水土流失。在施工过程中,必须严格遵守施工规范和操作规程,确保施工质量符合设计要求。同时,加强施工现场的安全管理,防止因施工活动引发新的地质灾害。定期对施工人员进行安全教育和技能培训,提高其安全意识和防灾能力,确保施工过程中的安全。

3.3建立监测预警系统

为了保障长输管道工程在复杂地质条件下的安全运行,管理者构建了一套集先进科技、实时监测、精准预警与高效应急于一体的全面监测预警系统。该系统覆盖管道沿线的关键区域与地质灾害易发点,通过GPS精确定位、遥感广域扫描与物联网实时监测等多种技术手段,对滑坡、泥石流、地面沉降及湿陷性黄土变形等地质灾害进行全天候、无死角监测。数据中心运用大数据分析与人工智能算法,深度挖掘监测数据,预测地质灾害趋势,一旦发现前兆信号,立即触发预警机制,提供详尽的灾害类型、预计发生时间及影响范围等信息,为快速响应提供科学依据。同时,管理者建立了完善的应急响应机制,明确各级机构职责,制定详尽预案,确保在接到预警后能迅速行动,有效减少灾害损失。

此外,管理者持续关注科技进步与地质灾害防治需求,不断优化升级监测预警系统,引入更尖端的技术设备,提升数据分析模型的精准度与预警时效性,并加强系统维护,保障其长期稳定运行。这一系列举措旨在实现对地质灾害的有效防控,为长输管道工程的安全运行筑起坚固防线。

结语

湿陷性黄土地区的长输管道工程面临着复杂的地质灾害风险,需要综合运用多种防治措施来确保工程的安全稳定。通过对某湿陷性黄土地区长输管道工程案例的分析,本文提出了针对性的防治建议,以期为类似工程的设计和施工提供参考。未来,随着科技的发展和工程实践的积累,管理者期待能够开发出更为高效、经济的地质灾害防治技术,为湿陷性黄土地区的长输管道工程建设提供更坚实的保障。

参考文献:

[1]冯文娟,张文龙.湿陷性黄土地区天然气管道工程地质灾害分析及管控[J].化工管理,2019,(24):155-156.

[2]杨卫涛,苏东.秦巴山区长输管道地质灾害发育特征及防治对策[J].天然气与石油,2020,38(04):130-134.

[3]康春景,高轩,何旭麒.湿陷性黄土地区长输管道工程地质灾害分析及管控[J].中国资源综合利用,2020,38(03):119-121.

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