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第一节管道地质灾害防治原则
第一节管道地质灾害防治原则
管道周边或沿线地质灾害的防治，由于地质环境较差、地质构造复杂、人工活动的影响等，要完全治理需要大量的资金和较长的时间。因此，在选择防治措施前，需详细调查地形、地质和水文条件，认真研究并确定地质灾害的规模及其发育程度，分析灾害形成的主要、次要因素及彼此的联系，并结合工程的重要程度、施工条件及其他各种情况综合考虑，具体可遵循避让和防护原则。
一、避让原则
地质灾害体的避让通常包括两种情况：一是避灾选线，即在管道建设初期就开展专门的地质灾害勘查，查清管道经过的区域是否有地质灾害发生或有潜在的灾害体存在，尤其是对那些治理难度大、治理费用高的巨型滑坡、不稳定边坡、大型危岩体、大面积的地面塌陷等灾害，应尽量采取避让的方法，使管道一劳永逸，永保安全。二是管道建成后的改线避让，一般是在管道穿越的地区，由于人为工程扰动或断层错动等因素诱发复活的古滑坡或后期形成的地质灾害；对于这一类的灾害体应进行详细的评价论证和经济的比较核算，如果治理需要较大的投资或经过大量的治理后仍无法彻底根治，可采取改变管道的走向或建设备用管道等方法对地质灾害进行避让。
下面对滑坡、崩塌、泥石流这三种最为常见的管道地质灾害的避让原则进行分类阐述。
1．滑坡区避让为主、穿越为辅
(1)对于大型、中型深层滑坡，且现今仍有活动迹象，选线时应远离避让。
(2)对于大型、中型老滑坡，经详细调查，确认已经稳定并无复活条件时，可将管道敷设在滑坡前沿以外2～3m的地方，开挖管沟时不要伤及滑坡前缘，也可以从滑坡后缘以外3～4m的地方通过。尽量避免从滑坡体中通过，以免管道施工过程中引起滑坡复活，或竣工后因其他人为工程活动引起滑坡复活。
(3)对于小型表部浅层滑坡，滑动面埋深2m以内，管道可敷设在滑坡前缘，但管道内侧坡需做抗滑护坡挡墙进行保护，也可将管道从滑坡中穿过，但需通过计算做抗滑措施，稳定滑坡，保护管道通过。
(4)由于地形条件，当管道线路无法避开滑坡体时，可采用隧道穿越滑坡体。在施工前应对滑坡体进行稳定性分析，以评估隧道施工对滑坡体的影响，隧道尽量靠近滑坡体上缘，以减少滑坡体对隧道顶部和侧部的下滑压力。
2．崩塌体(区)前沿通过，不宜后缘穿越
沿河沟选线调查时，若在峡谷段上方有20～30m高的陡崖，下有十余米高的倒石堆到河边，多为崩塌段。在崩塌段管道只能敷设在倒石堆前沿，不能从后缘陡崖边穿过，因为陡崖还会不断坍塌，使管道悬空破坏。
从崩塌体前沿通过也有以下两种方式：
（1）紧靠崩塌堆积体前沿，从下伏原始松散土层深埋通过，即使还有崩塌块石堆在管道顶上，也不会伤及管道。这种方式施工比较困难，若方法不当，可能引起危岩体的崩塌，如图5—1(a)所示。
(2)紧靠河床边深埋通过，这种方式需做水工保护，防止河水冲刷造成管道悬空，如图5—1(b)所示。
图5—1 管道于崩塌体前沿敷设示意图
(a)敷设在堆积体前沿原始土层中；
(b)敷设在河床边原始稳定性地层中
3．泥石流沟扇沿沟口通过，切勿从堆积体穿越
输油气管道沿河沟选线，会遇到很多小冲沟，其中一些可能为泥石流沟，沟口至主河边缘大多有洪积扇。管道通过泥石流堆积扇，一般有三种布线方式，即沿沟口、沿堆积体中部和前部扇布线。其中，沿堆积体中部布线方式不可取。因为泥石流堆积体不稳定，且堆积厚度较大，一般都在3m以上，若将管道敷设在3m以下的原始土层中，工程量很大；若敷设在泥石流堆积体中，则会增加管道被冲刷掏蚀以致悬空、露管的可能，所以管道不能从泥石流堆积体中通过，可考虑下面两种管道敷设方式：
(1)从泥石流沟口通过。因为泥石流沟口是一个相对稳定区，冲淤都不明显，是泥石流堆积扇的起点。管道从泥石流沟口深埋通过(图5—2)，为防止冲刷，还需在穿越管道下游侧修一拦沙坝(固床坝)保护，进一步加强管道顶部防护层，保护管道不受泥石流的危害。
(2)从泥石流堆积扇沿通过。若泥石流堆积扇沿及主河床还有较大的距离，管道敷设在扇沿可不做水工保护(图5—3)。若泥石流堆积扇沿紧靠主河床边，管道的敷设还应考虑主河床的冲刷。管道应深埋至此段河床最大冲刷处以下，必要时还应采取稳管措施。

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图5—2 管道从泥石流沟口通过
防治对策布置示意图 图5—3 管道从泥石流堆积扇沿通过防治对策 布置示意图

二、防护原则
1．主动防治
管道地质灾害最为关键的问题是及早发现和尽快治理，很多灾害在发生前或在一定的区域均有前兆，如果在灾害尚未发生或处于萌芽阶段时就进行及时治理，很多管道地质灾害是可以避免的。在管道选线阶段、建设期间或建成后，采取主动防治的方法，提前对管道沿线的地质灾害进行必要的治理，消除或减小灾害发生的可能性；同时，在治理时要有前瞻性，采取综合的工程治理措施，最大限度降低地质灾害对管道造成的威胁。
2．被动防护
被动防护是对管道及其附属设施采取防护，消除或减轻地质灾害发生后对管道的影响。长输油气管道分布广阔，经常不可避免地穿越地形地质条件复杂的地区。这些地区常常会发育各类地质灾害，而且随着时间的发展，这些灾害的规模、数量、形态也在不断地发育、变化，要想将管道沿线的所有地质灾害进行全部治理非常困难，因为一是投资巨大，二是耗时太长，可能在前期的治理尚未完成的情况下，新的灾害又发生了。因此，对一些难以治理或彻底根除的地质灾害，可以采取适当的工程措施对管道及其附属设施进行被动防护，如设置套管、堆砌沙袋、建造管道防护拱、改变管道埋深、开挖管道释放应力等；同时在进行治理方案审查时，要充分考虑工程方案的技术可行性和经济合理性。
第二节管道滑坡灾害的防治
一、防治原则
管道滑坡工程防治措施的确定，必须在掌握了滑坡或将要发生滑坡的坡体及其周边的地形、地质和水文条件，明确了滑坡的类型及其发展的阶段，正确分析了影响形成滑坡的主要、次要因素及彼此的联系，评价了滑(边)坡的稳定性，结合工程的重要程度、施工条件及其他各种情况等基础上综合加以考虑。从治理要求上讲，以防为主，防治结合；力求一次根治，不留后患。管道滑坡灾害的防治主要包括以下几个原则：
(1)管道线路走向范围内通过详细调查、收集资料及勘察手段判定存在滑坡时，对性质复杂以及存在发展中的大型滑坡应在选线阶段绕避，如绕避困难，应根据滑坡规模大小，设计人工构造物绕越的方案。
(2)对于性质简单处于稳定状态的中、小型滑坡，一般可以进行整治，但应避免大填大挖，并力求整治简单、工程量少、施工方便、经济合理。
(3)整治滑坡首先是做好排水工程，然后才是针对滑坡滑动的主要因素，结合管道的施工条件及其他要求，采取防治结合、以防为主的综合治理措施。
二、防治措施
1．清除滑坡体
(1)对无向上及两侧发展可能的小型滑坡，可考虑将整个滑坡体挖除；
(2)用某些导滑工程，将滑坡的滑动方向改变，使其不危害建设工程。
2．治理地表水
(1)在滑坡体周围作截水沟，使地表水不能进入滑坡体范围以内(图5—4)。
(2)在滑坡范围内修筑各种排水沟，使地表水排出于滑坡体范围以外，但应注意沟渠的防渗，防止沟渠渗漏和溢流到沟外。
(3)整平地表，填塞裂缝和夯实松动地面，筑隔渗层，减少地表水下渗并使其尽快汇人排水沟内，排出于滑坡体外。
3．治理地下水
1)治理滑体中的地下水
(1)加强滑坡范围以外的截水沟，切断其补给来源；
(2)针对出露的泉水和湿地等，做排水沟或渗沟，将水引出滑坡体外；
(3)滑坡体前缘，常因坡体内的地下水活动而松软、潮湿，引起坡体坍塌滑动，为此可做边坡渗沟疏干，或做小盲沟，兼起支撑和疏干作用；
(4)整个坡面植树，加大蒸发量，保证坡面干燥。
2)治理滑带附近的水
(1)拦截。要求所设排水构筑物的走向垂直于地下水的流向。根据地下水的埋藏深度、部位和土的密实程度而使用不同的排水构筑物，一般浅层地下水可以使用截水渗沟、盲沟(图5—5)；深层地下水则用盲洞、平孔等。

图5—4截水沟断面构造图(单位：m) 图5—5支撑盲沟
(2)疏干、排除。一般在滑坡前缘附近作支撑盲沟疏导这部分滑动带的水，而在其他部位作排水构筑物排除滑动面上的地下水，后者通常多为盲洞(也称为泄水隧道)或平孔等措施。
(3)降低地下水位。若滑动带上的水是由下向上承压补给时，多采用将补给水源排走的盲洞或平孔，及将补给水源向下漏走的垂直排水等措施，使地下水位降低到滑动面以下。
(4)长水平钻孔。土层和基岩均可采用，但当穿过滑动面时，由于滑坡运动，有可能塌孔，遇到坚硬的孤石或软硬悬殊的岩石，容易引起钻孔弯曲而不能达到预定位置。
(5)集水井。最适于集中汇集基岩面上及其附件的地下水。在滑坡区内外，地下水最集中的地段附近，设置直径达3．5m以上的竖井，并在井壁上打辐射状的短水平钻孔，使附近的地下水汇集于水井中，利用带有浮动开关的水泵抽出，或从竖井底部，设置长的水平钻孔，使集水自然流出滑坡下方地表。
4．减重和反压工程
1)上部减重
对推动式滑坡，在上部主滑地段减重，常起到根治滑坡的效果。对其他性质的滑坡，在主滑地段减重也能起到减小下滑力的作用，减重一般适用于滑坡床为上陡下缓、滑坡后壁及两侧有稳定的岩土体，不致因减重而引起滑坡向上和向两侧发展造成后患的情况。
2)下部反压
在滑坡的抗滑段和滑坡体外前缘堆填土石加重，如筑成堤、坝等，能增大抗滑力而稳定滑坡。但必须注意只能在抗滑段加重反压，不能填于主滑地段。而且填方时，必须做好地下排水工程，不能因填土堵塞原有地下水出口，造成后患。
3)减重及反压相结合
对于某些滑坡可根据设计计算后，确定需减小的下滑力大小，同时在其上部进行部分减重和在下部反压。减重和反压后，应核算滑面从残存的滑体薄弱部位及反压体底面剪出的可能性。
5．抗滑工程
1)抗滑挡土墙
一般常用重力式挡土墙，其截面形式如图5—6所示。抗滑挡土墙的设置位置，一般设置于滑体的前缘；滑坡中部、下部有稳定的岩土锁口者，设置于锁口处；如滑坡为多级滑动，当总推力太大，在坡脚一级支挡工作量太大时，可分级支挡。

图5—6抗滑挡土墙截面形式图
2)抗滑桩
抗滑桩也称锚固桩，是利用锚固在稳定地层中桩的锚固力，支挡滑坡变形的一种抗滑措施(图5—7)。抗滑桩适用于滑面深、推力大的大型和巨型滑坡。具有支撑力大，施工简便，施工中对滑体的扰动小等优点。
抗滑桩的横截面有圆形、方形和矩形三种，在国外因是采用机械化施工，都设计成圆形，如日本常采用直径3～5m的圆形桩；意大利曾采用直径达13m的抗滑桩。在我国因多是采用人工挖孔，所以大多为矩形桩，方形桩因受力条件不佳，很少采用。通过工程实践，人们逐步认识到抗滑桩虽好，但工程太大，造价太高，不利于普遍推广。因此，为节约投资，增加桩的稳定性，近年来出现几种新型的抗滑桩，如椅式桩、排架桩和带锚杆或锚索的抗滑桩(图5—8)等。总之，为了节约工程投资，目前抗滑桩在向多样化发展。

图5—7抗滑桩平面、剖面示意图

图5—8几种抗滑桩的截面形式
3)锚杆挡墙
锚杆挡墙是铁路路基支挡工程中的一种新型结构形式。它由锚杆、肋柱和挡板三部分组成，一般结构形式如图5—9所示。滑坡推力作用在挡板上，由挡板传到肋柱，再由肋柱传到锚杆上，最后通过锚杆传到滑动面以下的稳定地层中，靠锚杆的锚固力来维持整个结构的稳定性。

图5—9锚杆挡墙示意图
锚杆挡墙使结构轻型化、施工机械化。在地基不良或挡墙较高等困难条件下，这种结构能解决一般重力式挡墙所不能克服的困难，节约材料，提高劳动生产率。目前，在国内外已大量用于对滑坡的处理，并收到一定的效果。
锚杆挡墙具有如下优缺点：锚杆柱底按自由端计算，埋置基础浅，避免了大量的基坑开挖工作量；墙板结构尺寸小，开挖量少，减少了滑坡前部临空面，施工安全，不受季节性限制，可以缩短工期，造价经济；承受的土推力比一般圬工挡墙大约可增大50％～100％。墙身太薄，现场灌注困难，施工技术复杂，只宜预制构件拼装；在滑体厚基岩深的情况下，锚杆势必增长，故有一定的限制。
锚杆挡墙适用于薄层块状的岩体滑坡，或在滑体薄，基岩埋藏浅，滑体平面形态呈横长形，而滑面较陡的地段最为合适。
4)格构锚固
格构锚固结构是一种复合抗滑护坡结构(图5—10)。它利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制应力混凝土进行坡面防护，并利用锚杆或锚索固定，既能保证深层加固又可兼顾浅层护坡，并可在格构框架内植草起到绿化边坡环境的作用。较之常用的抗滑桩或抗滑挡墙等支挡形式，这种结构的特点是不必开挖扰动边坡，施工安全快速，具有抗滑支挡及坡面防护及美化等综合功能。现在，新型的格构锚固措施有现浇钢筋混凝土格构锚固、预制预应力混凝土(PC)格构锚固及Q—S(Quick—Strong)框架锚固等。格构锚固结构是一种很有发展前途的抗滑护坡结构，在多项边坡治理工程中得到了广泛应用。

图5—10格构锚杆护坡示意图
格构锚固工程的施工顺序一般为：边沟→挡土墙→锚杆定位、钻孔和注浆→格构底梁→边坡坡面清理→格构分片自上而下施工。施工时格构梁应嵌入坡面20cm，如有局部悬空，应用浆砌片石填塞，砂浆找平，确保底面平整，钢筋制作时，钢筋应平顺，确保受力均匀。沿边坡坡顶应设置截水沟排泄雨水，防止雨水对坡面造成冲刷。沿坡面应设置泄水孔，沿边坡平台设置平台截水沟，排泄山间裂隙水，以避免山间裂隙锈蚀锚杆。