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          管道研究

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          黃土地區油氣管道水工保護工程治理措施

          來源:《管道保護》2022年第3期 作者:閆亮 張志峰 時間:2022-5-27 閱讀:

          閆亮 張志峰

          西部管道蘭州輸氣分公司定西輸氣站

           

          蘭(州)定(西)輸氣管道全長146.4公里,途經黃土丘陵、黃土臺塬、平原、河谷,受降雨造成的水力侵蝕和重力侵蝕影響比較嚴重。如溝底下切、溝岸擴展和溝頭前進,對管道來說也是最具威脅力的三種破壞方式。重力侵蝕的主要方式有滑坡、滑塌和崩塌等,若管道所敷設的斜坡發生上述災害現象,土體會推動管道向地勢低的方向移動,管道極易被損壞。企業針對威脅管道安全運行的幾種常見隱患,從實際出發采取了比較有效的水工治理措施。

          1  濕陷性黃土治理

          由于黃土中的垂直節理和裂隙是其主要軟弱結構面,浸水時易發生濕陷變形及崩解,抗剪強度大幅度降低,容易出現潛蝕及滑坡等災害現象。治理措施主要有三種,①導:設置擋水土埂、截排水溝,將匯水排離危險區;②堵:采用灰土砌筑淤土壩,堵塞黃土蝶形洼地、盲溝的出水口;③填:采用經夯實處理的黃土、灰土,填塞規模較大的黃土洞穴、天生橋等易崩塌的危險段。

          2  黃土邊坡治理

          根據邊坡坡角的角度分為一般邊坡和高陡邊坡,黃土高陡邊坡在黃土梁峁區廣泛分布,管道的上下彎頭處易產生應力集中。水易沿陡坡段管溝泄流,侵蝕管道周圍填土,導致管道懸空。陡坡植被在受到施工影響后,加劇水土流失,影響陡坡的穩定性。對于一般陡坡,主要采取在坡頂設環形截水溝引流并消能,設置垂直堡坎(擋土墻),上、下彎頭處設灰土基礎并采取防截水措施,分段設平行溝滲流排引水等防治措施。

          (1)高陡邊坡的處理。蘭定線30處高陡邊坡平均坡高在40米以上,坡度在45度以上,需要結合具體的地形、地貌和地質條件,采取削方降坡設置擋土墻、護坡等綜合治理措施,使其坡腳坡度小于30度,從而保證斜坡的穩定,降低崩滑災害的發生。同時應做好導水排水措施,在坡面每隔50米左右設置一道截水溝,以防止水力侵蝕造成土坡的滑坡、滑塌和崩塌。具體為結合降低坡度、管溝處理、坡面治理、引排水系統設置的綜合處理措施。




          (2)坡面處理。①漿砌塊石或灰土護坡。在黃土地區實施水工保護時,常采用漿砌石或灰土護坡,并在坡腳設置漿砌石擋土墻,以消除坡腳地基失穩現象,防止水土流失。以上兩種護坡由于灰土的固化,將大大提高黃土的水穩性和抗沖蝕強度;②植生帶。植生帶選用三維植被網為基本材質,采用專用生產設備,按照特定的生產工藝和科學的配方,將草種、肥料、土壤改良劑、保水劑等在紙基、無紡布和高孔隙率的纖維帶上定植。應用于管道通過的濕陷性黃土地區的斜坡地段,通過楔形短木樁或鋼筋錨桿固定于坡面,以提高管道頂部的回填土穩定性。

          3  大型沖溝治理

          蘭定線共有10處大型沖溝穿越,管道在通過沖溝時常常伴隨通過兩個高陡邊坡。邊坡地形起伏大,溝壁陡峭,溝底部與兩坡肩高差較大,常見伴有小型滑塌,溝谷下切和溝頭溯源侵蝕,穩定性較差。①對高陡邊坡進行分階削方處理,使管道通過的坡度不大于30度,管溝內每隔8~10米設置一道灰土擋土坎;②在有可能產生積水或高跌水的位置,考慮設置截、排水溝,將水疏導至遠離管道的地方,避免出現漏斗、溶洞以及對管溝的沖蝕;③坡面鋪裝植生帶,空余地方交錯布置魚鱗坑,坑內套種植物(刺槐、酸棗、沙棘、旱蘆葦、檸條等),以攔截匯水,就地下滲,防止形成匯流。魚鱗坑的數量應根據實際地形、匯水面積和方向進行設置,并應防止管道附近災害性地貌的再次發育;④順沖溝內敷設管道應使管道盡量沿溝邊臺地敷設,做好溝內淤土壩、排水溝以及管道的穩管措施,避免溝內匯水的沖蝕。淤土壩應設于水流較緩的位置,使洪積物能沉淀下來達到攔淤的作用。溝內每隔100~150米左右設置一道淤土壩,形成多道擋水防線,以利分段、就地消化水的沖蝕。順水流方向依據匯水量設置排水溝,盡量將水引至管溝的另一側,以保證管道的安全。




          水工保護工程是一項需要長期維護和治理的工作,應以防為主,防、治結合,把好三關。即設計階段要認真分析問題成因,與當地治理經驗結合,制定適宜的設計方案;施工階段要嚴格按圖施工,保證質量,允許根據現場情況做適當調整;運營階段要加強維護管理,保障水工設施完好,進而實現管道安全運行。

           


          作者簡介:閆亮,1987年生,大專,助理工程師,管道保護高級工,主要從事管道保護工作。聯系方式:13893633914,657936217@qq.com。


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