毛俊輝

國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)東部?jī)?chǔ)運(yùn)公司

背景

甬滬寧輸油管道于2004年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年輸油能力為2000×104 t，承擔(dān)著向揚(yáng)子石化、金陵石化及長(zhǎng)江上游各大煉化企業(yè)輸送原油的重要任務(wù)。該管道經(jīng)過(guò)江蘇省句容市西山水庫(kù)堤壩東側(cè)坡腳，與大壩走向平行，埋深約1.5 m。西山水庫(kù)已建成約20年（圖 1），堤壩主體為人工填土堆筑形成，由于土質(zhì)不均，松散欠密實(shí)，局部存在較大孔隙、空隙。水庫(kù)上游庫(kù)區(qū)護(hù)坡已存在較多凹陷、塌陷并形成管涌土洞，堤壩下游為地勢(shì)較低的水塘，土體常年飽水、滲水，坡面曾多次發(fā)生過(guò)淺表滑塌、小型滑坡。一旦發(fā)生較大或較深滑坡，將嚴(yán)重威脅管道運(yùn)行安全。

圖 1 西山水庫(kù)堤壩全貌

隱患分析

（1）滑坡結(jié)構(gòu)形成。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，該處滑坡體堤基均由素填土組成，其表層為近幾年新增的2 m左右的填土，極其松散、孔隙率較大，滑坡主要為圓弧滑動(dòng)，潛在滑動(dòng)面深度可能達(dá)到5 m～7 m，坡度30°～50°，有引發(fā)深層滑坡可能（圖 2）。

圖 2 滑坡邊界示意圖

（2）滑坡變形特征。滑坡體及不穩(wěn)定邊坡變形為垂直和水平位移，表現(xiàn)為地表變形、裂縫，前緣鼓脹，淺表土體滑塌、形成滑坎等現(xiàn)象。前緣為下游的水塘，后緣為小路，左緣為排水溝，右緣為治理前形成的陡坎。

（3）影響因素分析。土質(zhì)滑坡形成和發(fā)生的主要影響因素有：地質(zhì)因素（較厚松散堆積層）、地形地貌（邊坡高差最大約9 m）、降水及地下水（降雨量大、下滑力大、剪切應(yīng)力效應(yīng)增強(qiáng)）、人類工程活動(dòng)影響（高陡填土邊坡不穩(wěn)定、壓密夯實(shí)不夠，未做防滲處理，水力影響大，穩(wěn)定性降低）。

（4）穩(wěn)定性分析。采用極限平衡的基本理論和方法分析：天然工況下，斜坡淺層發(fā)生滑動(dòng)搜索界面、斜坡深部搜索滑面兩者的穩(wěn)定性系數(shù)分別為1.187、1.250，大于1.15（規(guī)范要求），均處于穩(wěn)定狀態(tài)；暴雨工況下，兩者的穩(wěn)定性系數(shù)分別為1.107、1.150，前者基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，后者處于穩(wěn)定狀態(tài)，但安全系數(shù)較小。為保證滑坡體長(zhǎng)期穩(wěn)定，應(yīng)采取相應(yīng)的防治措施。

防治措施

（1）治理區(qū)坡體整體有深層滑動(dòng)的可能性，同時(shí)考慮管道保護(hù)的需求，坡體前緣設(shè)置抗滑樁，提高整體穩(wěn)定性的同時(shí)消除作用于管道的潛在滑坡推力。

（2）治理區(qū)坡面中上部在滲流力作用下存在淺層滑動(dòng)，設(shè)置錨桿格構(gòu)加固坡體。

（3）在管道上方設(shè)置插入式預(yù)制方樁用于保護(hù)管道，樁頂設(shè)置冠梁錨桿，冠梁可作為格構(gòu)底梁。

（4）在壩體上游設(shè)置塑性混凝土防滲墻，減小壩體內(nèi)水頭，防止壩體滲透變形。

（5）設(shè)置管道振弦式應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)施工過(guò)程及后期運(yùn)行中管道受力變形情況。

（6）采用Morgrnstern-price法，用Geo-studio數(shù)值模擬軟件進(jìn)行定性和定量分析結(jié)果顯示，治理后滑坡災(zāi)害體在天然狀態(tài)下和暴雨工況下的穩(wěn)定性大幅提升，管道的變形和應(yīng)力減小，滿足安全要求。西山水庫(kù)滑坡地質(zhì)災(zāi)害管段再未發(fā)現(xiàn)滑坡變形跡象。

啟示

（1）對(duì)于類似管道地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題，應(yīng)從現(xiàn)場(chǎng)勘查入手，分析成因和主要影響因素，通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，有針對(duì)性地制定防治措施。

（2）應(yīng)設(shè)置坡體位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邊坡的穩(wěn)定性。在治理工程結(jié)束后要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，并定期開(kāi)展防治工程效果評(píng)估。

作者簡(jiǎn)介：毛俊輝，高級(jí)工程師，中國(guó)石油大學(xué)（北京）工學(xué)碩士。東部?jī)?chǔ)運(yùn)公司管道保衛(wèi)部管道工程科科長(zhǎng)，長(zhǎng)期從事原油長(zhǎng)輸管道完整性管理工作。聯(lián)系方式：18552920512，maojh@pipechina.com.cn。