簋 ２鲞簋２翅 ２０１０年６月 防灾科技学院学报 、，０１．１２ ＮＯ．２ Ｊｕｎ．２０１０ Ｊ．ｏｆ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｄｉｓａｓｔｅｒ－Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 涩宁兰输气管道沿线地质灾害分析及危险性分级 张 晶 ，刘兴荣 ，杨 军 （１．中石油管道公司兰州运行管理部，甘肃兰州７３００００；２．甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所，甘肃兰州７３００００） 摘要：在涩宁兰输气管道地质灾害调查的基础上，分别从地质灾害类型及其危害两方面对该管道沿线地质 灾害进行了分析，并针对各自特征就其危险性进行了分级，这为管道沿线地质灾害的分批治理提供了科学依 据。 关键词：涩宁兰输气管道；地质灾害调查；分级；分批治理 中图分类号：Ｐ６９４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—８０４７（２０１０）０２－００７０－０４ ０ 引言 地质灾害调查与危险性分级有助于预防地质 灾害的发生，目前在公路和铁路建设中运用较广Ｌｌｊ， 而在输油气管道中的运用相对较少。本文以“涩宁 兰输气管道”为实例，对管道沿线两侧５００ ｍ范围 内已经存在或潜在的地质灾害、加剧和遭受的地质 灾害进行统计分析，针对地质灾害易发性、环境影 响及对管道的危害性等确定相应的灾害等级【２４】。 太古界，元古界的震旦系，古生界的寒武系、奥陶 系、泥盆系、石炭系、二叠系，中生界的三叠系、 侏罗系、白垩系和新生界的古近系和新近系地层； 第四纪地层分布较广，由老至新可划分为下更新统 湖相沉积、中更新统洪积、上更新统和全新统地层。 沿线地表水发育，地下水主要为基岩裂隙水、碎屑 岩类裂隙孔隙潜水一承压水和松散岩类孔隙水。根 据岩土体的成因、结构、构造及物理力学性质，可 将管道沿线的土体工程地质分为卵砾类土、砂类 土、一般粘性土、软弱粘性土、湿陷性黄土、盐渍 土、冻土、风积砂等八种类型，区内岩体工程地质 分为岩浆岩建造、碎屑岩建造、碳酸岩建造、变质 岩建造四大类型、八个岩组。 １ 管道概况及沿线地质环境条件 涩宁兰输气管道是由中国石油管道公司投资 建设的长距离输气管道工程，西起青海省柴达木盆 地东部的涩北一号气田（Ｋ０００＋０００），终于甘肃省 兰州市西固区的柳泉乡（Ｋ９２９＋６００），干线全长约 ９２９．６ ｋｍ，共建有ｌ６条支线，总长ｌ３１．２ ｋｍ。主要 是将涩北气田的天然气直接供给西宁、兰州市居民 ２地质灾害类型及其对管道的危害 调查主要内容为查清地质灾害类型及其分布 特征、形成原因以及其对管道造成的危害等。经调 查沿线主要地质灾害类型有滑坡、崩塌、不稳定斜 坡、洪水冲蚀（包括泥石流）和管道塌陷等灾害， 全线主要灾害点的统计数据见表１。 以及沿线附近的县城和厂矿企业。 管道经过地区深居欧亚大陆的腹部，地处高 原，自西向东可划分为柴达木干旱和东部半干旱两 个不同的气候区，区内灾害性气候主要为暴雨、高 温等。管线地跨青藏高原和黄土高原两大地貌单元 的第一、第二级阶梯，沿线最高点海拔高程３ ９０３ １ＴＩ， ２．１滑坡、崩塌和不稳定斜坡 １）分布特征。滑坡、崩塌和不稳定斜坡受地 形地貌条件制约，沿线分布差异较大，主要分布在 最低点海拔高程１ ５２８／１１，总的地势西高东低，地 貌类型复杂多样，自西而东依次为柴达木盆地、茶 卡盐湖盆地、橡皮山高中山地貌、青海湖盆地、日 月山一拉鸡山高中山地貌和湟水、黄河谷地地貌， 区内前第四纪地层出露较为齐全，由老到新有：新 收稿日期：２０１０—１—１３ Ｋ７１ｌ以东，在羊肠子沟、橡皮山和拉鸡山等地也有 少量分布。 ２）形成原因。区内滑坡、崩塌和不稳定斜坡 作者简介：张晶（１９７３一），男，甘肃省会宁县人，本科，工程师，主要从事输油管理方面的研究 第２期 张晶等：涩宁兰输气管道沿线地质灾害分析及危险性分级 的发育与人类工程活动紧密相关，管道铺设、伴行 稳的主要原因。 路修建中，开挖了管道附近的斜坡岩土或改变了斜 ３）对管道工程的危害性。主要表现在两个方 坡区水文地质条件，使地表水、灌溉水易于沿管沟 面：①摧毁或砸埋管道，使管道露管变形、破裂泄 入渗，影响了斜坡体的稳定状态；管道附近的采砂 漏，一般危害长度达数十米；②破坏伴行路，中断 取土、农田灌溉等人为活动也往往是加剧斜坡体失 交通，影响管道正常维护。 表１管道沿线地质灾害点统计表 ２．２洪水冲蚀（包括泥石流） 水、黄河阶地及两侧山地丘陵区布置，地势起伏较 １）分布特征。洪水冲蚀主要表现为两种类型 大，冲沟发育，黄土喀斯特和落水洞等塌陷地貌发 和方式，即漫流型面状洪水冲蚀和固定沟道型洪水 育。 冲蚀（包括泥石流），前者主要存在于大水桥（Ｋ５０２） ２）形成原因。形成黄土湿陷的地层主要是黄 以西的山前倾斜平原和戈壁区，后者主要分布于日 土或黄土状土，埋管后由于沟内的回填土结构疏 月山～拉鸡山之间的沟道内和西宁以东的湟水河 松，固结程度差，部分区段基本呈散体状堆积于管 谷区。 沟内，这些结构松散、固结程度差的回填土抗水流 ２）形成原因。①漫流型面状洪水冲蚀主要因 冲蚀和潜蚀的能力差，极易被水流搬运带走，在灌 为降大暴雨时，来自山区及山前倾斜平原区大范围 溉水或大气降水的浸泡下湿陷变形，最终形成管沟 的降水汇流在一起形成洪水，来势凶猛，冲蚀破坏 塌陷。 能力较强，且无固定的沟槽或者沟槽很浅，发洪水 ３）对管道工程的危害性。①管沟塌陷一般沿 时泛滥漫流；②固定沟道型洪水冲蚀发育于沟（河） 管线呈线状分布，多形成长达十米至数百米的塌 谷中，有较为固定的沟道，当沟谷洪水下泄时，可 陷，造成露管或管道悬空，甚至有时在管道下方形 产生对两侧岸边的侧蚀和沟底河床的下切。 成长距离的暗穴，在输气压力的变化下可能引起管 ３）对管道工程的危害性。漫流型面状洪水冲 道震动或变形；②容易造成地表水沿管沟向斜坡区 蚀对管道工程的危害性主要表现在以下三点：①多 渗流，降低斜坡的稳定性，更大地威胁管道安全。 条洪流在管道周围汇集，大范围的冲蚀管堤和伴行 路，有时造成局部露管或伴行路的中断；②漫流洪 ３地质灾害风险分级 水冲蚀易改道，常常在新修的防治工程附近形成新 ３．１风险分级简介 的冲蚀，使洪水经过管道处修的过水面等工程失去 涩宁兰输气管线从青藏高原柴达木盆地腹部 效用；③在较缓的斜坡地带，由于自然沉降作用， 的涩北到黄土高原西北部的兰州，受不同大地构造 管道一带较低，洪水沿管堤向坡下径流，长期顺管 单元、地貌单元和气候区的控制和影响，沿线地质 冲刷，有可能造成露管或管道悬空。 环境条件的差异性和内外动力的地质作用变化很 固定沟道型洪水冲蚀（包括泥石流）对管道工 大，造成涩宁兰输气管道沿线地质灾害类型较多的 程的危害性主要表现在以下三点：①容易冲蚀沟 特点。进行管道沿线地质灾害风险分级，就是要将 底，形成下切，使管道经过处外露或悬空；②管道 管道沿线发育的地质灾害划分出不同的危害性和 穿越的大型河道在暴发洪水时，沿管道一带形成强 危险性级别，按轻重缓急，分期采取防治措施。 烈冲蚀下切，有发生漂管的可能；⑨泥石流有时夹 不同行业对地质灾害危害性进行分级（分类） 有较大块石，强烈冲击破坏管道，危害性更大。 的方法很多，但各自侧重的依据和标准不同，如《地 ２．３管沟塌陷 质灾害防治条例》（２００３）按照人员伤亡、经济损 １）分布特征。管沟塌陷主要分布于西宁以东 失的大小将地质灾害分为四个等级，《地质灾害危 地形起伏较大的黄土丘陵区，管线在这一带沿湟 险性评估技术要求》（试行，１９９４）按地质灾害危 防灾科技学院学报 险性将地质灾害分为危险性大、中、小三级，《岩 土工程勘察规范》（ＧＢ５００２１－－２００１）及《建筑边坡 工程技术规范》（ＧＢ５０３３０－－－２００２）按破坏后果的严 重性划分工程安全等级（三级），《崩塌滑坡泥石流 详细调查规范》（２００７，审定稿）根据受威胁人数 及直接经济损失进行灾害程度分级（四级）。但能 够反映灾害体危害性、危险性和轻重缓急特性的分 级应包括灾害规模、稳定性或活动性、危害性、危 险性、损失程度等，既包括致灾体本身的特征，也 应包括受灾对象或受灾体的特征，且其分级指标大 多具有不确定性特征。近年来，人们提出了风险分 析（评估）的概念及方法，它既研究地质灾害发生 可能性大小、规模、影响范围等地质灾害主体特征， 又研究灾害损失等受灾体特征，因此将地质灾害风 险分级作为工程防治规划的依据，更具有合理性。 第１２卷 因素；一些地质灾害尚未失稳破坏或爆发，但只要 达到一定程度的变形就可能会对管道构成严重威 胁，因此对于处在滑坡体中的管道应关注滑坡变形 过程中管道破坏的可能性。 构成管道地质灾害，必要条件是存在灾害的主 体，充分条件是管道在灾害影响范围之内。同样在 地质灾害危害范围之内，危害程度也存在差异，因 此管道地质灾害风险的大小与管道受危害的程度 是密切相关的。管道受危害的程度判断，参考“中 国石油天然气股份有限公司管道分公司管道事故 一级应急预案”（２版，２００６．１）事故分类方案。 考虑管道地质灾害风险，有必要考虑灾害周围 的社会经济环境，“中国石油天然气股份有限公司 管道分公司管道事故～级应急预案”（２版，２００６．１） 中事故分类也是将其作为重要因素考虑的。本文的 地质灾害风险分级中，将城镇、交通干线（如铁路、 高等级公路、主要通航河道等）纳入地质灾害风险 分级的一个要素加以考虑。 根据以上原则，将致灾体的稳定性或易发性 质、管道可能遭受危害的大小及环境影响三因素， 各自分为三级【５Ｊ。综合影响灾害风险的三因素，且 突出管道承受的危害性，可将地质灾害风险性分 本文也是从风险的角度对主要地质灾害进行分级 （分类）的。 ３．２分级原则与依据 由于管道具有埋深浅、薄壳、线状及内含高压 易燃易爆介质的性质，决定了管道地质灾害有其特 殊性，风险分级必须考虑其特殊性。较小的地质灾 害，也可能造成对管道的重大危害，如对于危岩体， 块小至不足１ ｍ３的坠落岩块，也可能砸损管道， 一为：Ｉ级风险、ＩＩ级风险和ＩＩＩ级风险。涩宁兰输气 管道地质灾害风险分级如表２所示。 因此致灾体体积是一个影响因素，但不是决定性的 表２涩宁兰输气管道地质灾害风险分级表 ４结束语 人类工程活动往往受到地质环境的影响和制 约，同时又积极的影响着地质环境 们，促进其快速 发展，尤其不良的人类活动诱发并加剧地质灾害的 现象时有发生，在一定程度上影响和制约着输油气 管道的正常运营，如何更好的和谐这种矛盾是我们 需要关注并解决的问题。涩宁兰管道线路长，灾害 第２期 张晶等：涩宁兰输气管道沿线地质灾害分析及危险性分级 ．７３． 种类和数量多，不能在短期内全部进行彻底治理， ［３］蒋忠信．南昆铁路地质灾害与防治［Ｊ】．铁道工程学报， ２００１，６９（１）：８３－８８． 只能按危险性大小、分时间先后进行治理，而涩宁 兰输气管道地质灾害风险分级能为其提供可靠的 科学依据。 ［４］李艳明，吴星根，李建新，等．浅析泸一蓉高速公路湖北 宜昌一恩施Ｋ５８＋４００￣Ｋ６５＋Ｏ００段斜坡稳定性［Ｊ］．中国 地质灾害与防治学报，２００５，１６（４）：１４９—１５０． ［５］吴玮江，刘兴荣，李永进，等．涩北一西宁一兰州输气 参考文献： ［１］张光庆，董孝璧，王学武，等．某国道沿线地质灾害分 析与防治［Ｊ］．水土保持研究，２００７，１４（２）：８１－８３． ［２］常旭，汪阳春，罗德富，等．西藏干线公路泥石流防治 工程评价［Ｊ］．中国地质灾害与防治学报，２００５，１６（３）： ５９－６２． 管道地质灾害调查及整治规划报告［Ｒ］．甘肃省科学院 地质自然灾害防治研究所，２００８，２：卜９０． ［６］王思敬．论人类工程活动与地质环境的相互作用及环境 效应［Ｊ］．地质灾害与环境保护，１９９７，８（１）：１９—２６． Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｆａｔａｌｎｅｓｓ Ｇｒａｄｉｎｇ ｏｆ Ｇｅｏｈａｚａｒｄｓ ａｌｏｎｇ Ｓｅｂｅｉ・－Ｘｉｎｉｎｇ－Ｌａｎｚｈｏｕ Ｇａｓ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｚｈａｎｇ Ｊｉｎｇ ，ＬｉｕＸｉｎｇｒｏｎｇ２Ｙａｎｇ Ｊｕｎ１ ，（ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ ＬａｎｚｈＯＵ ７３００００；２．Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｈａｚａｒｄｓ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇａｎｓｕ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｇｅｏｈａｚａｒｄ ｓｕｒｖｅｙ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｅｂｅｉ－－Ｘｉｎｉｎｇ－－Ｌａｎｚｈｏｕ Ｇａｓ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｇｅｏｌｏｇｙ ｄｉｓａｓｔｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄａｎｇｅｒ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ，ｍａｄｅ ａ ｔｅｒｒａｉｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｇｒａｄｅｄ ｔｈｅ ｆａｔａｌｎｅｓｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｇｅｏｈａｚａｒｄｓ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｓｅｂｅｉ—Ｘｉｎｉｎｇ—Ｌａｎｚｈｏｕ Ｇａｓ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ；ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ ｇｅｏｈａｚａｒｄｓ；ｇｒａｄｉｎｇ； ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ