閩粵地區(qū)管道沿線地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治措施

徐友鵬，胡貴斌

（國家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司西氣東輸分公司廣東輸氣分公司，廣東廣州 510630）

目前學(xué)術(shù)界基本沒有學(xué)者分析閩粵地區(qū)管道沿線地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征的問題，雖然也存在相關(guān)研究，但是結(jié)合實(shí)際情況制定防治措施的研究較少。本文涉及的管道沿線主要就是指西氣東輸三線閩粵支干線。西氣東輸三線閩粵支干線（廣州-潮州段）的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理工作需要在現(xiàn)實(shí)情況中進(jìn)行加強(qiáng)，否則就會(huì)直接影響管道完整性，甚至可能會(huì)造成人員傷亡。據(jù)此，相關(guān)人員必須要對(duì)管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查，對(duì)管道的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段及高風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行合理識(shí)別，為管道設(shè)計(jì)部門優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提供決策支持，同時(shí)為風(fēng)險(xiǎn)的消除打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，將西氣東輸三線閩粵支干線管道風(fēng)險(xiǎn)控制在可接受的范圍內(nèi)，為今后西氣東輸三線閩粵支干線的長期安全平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。本文分析了相關(guān)問題，具備一定程度上的現(xiàn)實(shí)意義。

1 管道沿線環(huán)境與區(qū)域地質(zhì)條件

1.1 管道沿線環(huán)境

在對(duì)整體問題進(jìn)行研究前，有必要明確管道沿線環(huán)境及區(qū)域地質(zhì)條件。先從管道沿線環(huán)境的具體角度來看，西氣東輸三線閩粵支干線（廣州-潮州段）工程起點(diǎn)為廣深支干線 6#閥室，終點(diǎn)為潮州分輸清管站，途經(jīng)廣州市增城區(qū)，惠州市龍門縣、博羅縣，河源市源城區(qū)、江東新區(qū)、紫金縣，梅州市五華縣，揭陽市揭西縣，梅州市豐順縣，揭陽市揭東區(qū)，潮州市潮安區(qū)。廣東省屬亞熱帶、熱帶季風(fēng)氣候，夏長冬短，雨量充沛。閩粵地區(qū)管道沿線經(jīng)過的地區(qū)氣溫差異較小，一般年平均氣溫20.5～21.9℃，全線極端最低氣溫為-4.4℃（龍門縣），極端最高氣溫為39.6℃（潮安區(qū)）。

對(duì)于管道沿線的降水強(qiáng)度而言，其具體程度會(huì)對(duì)區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的形成產(chǎn)生一定的控制作用。從降水量的角度來看，管道沿線年平均降水量1 519～2 192mm，最小年降水量935.9mm，最大降水量2 939.5mm。

從具體地形地貌的角度來看，閩粵地區(qū)管道沿線的地貌類型較為多樣，不僅包括平原和谷地，還包括低山和丘陵，具體的地形地貌以低山、丘陵為主。閩粵地區(qū)管道沿線自西向東低山主要包括羅浮山、蓮花山等，低山間相間分布丘陵、谷地和平原，谷地有西部東江、琴江和增江河谷等，平原有中部的揭陽平原等。

從閩粵地區(qū)管道沿線區(qū)域地層和構(gòu)造的角度來看，主要結(jié)合管道所經(jīng)區(qū)域的發(fā)育地層及巖性進(jìn)行分別敘述。西氣東輸三線閩粵支干線（廣州-潮州段）工程起點(diǎn)為廣深支干線 6#閥室，終點(diǎn)為潮州分輸清管站，途經(jīng)廣州市增城區(qū)，管道沿線出露地層為第四系地層及古生代混合巖地層；途經(jīng)惠州市龍門縣，出露地層為第四系地層、侏羅系地層、石炭系地層、泥盆系地層以及寒武系地層；途經(jīng)博羅縣、河源市源城區(qū)，管道沿線出露地層為第四系地層、晚第三系（N）地層、白堊系上統(tǒng)地層、侏羅系下統(tǒng)地層及石炭系下統(tǒng)地層等；途徑江東新區(qū)、紫金縣、梅州市五華縣，區(qū)域地層主要為第四系巖層、白堊系巖層、侏羅系巖層和三疊系巖層；途徑揭西縣，管道沿線所屬區(qū)域地層主要為第四系殘坡積層，下伏的基巖為白堊系巖層、侏羅系；途徑豐順縣、揭東區(qū)、潮安區(qū)，管道沿線所屬區(qū)域地層主要為第四系巖層、白堊系巖層、侏羅系巖層和三疊系巖層[1]。

閩粵地區(qū)管道沿線的工作區(qū)表層廣泛存在類土質(zhì)，類土質(zhì)主要就是指除了具有土的基本性質(zhì)外，還保留了原巖中的結(jié)構(gòu)面，同時(shí)還殘存少量中風(fēng)化的原巖硬核。對(duì)于閩粵地區(qū)管道來說，其長期埋于地下，因此面臨的主要工程問題就是類土質(zhì)場(chǎng)站病害、管道水毀、邊坡失穩(wěn)等，容易引發(fā)滑坡和山坡型泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

1.2 管道沿線區(qū)域地質(zhì)環(huán)境

閩粵地區(qū)管道沿線的區(qū)域地質(zhì)情況包括區(qū)域構(gòu)造、地震及斷裂情況等。從區(qū)域構(gòu)造的角度來看，閩粵地區(qū)管道所經(jīng)區(qū)域位于華南板塊東南緣，自震旦系以來，發(fā)生過很多次具體的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，志留系末發(fā)生的強(qiáng)烈加里東褶皺造山運(yùn)動(dòng)，其具備緊密線型褶皺的特征，隨著區(qū)域動(dòng)力變質(zhì)、斷裂動(dòng)熱變質(zhì)、混合巖化及巖漿的侵入和噴發(fā)，形成褶皺基底，軸線以 NEE 向?yàn)橹?，其中九連山-佛岡-郁南和蕉嶺-增城-腰古-云開兩條復(fù)背斜帶，呈 NE～EW～NEE 向展布，略呈“S”形輾轉(zhuǎn)彎曲，構(gòu)成廣東的重要構(gòu)造骨架。具體的區(qū)域構(gòu)造變化會(huì)底層分布及巖漿活動(dòng)都產(chǎn)生了較為重要的控制作用[2]。

從發(fā)生地震的具體情況來看，閩粵地區(qū)管道區(qū)域在大地構(gòu)造位置上具有2個(gè)Ⅰ級(jí)大地構(gòu)造位，差異明顯，這兩個(gè)大地構(gòu)造位分別是華南褶皺系、東南沿海褶皺系。自從公元1067年起，閩粵地區(qū)管道區(qū)域范圍內(nèi)共記錄到破壞性地震53次，破壞性地震就是震級(jí)在4.7以上的地震，在53次破壞性地震中，4.7～4.9級(jí)的地震共23 次，5.0～5.9 級(jí)地震共21次，6.0～6.9級(jí)地震共7次，7.0～7.9級(jí)地震共2次，1918年2月13日發(fā)生于廣東南澳南澎列島的震級(jí)為7.3級(jí)。根據(jù)具體的地震觀測(cè)結(jié)果，閩粵地區(qū)管道區(qū)域內(nèi)的中小地震主要集中在兩個(gè)地區(qū)，除了潮汕盆地、南澳海域外，還包括河源震群。河源小震震群在區(qū)域內(nèi)較為顯著，在區(qū)域內(nèi)所記錄的 ML≥1.0 級(jí)地震中，河源附近的地震次數(shù)占總數(shù)的 56%。

結(jié)合設(shè)計(jì)文件引用地震評(píng)價(jià)報(bào)告的結(jié)論，閩粵地區(qū)管道區(qū)域主要包括10條斷裂，其中全新世活動(dòng)和部分活動(dòng)斷裂兩條：韓江斷裂（F1）和榕江斷裂（F3），晚更新世活動(dòng)或部分活動(dòng)斷裂有：古巷—澄海斷裂（F2）和邵武—河源斷裂（F9），其余 6 條斷裂為早中更新世活動(dòng)斷裂。上述斷裂的活動(dòng)性較弱，原則上不需要對(duì)閩粵地區(qū)管道區(qū)域的地表斷錯(cuò)設(shè)防問題進(jìn)行考慮，但區(qū)域內(nèi)的具體地形地貌及其發(fā)育條件直接受到地質(zhì)構(gòu)造的控制，同時(shí)沿線斷裂存在著帶狀分布的情況，不夠穩(wěn)定，會(huì)對(duì)管道的完整性和穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，在現(xiàn)實(shí)情況中相關(guān)人員必須要合理加強(qiáng)對(duì)沿“斷裂溝”敷設(shè)的“沿溝”或“順脊”管道路由兩側(cè)斜（邊）坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)工作[3]。

2 閩粵地區(qū)管道沿線地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治措施

2.1 閩粵地區(qū)管道沿線地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

2.1.1 坡面水毀災(zāi)害的發(fā)育特征

閩粵地區(qū)管道沿線地質(zhì)災(zāi)害存在多種不同的類型，對(duì)其發(fā)育特征進(jìn)行明確十分重要，能夠?yàn)闉?zāi)害的防治提供具體依據(jù)。從坡面水毀災(zāi)害的發(fā)育特征來看，閩粵地區(qū)管道因自然環(huán)境條件變化的差異性較小，因此往往會(huì)受到地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)、氣候等因素的影響。根據(jù)具體統(tǒng)計(jì)和研究，閩粵地區(qū)管道共發(fā)生了21處坡面水毀災(zāi)害，是閩粵地區(qū)管道主要面臨的地質(zhì)災(zāi)害類型。閩粵地區(qū)管道沿低山—丘陵地貌斜坡順坡上、下行，其間或穿越丘陵間溝谷，管道隨地形有起伏，還有一種管道沿丘陵橫向敷設(shè)的山脊線，但管道周圍沒有明顯的不穩(wěn)定斜坡或較大的溝道。從地層結(jié)構(gòu)的角度來看，其基本都是花崗巖類殘積土，砂礫含量高，多呈碎塊狀，坡面穩(wěn)定性較差。

2.1.2 河溝道水毀災(zāi)害的發(fā)育特征

閩粵地區(qū)管道沿線共有4處河溝道水毀災(zāi)害。從丘陵地區(qū)的角度來看，河溝道水毀災(zāi)害是較為常見的地質(zhì)災(zāi)害類型之一，閩粵地區(qū)管道沿低山—丘陵地貌的低凹的溝谷內(nèi)順山坡坡腳布設(shè)，同時(shí)還對(duì)溝谷進(jìn)行了橫穿操作，該溝谷主要存在兩種可能，一種是一般性的常流水河道，另一種是泥石流溝道。地層結(jié)構(gòu)一般上部為花崗巖風(fēng)化后殘積形成的粉質(zhì)黏土，這種粉質(zhì)黏土存在著很多的砂土與碎石，下部為全—強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，主要呈碎塊狀。以上所述，基本就是河溝道水毀災(zāi)害在閩粵地區(qū)管道沿線的發(fā)育特征。

2.1.3 不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害的發(fā)育特征

不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害共8處，占總調(diào)查46處的17.4%，為丘陵地區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害類型。該類管道作業(yè)帶橫切縱向切割山坡，作業(yè)帶附近山體疑似發(fā)育不穩(wěn)定斜坡地貌（或滑坡、崩塌），管溝開挖后山體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了改變，易引起崩塌、滑坡等災(zāi)害，危及臨近管道安全。一般地層結(jié)構(gòu)上部為全風(fēng)化花崗巖殘積土，下部為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，巖體較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性較差。

2.1.4 坡面水毀+河溝道水毀災(zāi)害的發(fā)育特征

在閩粵地區(qū)管道沿線共發(fā)生9處坡面水毀+河溝道水毀災(zāi)害。坡面水毀+河溝道水毀災(zāi)害是丘陵地區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害類型之一。對(duì)于該類災(zāi)害來說，其主要為河溝道水毀，但是在管溝開挖后，坡面水毀往往會(huì)較為嚴(yán)重。其具體的發(fā)育特征與坡面水毀和河溝道水毀完全相同，只是包括了上述兩種具體的情況，危害性更大，對(duì)現(xiàn)實(shí)的影響更加嚴(yán)重，對(duì)其進(jìn)行治理的難度更大，需要引起相關(guān)人員的重視。

2.1.5 坡面水毀+不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害的發(fā)育特征

在閩粵地區(qū)管道沿線共發(fā)生4處坡面水毀+不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害。與上述的地質(zhì)災(zāi)害類型相同，坡面水 毀+不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害是丘陵地區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害類型之一。實(shí)際上該類災(zāi)害的主要表現(xiàn)是不穩(wěn)定斜坡，無論是崩塌還是滑坡都完全包括在其中，但是在管溝開挖后，其具體坡面水毀情況較為嚴(yán)重，即便其發(fā)育特征與坡面水毀和不穩(wěn)定斜坡完全相同，但仍然不能放松對(duì)該類型災(zāi)害的警惕。

2.2 閩粵地區(qū)管道沿線地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

2.2.1 坡面水毀災(zāi)害的防治措施

閩粵地區(qū)管道沿線地質(zhì)災(zāi)害防治措施的制定以具體的災(zāi)害發(fā)育特征為依據(jù)。從坡面水毀災(zāi)害的角度來看，一般來說，管溝掃線后容易形成坡面水毀災(zāi)害，尤其是在原地表現(xiàn)實(shí)中遭到了破壞的情況下，必須要想辦法對(duì)水土流失的具體情況進(jìn)行防治，相關(guān)單位在坡面對(duì)消能和截水溝進(jìn)行設(shè)計(jì)，分段分塊對(duì)柔性截排水系統(tǒng)進(jìn)行增加，達(dá)到防治目的。此外，在管溝內(nèi)截水墻的基礎(chǔ)上，需要適當(dāng)?shù)募由钪猎翆觾?nèi)。對(duì)于管溝的回填，應(yīng)合理對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)度必須要達(dá)到0.85以上。山脊線類管溝應(yīng)該回填成拱形背狀，在形成自然散排的基礎(chǔ)上對(duì)植被進(jìn)行恢復(fù)[4]。

2.2.2 河溝道水毀災(zāi)害的防治措施

河溝道水毀災(zāi)害是山區(qū)常見的水毀災(zāi)害類型，從其河道的規(guī)模來看，其可能存在較大規(guī)模，也可能存在較小規(guī)模，同時(shí)還可能隸屬于典型的泥石流溝道范圍當(dāng)中。為了對(duì)河溝道水毀災(zāi)害進(jìn)行防治，必須要強(qiáng)化思想，全身心地投入具體工作當(dāng)中，在管道低凹集水區(qū)域按照實(shí)際情況對(duì)排水槽進(jìn)行設(shè)置，從而避免溝道沖刷影響管道安全；在管道順溝敷設(shè)處應(yīng)對(duì)河堤、消能墻等進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)還需要重視防沖檻的設(shè)計(jì)問題，發(fā)揮其具體作用；對(duì)于較大河流或泥石流溝道，必須要在防治過程中重視細(xì)節(jié)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)洪峰流量進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)結(jié)合具體的計(jì)算結(jié)果來對(duì)較高標(biāo)準(zhǔn)的水工保護(hù)措施進(jìn)行應(yīng)用[5]。最后，需要對(duì)植被進(jìn)行恢復(fù)。

2.2.3 不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害的防治措施

不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害是山區(qū)常見地質(zhì)災(zāi)害類型，對(duì)于不同情況，應(yīng)選擇不同防治手段，一方面可以采取工程措施來進(jìn)行支擋的具體操作，另一方面可以在對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行勘察后對(duì)防治措施進(jìn)行確定。在斜坡規(guī)模較小的情況下，如果一些段落的危害較為明顯，那么就必須要采取必要的工程支擋措施[6]。對(duì)于地貌疑似滑坡的地段，應(yīng)在進(jìn)行專項(xiàng)地質(zhì)勘查的情況下對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)合具體的結(jié)果來不斷優(yōu)化治理方案。最后，在管溝回填并壓實(shí)的情況下，應(yīng)對(duì)植被進(jìn)行恢復(fù)。

2.2.4 坡面水毀+河溝道水毀災(zāi)害的防治措施

不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害為山區(qū)常見水毀類型，一般為小型溝道，不屬于泥石流溝道，因此應(yīng)用一般的水工保護(hù)措施就可以達(dá)到具體目標(biāo)。對(duì)于管道低凹集水區(qū)域，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)排水槽進(jìn)行設(shè)置。在管道順溝敷設(shè)段需要設(shè)置河堤、消能墻、防沖墻等。最后，在管溝回填并壓實(shí)的情況下，應(yīng)對(duì)植被進(jìn)行 恢復(fù)。

2.2.5 坡面水毀+不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害的防治措施

坡面水毀+不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害同樣較為常見，除了需要進(jìn)行地質(zhì)勘查確定防治方案外，對(duì)于不嚴(yán)重的區(qū)域可以應(yīng)用常規(guī)工程措施，例如在坡面結(jié)合消能分段增設(shè)柔性截排水系統(tǒng)，或者是對(duì)管溝內(nèi)截水墻進(jìn)行適當(dāng)加深。對(duì)于危害較為明顯的段落，同時(shí)斜坡規(guī)模較小，應(yīng)采取必要的工程支擋或削方減載措施。對(duì)于地貌發(fā)育有滑坡的地段，應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)勘查，根據(jù)結(jié)果來制定方案，在管溝回填并壓實(shí)的情況下，應(yīng)對(duì)植被進(jìn)行恢復(fù)。

3 結(jié)束語

西氣東輸三線閩粵支干線（廣州-潮州段）區(qū)域內(nèi)的具體地形地貌及其發(fā)育條件直接受到地質(zhì)構(gòu)造的控制，同時(shí)沿線斷裂存在著帶狀分布的情況，不夠穩(wěn)定，會(huì)對(duì)管道的完整性和穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，必須在現(xiàn)實(shí)情況中加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理工作，避免地質(zhì)災(zāi)害損害管道完整性。