管道地质灾害防治范文

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第1篇

关键词：管道 地质灾害 危害 治理措施 安全运行

一、前言

根据国外统计表明，管道在运营期间造成损害的主要原因不再是管材、焊接、防腐以及其他结构缺陷，而是由外力引起的，如洪水灾害、地震、滑坡、塌方以及其他一些意外事故等，外力事故占总数的50%-60%。中缅管道玉溪支线沿线90%以上在山区丘陵地貌敷设，沿线山高谷深、沟壑纵横，地质灾害发育，管道建设及运行过程中势必会受到各种外部因素的影响。因此，在复杂山区地段的管道设计务必要把地质灾害防治作为设计内容的重要组成部分，对各种地质灾害类型做出准确判断并采取切实有效的治理措施，保证管道正常安全运行。

中缅天然气管道地质灾害主要是由于自然因素的和人为的地质作用，导致地质环境或地质体发生变化而形成的，就其管道建设而论，主要是以管道施工等人为作用诱发的地质灾害为主。中缅油气管道玉溪支线沿线地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流等类型。

二、地质灾害类型、产生机理及对管道造成的危害

1.崩塌（危岩）

崩塌（又称崩落、垮塌或塌方）：是从较陡斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离山体崩落、滚动，堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。

崩塌体主要包括四种情况：一是施工前已经自然存在的；二是劈山、修路、开挖管沟过程中产生的；三是爆破引起的震动引起的；四是管道建成后暴雨或地震诱发的。

崩塌对管道的危害：主要是在施工或运营过程中，当崩塌体高空坠落时，可能冲击到管道位置，造成现场人员伤害或管道损伤。

2.滑坡

滑坡是指斜坡上的岩土体由于各种原因在重力作用下沿一定的软弱面（或软弱带）整体地向下滑动的现象。中缅油气管道经过的云贵地区，是我国滑坡灾害的高发区。

滑坡体主要包括三种情况：一是施工前已经自然存在的；二是劈山修路过程中诱发的；三是管道建设后暴雨或地震诱发的。

滑坡对管道的危害是：当管道埋设在滑坡体内时，如发生滑动管道会同步变形，当滑坡体规模较大且滑移严重时有可能剪断管道。处在滑坡影响范围内的管道，在滑坡发生时，将会受到推移或挤压，造成变形或破坏。

3.泥石流

泥石流：是山区沟谷中，由暴雨、水雪融水等水源激发的，含有大量的泥砂、石块的特殊洪流。其特征往往突然暴发，在很短时间内将大量泥砂、石块冲出沟外，在堆积区漫流堆积，造成重大危害。

泥石流形成的三种情况：一是在施工过程中对山体表面的破坏；二是施工后不合理的弃土、弃渣堵塞沟谷；三是作业带扫线是对植被的破坏。

泥石流对管道的危害：当泥石流突然爆发式，可直接冲蚀掉埋设管道的土层，或破坏埋地管道，并可能埋没阀室、阴保设施，摧毁跨越工程、推挤管道等，致使管道受损或破坏。有时泥石流汇入河道，引起河道大幅度变迁，间接毁坏在河道附近敷设的管道及其它构筑物，造成巨大的经济损失。

三、地质灾害各类型的防治措施

管道选线时，对于可能出现的各种地质灾害首先应考虑避让，修改线路路由，彻底规避风险。对于受限无法避绕地段应进行专项地质勘察，判断地灾类型、稳定性及范围，有针对性的制定防治措施保证管道日后运营的安全稳定，同时尽量减少对周围环境的破坏。

1.崩塌（危岩）的防治措施及适用范围

崩塌（危岩）的防治措施主要有坡面喷浆、灌注水泥、挂金属网等。

适用范围：在碳酸盐岩、板岩区，碎屑岩弱风化区，岩体破碎时，容易产生掉块、崩塌，采用坡面喷浆、灌注水泥、挂金属网等措施，防止坡面产生掉块、崩塌。

2.滑坡的防治措施及适用范围

滑坡的防治措施主要有卸载、抗滑桩、支挡等，具体措施应根据滑坡特点制定。对于施工过程中诱发的滑坡一般规模较小，可以采用卸载、支挡的方法进行治理。滑坡段具体的防护措施有挡墙、挡土墙、抗滑桩、削坡护坡等。

适用范围：对于管道建设中挖方段可能诱发的小型滑坡，因其规模小，下滑推力小，采用浆砌石修建内支挡即可；对于对拟建工程危害较大的滑坡或崩塌，因其滑动面埋深大，下推力大，则可采用挡土墙进行支挡。

3.泥石流的防治措施及适用范围

泥石流的防治措施主要有河沟的修整、河床的加固、河岸的防护、斜坡后缘排水、拦砂坝、植树种草，恢复植被等。

适用范围：

3.1拦挡 主要针对评估区内泥石流的治理。对沟岸崩、滑体和泥砂补给源修建拦挡工程，控制泥石流发展；或在泥石流沟中修建拦砂坝，减弱泥石流势能，减轻对下游地区的破坏。

3.2生物工程 主要针对碎屑岩地区或土层较厚地区的活动性冲沟、泥石流形成区。通过沟谷两侧及谷底植树种草，恢复植被，防治水土流失，减少水土流失带来的泥石流物源，控制活动性冲沟（冲蚀）、泥石流沟的进一步发展。

四、中缅油气管道地质灾害治理工程实例

1.崩塌治理实例分析

中缅油气管道工程崩塌治理主要采用主动防护和被动拦挡；主动防护主要有锚杆锚固、主动网防护及凹腔嵌补等治理措施，被动拦挡主要有被动网、拦石墙拦挡等治理措施。对于单个崩塌点治理首先应考虑被动防护治理措施，只有在修建拦石墙、被动网等被动防护措施没有工程治理位置及崩塌体崩落下来解体后块体仍较大时考虑主动防护治理方案。

管道N1点主要为崩塌地质灾害，该崩塌点所处区域为构造侵蚀丘林地貌。崩塌灾害点所在斜坡整体较陡，平均坡度50°；该区域局部，危岩分布在该区域上。斜坡坡顶高程1972m，坡底高程1930m，相对高差42m，斜坡总体坡向231°。危岩区平面形态呈条带状，横向延伸约50m，纵向宽度约10m。该崩塌地质灾害点危岩体在天然及地震状态下处于稳定状态，在暴雨状态下处于欠稳定状态，会发生掉块现象威胁管道施工人员安全及局部大块体威胁管道。该崩塌点无被动防护工程位置故此崩塌危岩坡体上采用“主动网”对该崩塌地质灾害进行主动治理措施。

图1 N1崩塌点地形地貌及治理工程平面布置图

五、总结

通过上述对中缅油气管道工程所涉及的滑坡、崩塌、泥石流等典型地质灾害的类型、产生机理、危害的分析，了解了复杂山区地段地质灾害的发育规律，提出了不同地质灾害点的防治措施及适用范围，逐步完善适合于油气管道工程的防治措施，使地质灾害对油气管道工程的危害降到最低，对今后的长输管道的地灾设计工作提供参考。

参考文献

[1]梅云新、马惠宁 管道地质灾害类型及水工保护问题 2003.11：35-38

第2篇

[关键词]天然气 输气管道 地质灾害 防治

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0361-01

引言

辽宁省海城市天然气输气管道综合利用项目输气主干线线路起点为位于海城市感王镇马圈子村大沈线A18#分输阀室东侧的海城1#门站，管线向东敷设，穿越省道322、哈大高架铁路客运专线、沈―大高速公路、哈大铁路、国道202、在毛祁镇商家台预留DN150 的分支阀门，为将来毛祁镇用气考虑，之后管线穿越京丹高速、沿毛祁―八里铁路线敷设，在八里镇建调压站一座，并沿铁路线继续敷设，穿过丹锡高速公路，并向东南敷设，至牌楼镇菱镁制品工业园处（代家沟口）再建牌楼调压站一座，线路全长30.2Km。

1 地质环境

1.1 气象水文

全境气候温和，年平均气温9.5℃，降雨量624.2mm，处于暖温带季风气候区。四季分明、雨量充沛，是发展工农业生产极为有利的自然条件。区内沿线河流为毛祁河、八里河、杨柳河、王家坎水库分支河流。地下水按赋存条件可分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩岩溶裂隙水、基岩裂隙水。

1.2 地形地貌

区内地貌以构造剥蚀低丘、丘间谷地、冲洪积平原为主，地势总体北低南高。地面标高为10.5～200.5m，高差为190m。

1.3 地层岩性

区内沿线出露地层由老至新依次为下元古界辽河群里尔峪组、高家峪组、大石桥组、第四系上更新系统坡洪积层，第四系全新统冲洪积层。侵入岩主要岩性为变辉绿岩，主要分布于HC30-HC35管道干线的北侧，岩体受北东向构造控制，多呈北东展布。评估区地层岩性复杂

1.4 地质构造及地震

根据《辽宁省区域地质志》及《辽宁省构造体系图》，区内在大地构造处于中朝准地台（Ⅰ）、胶辽台隆（Ⅰ1）、营口-宽甸台拱（Ⅰ13）、凤城红凸（Ⅰ11-3）起之上。区域断裂为海城-草河口岩石圈断裂、海城析木城-岫岩断裂。

1.5 工程地质条件

区内地层、岩土体结构、类型、组合特征及其坚硬程度、稳定性等因素，将其分为岩体、土体两大类。

2 现状地质灾害

本次工程建设有遭受滑塌、岩溶塌陷、崩塌、地面沉（塌）陷及地裂缝、河岸坍塌、砂土液化地质灾害的危险性。

2.1 滑塌

本次区内主要进行输气管线的建设，管线施工过程大开挖、顶管穿越基坑的边坡土质都较松散，工程建设有引发边坡滑塌的可能性，所以工程建设有遭受滑塌地质灾害的危险性，危害对象为施工工人和设备，危害程度小，地质灾害危险性为小的。

2.2 岩溶塌陷

区内部分区域有大理岩岩分布，主要分布在HCZ4-HCZ8管线支线东侧，HCZ9-HCZ14管线支线东侧，HCZ21-HCZ24管线支线两侧，HCZ17-HCZ21管线支线东侧。主要为白云质大理岩。根据参考区域资料，该岩性有残留的原生溶洞。根据区内可溶岩的化学组分、可溶岩的结构和构造，区内下伏的可溶岩会有小的岩溶发育。

所以工程建设有遭受岩溶塌陷地质灾害的危险性，主要危害对象是管线本身，危害程度小，地质灾害危险性小。

2.3 崩塌

根据现状调查，于管道支线HCZ11号拐点西侧80m有一王家坎水库，该水库兴利库容7.05×106 m3，防洪库容10.85×106 m3，死库容0.5×106 m3，总库容19.3×106 m3，养鱼水面2100亩，建小水电站两座。由于施工开挖及水库内水体的浸泡、冲刷破坏了地层原有的应力结构和坡面形态，成为岩体的不稳定因素，加剧了陡坡发生崩塌的危险性。管线于水库附近经过有遭受崩塌地质灾害的危险性，危害程度中等，地质灾害危险性中等。

2.4 地面沉（塌）陷及地裂缝

根据现状调查，管道支线HCZ22拐点处，直接穿越普临矿业有限公司矿区范围，管线支线穿越距离为100m，而且管线穿越开采错动影响范围，穿越距离约140m，该公司开采的矿种为滑石、菱镁矿，开采方式为地下开采。但管线穿越范围内无矿山开采活动，工程建设有遭受地面沉（塌）陷及地裂缝地质灾害的危险性，危害程度中等，地质灾害危险性中等。

2.5 河岸坍塌

根据现状调查与可行性研究报告，管线穿越毛祁河2次，八里河1次，杨柳河3次，水库分支河流1次，其他河沟7次，河漫滩地表为中砂、卵石、砾岩覆盖，具有一定易冲蚀性，河床宽约20-30m，高差1-2m，未见强烈侧向或纵向侵蚀现象，遇雨季有受到冲蚀的危险。河岸垮塌会造成岸坡管线的暴露悬空，所以工程建设有遭受河岸坍塌地质灾害的危险性，危害程度小，地质灾害危险性为小的。

2.6 砂土液化

饱水砂土在地震、动力荷载或其他外力作用下，受到了强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象称为砂土液化。根据海城市砂土液化图，本项目经过的区域为非液化区。所以工程建设遭受砂土液化地质灾害的危险性小，危害程度小，地质灾害危险性为小的。

3 地质灾害的防治

将综合分区为地质灾害危险性小区的为适宜于建筑，综合分区为地质灾害危险性中等区的为基本适宜于建筑。

3.1 滑塌防治措施

（一）施工过程中，建议采用适当放坡和必要支护措施。（二）施工过程中需采取降水措施，建议采用管井井点降水。

3.2 岩溶塌陷防治措施

（一）对可能发生岩溶的地区加强调查和勘探，查清岩溶的发育情况，尤其对管线分布的地段进行详细勘察。（二）对可能发生岩溶的区段，加强施工过程控制，对岩溶空洞进行灌砂注浆等加固处理措施。

3.3 崩塌防治措施

（一）对危险块体，并存在软弱夹层或软弱结构面的危岩区，首先清除部分松动块体，修建条石护壁支撑墙保护斜坡坡面。（二）利用预应力锚杆或锚索可对其进行加固处理，防止崩塌的发生。

3.4 地面沉（塌）陷及地裂缝防治措施

（一）对可能发生地面塌陷及地裂缝的地区加强调查和勘探，查清浅部巷道、采空区分布情况，尤其对管线分布的地段进行详细勘察。（二）建议对管线通过的可能分布的浅部巷道、采空区进行回填。（三）建议与矿山达成协议，管线通过的区域不再进行开采。

3.5 冲蚀塌岸防治措施

可进行浆砌石护岸处理，加强防冲措施。

3.6 砂土液化防治措施

位于饱和砂土液化地基上的桥梁应采用桩基或沉井等深基础。当采用桩基时，桩端深入液化深度以下稳定土层的长度应按计算确定。

结语

滑塌、岩溶塌陷、崩塌、地面沉（塌）陷及地裂缝等地质灾害是天然气输气管道项目建设中较常见的地质灾害，一旦发生会造成严重的后果，应加强项目区地质环境管理，严格规划、规范人类工程活动。把地质灾害的防治与项目区发展建设协调统一起来，使资源开发、地质环境保护及人类工程活动三者达到动态平衡，促进项目区生态环境向良性转化。施工阶段，应进行详细的工程地质勘察。建议管线采用抗变形设计。沿线中小型冲沟较为发育，应注意冲沟对管线的影响。建议穿越矿山沉陷影响区的管线做好监测和防治工作，必要时避让。

参考文献

第3篇

关键词：地质性灾害；施工；应对措施

中图分类号： B845.67 文献标识码： A

地质灾害通常指由于地质作用引起的人民生命财产损失的灾害。自然地质灾害由降雨、融雪、地震等因素诱发，人为地质灾害由工程开挖、堆载、爆破、弃土等引发。根据2004年国务院颁发的《地质灾害防治条例》规定，常见的地质灾害主要指危害人民生命和财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六种。

我单位的工作性质决定我们的作业场所绝大部分将处于野外施工，面对各类地质性灾害的几率较大；此外，国内管道安装企业的市场竞争加剧，云贵高原、川甘赣、江南水网等地区施工任务逐年增加，施工区域内频繁出现山区、沼泽、河流等较为复杂的地形地貌，一如今天的兰成中贵管道工程、中缅管道工程等，面对各类地质性灾害的几率成几何倍数增加。应对地质性灾害的预防工作和善后研讨刻不容缓，下面就兰成中贵管道工程在此方面的一些经验教训与大家分享。

我单位承建的兰成中贵管道工程施工段途径甘肃陇南地区，沿线多在峡谷和山地，平坦地段极少，且峡谷和山地多为石方地段，管沟多采取松动爆破方式。线位多在深切“V”型沟谷或山地中，受雨季影响大。沿线属5.12汶川地震影响区，部分施工区域山体岩石本已风化严重，外加当地降雨较丰沛，滑坡落石以及泥石流灾害易发，给沟谷地带施工带来严重安全隐患。与西和县和成县毗邻（仅100公里）的舟曲县城2010年8月8日曾发生过特大泥石流自然灾害，而成县境内也于2010年8月12日发生暴雨洪灾，管线经过成县几处受灾较严重的村镇。

1、各类地质灾害的简述

在六大类地质灾害中，对我们的施工生产影响最大的是崩塌、滑坡、泥石流。

1.1崩塌

崩塌是岩土体的突然垂直下落运动，经常发生在陡峭的山壁。过程表现为岩块顺山坡猛烈翻滚，跳跃，相互撞击，最后堆积在坡脚，形成倒石碓。

降雨、融雪、河流、洪水、地震、海啸、风暴潮、地下高水位长期浸泡管沟等自然因素，以及爆破、开挖坡脚、沟上设备震动、开矿泄洪等人为因素，都有可能诱发崩塌。

1.2滑坡

滑坡是岩土体在重力作用下，沿一定的软弱面整体或局部向下滑动的现象。发生破坏的岩土体以水平位移为主，除滑动体边缘存在为数极小的崩离碎块和翻转现象之外，其他部位相对位置变化不大。

1.3泥石流

泥石流是一种包含大量泥沙石块的固液混合流体。常发生于山区小流域。泥石流爆发过程中，常常伴随着山谷雷鸣、地面震动、浓烟腾空、巨石翻滚，浑浊的泥石流沿着料峭的山涧峡谷冲出山外，堆积在山口。

由于突发性、凶猛性、迅时性以及冲击范围大，破坏力度强等特点，泥石流常给人们的生命财产安全带来严重的威胁。

1.4以上三类地质灾害会导致沟上设备的倾覆、沟下作业人员的伤亡、管材物资的损毁，对山区、沟谷地区施工带来极大安全隐患。

2、地质灾害的前兆

2.1崩塌和滑坡的前兆

2.1.1断流泉水复活，或泉水井水忽然干涸。

2.1.2滑坡体后缘的裂缝扩张，有冷气或热气冒出。

2.1.3有岩石开裂或被挤压的声音。

2.1.4动物惊恐异常，植物变形。

2.2泥石流前兆

2.2.1河流突然断流或水势突然加大，并夹杂着较多杂草、树枝；

2.2.2深谷或沟内传来类似火车轰鸣或闷雷般的声音；

2.2.3沟谷深处忽然变得昏暗，并伴随着轻微的震动感。

3、防灾减灾的应对措施

3.1成立以项目经理为第一责任人的防灾领导小组，安全总监作为副组长，各业务部门领导和施工机组长为组员，做到责任明确，层层落实，形成行之有效的应急反应机制，坚决执行以人为本，抢救为先的原则。

3.2项目部聘请专家对沿线地形地貌进行梳理分析，整理、归纳出沿线各重大危险源的分布情况。在全面排查，核准掌握有关情况的基础上，对相关隐患点提出具体的防治建议和措施，并将每一处隐患点登记存档，下发给各施工机组，每周进行一次销项登记。

3.3编写、完善防灾应急预案。制定应急步骤、抢险原则、应急处置原则、应急实施流程等。做到原则明确，流程清晰，实施流畅。组织施工机组按照应急预案进行相应的逃生演练，以检验避灾措施的实用性，针对发现的问题，对方案进行完善，确保施工人员熟悉逃生路线、了解应急措施。

3.4项目部在工程开工前，与地方气象机构签订签署合作协议，及时掌握气象、地质灾害的预警信息，提前以手机短信形式向我项目部和机组关键岗位人员发出预警。在恶劣天气时，每半小时更新一次预警信息，如降雨数据、灾害警报级别等。

3.5建立并及时更新施工机组的看夜人员台账，确保在夜间出现大规模持续降水时，可以随时掌握现场情况，及时转移设备人员物质，避免出现伤亡及财产损失。临时营地要避开沟谷低凹处或面积小而又低平的凸岸及陡峻的山坡下。应安置在距村庄较近的低缓山坡或高于 10 米的阶台地上，切忌建在较陡山体的凹坡处，以免出现坡面坍滑。

3.6加大防灾减灾知识的宣传培训力度。除对施工机组进行常规培训外，还以下发学习资料、张贴宣传挂图、组织逃生演练等多种形式加深宣贯力度。为消除施工人员对防汛减灾普遍存在的麻痹思想和侥幸心理，项目部深入施工一线，播放5.12汶川大地震、2010年8月8日舟曲特大泥石流、2010年8月12日成县暴雨洪灾等纪实宣传片，加深防灾减灾意识。

3.7项目部每天派出业务人员对沿线施工区域进行巡视、检查，发现隐患及时通知整改。

3.8当三日内或当天的降雨累计达到 100 毫米时，处于危险区内的人员应撤离。只有当降雨停止两小时以后方能返回，切忌雨小或刚停时即返回。同时，遵循中到大雨停工，小雨采取上游派专人望，沟下施工时沟上专人监督；因雨停工或收工时，设备和看夜人员驻地转移至相对平坦、地基牢固、地质性灾害影响较小的高地。

3.9重视汛期对施工生产的影响。地质灾害为什么多发生在汛期，因为滑坡、泥石流这些都离不开水的作用，达到一定的强度就可以诱发。现场设置一到两名水情“风险望员”，施工时站在施工上游一公里手机信号好的地方，望员配备对讲机、警报器，时时监控上游来水情况。当看到脚下水流明显增大或听到沟内有轰鸣声或主河洪水上涨或正常流水突然断流，应意识到洪水、泥石流马上就要到来，应立即通知下游机组采取逃生措施。

3.10集中项目部施工优势资源，在汛期前抢完河谷地段施工任务,科学组织施工，减少沟下作业时间。

3.11及时疏通、拓宽导流渠、泄洪道，及时清理河道内的设备、物资，避免阻水形成堰塞湖；避免河道内管沟因长时间被高水位浸泡造成溃塌。

3.12积极储备应急物资。交通工具、通讯器材、雨具和常用药品、食品饮用水等，也应根据具体情况提前做好准备。

3.13一旦发生地质灾害，按照减灾应急预案的要求，及时上报项目部，同时有组织地开展自救。撤离灾害地段后，要迅速清点人员，了解伤亡情况。对于失踪人员要尽快组织人员进行查找搜寻。

4、结束语

地质性灾害的发生具有极强的隐蔽性和不确定性，而降雨、地震、工程活动等复杂性、偶然性又很高，这些因素叠加起来，准确进行预测的难度非常大。既然对地质性灾害的发生无法准确预测，那么详尽有效的应对措施就显得至关重要。

理性的态度、科学的方法是根本。做到组织机构健全，职责明确，责任到位，人员落实，是降低风险的基础。在地质灾害易发区施工的单位或项目部要将地质灾害防灾减灾知识的宣传、教育、培训纳入企业安全生产进行管理和要求，提高全员对地质灾害防灾减灾工作的意识，全员参与，这是必要的方法。最后，严格执行相关的各项规章制度、真正做到令行禁止，是防灾减灾、降低安全事故的关键所在。

参考文献：

1、张振泽 张庆祥2011地质灾害观测预防营救地质出版社

2、国土资源部办公厅2004地质灾害危险性评估技术要求（试行）

3、廖育民2003地质灾害预报预警与应急指挥及综合防治实务全书哈尔滨地图出版社

第4篇

关键词：地质灾害；位移监测；应力-应变监测；管道健康监测平台

我国经济发展使得能源需求量逐渐增加，能源关系到国家未来经济发展和人民生活。为了保障石油、天然气等能源的有效供给，国家建设了大量的管道，但管道在运行过程中面临诸多风险，如地灾影响破坏、人为破坏、机械施工破坏、极端天气影响、自身腐蚀等[1]。我们必须对此类风险进行有效规避，做到提前预警，在线监测，尽早管控，从而保障管道安全平稳运行。华北油气分公司采油一厂红河油田原油集输管道位于甘肃黄土高原沟壑区，地质环境复杂，水土流失严重，生态环境脆弱，自然降雨相对集中，尤其在雨季，崩塌、滑坡、地面塌陷和山洪泥石流灾害极易发生。形成的滑坡体和泥石流极易对原油集输管道造成冲击，导致管道发生变形断裂，从而引发原油泄漏，发生火灾爆炸、污染当地生态环境等安全环保事故，造成重大经济损失。如“西气东输管道深圳12.20”滑坡灾害天然气管道泄漏事故[2]。为有效管控地质灾害影响下原油集输管道风险，本文提出采用滑坡位移监测、管道应力-应变监测、土壤水量水份监测、原油泄漏监测等多技术手段，研究风险监测预警技术，为地质灾害影响下管道风险管控提供科学依据，有效保障原油生产安全，减少经济损失。

1地质灾害风险管控对策分析

1.1影响因素分析

地质灾害主要类型包括自然地质作用和人类工程活动对地质环境的破坏。从诱发因素分析可以分为山体滑坡、泥石流、地面塌陷、土壤盐碱化、土壤荒漠化、降水侵蚀等，对原油管道造成的潜在风险包括管道暴露、管道变形、管道腐蚀等，直接降低了管道的使用寿命，间接引发管道破裂、原油泄漏，最终影响管道安全运行，破坏生态环境[3]。

1.2完善风险管控制度

建立特殊地区地质灾害风险管控和专家分析制度。当埋地管道上方山体发生滑坡险情后，管道企业第一时间按照相应的管理制度，启动应急预案，采取管控措施；地方政府地质灾害防控部门第一时间成立工作指挥部，召集地灾管控相关专家召开应急抢险会议，分析相关信息，供当地政府和应急指挥部决策参考。

1.3建立企地联动机制

地质灾害涉及到山体滑坡、泥石流、大气降水、地震、降雨和融雪、第三方作业等方方面面，在应急处置和事故救援过程中涉及到应急、消防、公安、医疗等众多部门，需要各企事类单位、各政府部门各司其职，密切配合。只有在当地政府的统一领导下，各有关单位整体联动、主动作为、积极应对，才能最大限度地避免或减少地质灾害对管道运行造成的损失。

1.4形成监测预警体系

[4]随着国家“科技兴安”、“科技强安”政策的不断落实生效，运用安全科学技术建立起来的各类监测预警体系正在日益完善。目前，我国地质灾害监测预警网已“网”遍全国，地震、海洋、气象、水文等的监测、分析、预报系统，形成了遍布各地、相互交织的灾害监测、预警网络。针对特殊地区的特定地质灾害，运用监测预警技术、建立监测预警体系，能够从技术手段更加准确、及时、有效地对地质灾害风险进行分析评估、预测预报，第一时间将事故灾害消除在萌芽状态，为政府和企业防治地质灾害，保护人民生命财产提供科学依据和技术支撑。

2原油管道风险监测预警技术

2.1地表位移监测技术

采用GNSS自动化监测方式（图1），对埋地原油管道上覆地表沉降和山移进行实时自动化监测。其工作原理为：各GNSS监测点与参考点接收机实时接收GNSS信号，并通过数据通讯网络实时发送到控制中心，控制中心服务器GNSS数据处理软件实时差分解算出各监测点三维坐标，数据分析软件获取各监测点实时三维坐标，并与初始坐标进行对比而获得该监测点变化量，同时分析软件根据事先设定的预警值而进行报警。

2.2管道应力-应变监测技术

管道应力应变是管道在风险状态下受力的综合表现，监测用以反应管道的力学安全，从而判断地质灾害影响下管道的形变情况，做到及时预警（如图2所示）。其工作原理是：在原油管道表面设置两个支点，固定钢弦，在电流流通过电磁线圈所产生的短脉冲作用下，沿磁场方向发生振动；当支点间的距离发生改变时，钢弦的张力与振动频率也随之变化。监测传感器通过把构件表面或内部的应变转化为钢弦的工作频率变化，从而实现对管道应力-应变的监测预警。

3技术探讨与前景展望

3.1技术探讨

不论是地质灾害风险预警、管道腐蚀检测和监测、原油泄漏检测和监测，对于管道安全运行，能源经济平稳发展都具有非常重要的意义。传统检测方法很多，但存在一些共同不足：检测只能定期开展，耗费大量人力、物力、财力。建立一个实时在线监测系统，对管道进行实时在线连续监测，根据监测采集到的数据，定期对管道进行风险评估，从而预防或减少管道失效事故的发生，这是未来的研究方向。在实际应用中，单纯某一种技术很难使各种不同条件下的管道检测达到满意效果，不同的监测和检测技术应该互相补充，根据具体情况采用不同的方法组织来满足现场生产需要。

3.2前景展望

2003年11月19日，国务院颁发了《地质灾害防治条例》；2013年10月1日，河南科学技术出版社出版了《地质灾害》；2019年12月30日，应急管理部和中国科学院成立了国家自然灾害防治研究院，签署联合共建国家自然灾害防治研究院协议和战略合作协议，国家自然灾害防治研究院正式挂牌。自然灾害防治研究院主要承担自然灾害防治重大政策、基础理论、关键技术、重要装备研究，以及科技成果转化和应用示范等工作。近些年，随着国家对地质灾害防治工作的不断重视以及国家对石油、天然气等能源需要的不断增大，国家和企业对地质影响下的原油管道的风险管控也在不断重视，各项监测预警技术也在突飞猛进，在各油气田企业的应用也将越来越普遍。

参考文献：

[1]韩冷.中国石油长输管道项目代建制管理模式研究[D].清华大学，2017.

[2]魏金洲.关于对天燃气管道安全运行保障措施的探讨[J].中国石油石化，2016(S1):140.

[3]陈俊文.矿山地质灾害成因及防治措施探讨[J].世界有色金属，2019(20):171+173.

第5篇

关键词：隧道、地质灾害、治理

Abstract: the geological disasters are widespread in the tunnel and other underground engineering, is the great enemy of the tunnel construction. So the geological disasters had discussed the development rules, and study the monitoring system and countermeasure of prevention, engineering construction of the tunnel will have important significance. This article from the tunnel causes and characteristics of the geological disasters of classification, this paper expounds the tunnel of geological disaster management methods.

Keywords: tunnel, geological hazard, management

中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：

一、前言

在隧道施工的整个过程当中, 一旦发生地质灾害性事故, 不仅延误了建设工期而且还大幅度提高了工程费用, 同时还会对人身造成不同程度的伤害; 如地质性灾害处理的不妥当, 也会给工程质量遗留后患, 给维修养护工作造成极大困难。由于地下工程施工的地质条件复杂多变, 必须对施工过程中出现的地质灾害,采取及时的应变防治措施, 保证隧道施工的安全与经济。

二．围岩的变形破坏及治理

1、围岩的变形破坏

这类灾害主要由于围岩的属性、结构体和结构面的性状及应力条件不利而引起。包括：软弱岩体的变形破坏主要破坏形式表现为大的变形位移和滑塌等；破碎岩如断层破碎带、风化带等的变形破坏主要表现为大量的掉块、滑塌、崩塌和泥砂石流等；块状岩的变形破坏主要表现为局部掉块；坚硬脆性岩的岩爆多发生于深埋、高应力区的隧道中。

2、围岩变形破坏的治理

1）软弱围岩变形破坏的治理

根据软弱围岩的变形破坏形式一是局部的塌滑二是变形位移量大, 造成拱顶弯曲、边墙内鼓、底板隆起的特点, 可采用包括弱爆破或掘进机开挖、喷锚支护、金属网、钢拱架、对开挖面及时全封闭等措施进行处理。对大变形位移的围岩, 一般应根据监测数据适时采用足够刚度的柔性支护, 在断面设计时要预留一定的净空量。

2）破碎围岩变形破坏的治理

破碎围岩的自稳能力极低, 特别是在富含地下水时, 几乎不具自稳能力。为防止其变形破坏, 控制其破坏规模, 可采取预注浆加固、排水降压的对策开挖时应尽量少扰动围岩, 开挖后及时喷锚支护、挂金属网, 或采用超前锚杆、管棚支护, 必要时采用钢拱支护。正确地选择施工对策是防止地质灾害发生和减轻地质灾害危害程度的重要一环。

3）块状围岩的变形破坏治理

块状围岩的掉块、崩塌, 主要受结构面的性状控制。一般采用喷混凝土加局部锚杆支护即可, 锚杆应主要用来加固“ 关键石” , 因为这类围岩的变形破坏多由关键石的掉落牵动而发生和扩展。

4）岩爆的防治

国内外研究均认为, 应力解除、软化或预裂破坏等缓和应力的方法是防治岩爆灾害的有效措施。具体做法是：超前钻孔、超前导坑、分步开挖逐步卸荷；改善洞型, 使应力局部集中后再集中处理；钻孔水力破裂高压注水塑化围岩、卸荷消压；开挖面喷雾洒水；及时支护、衬砌、喷锚挂金属网、钢纤维混凝土等。

三、漏水、涌水灾害及其治理

1、漏水、涌水灾害

这类灾害主要是由于隧道的开凿, 破坏或改变了隧道所在地区原来的水文地质环境, 隧道成为新的良好的地下水排泄通道引起。灾害的主要形式包括：破碎岩的裂隙、缝隙渗水、漏水、涌水；岩溶裂隙水、管道水的涌出, 以及携带大量泥砂的突泥、突砂。

2、隧道漏水、涌水灾害的治理

1）破碎岩中裂隙漏水、涌水的治理

一般可采用超前钻孔或辅助导坑排水降压, 对水量较小段可进行注浆堵水处理。注浆堵水, 可以是深孔预注浆, 也可在施工掌子面的上半断面进行周边超前注浆。对埋深小于50m的隧道段, 还可采用地表预注浆来达到防止裂隙水的涌出和加固围岩的目的。

2）岩溶涌水、突泥灾害的治理

由于岩溶涌水, 类泥具有特殊性, 目前尚很难掌握其变化规律因此, 在考虑治理对策时, 对涌水量和突泥量的估计应“宁大勿小”, 相应的排导建筑物也应“宁宽勿窄”。一般岩溶裂隙水以堵为主, 大量的涌水突泥疏导比堵塞好具体措施包括：

①截流：截断岩溶水渗入和涌入的路径, 达到疏干隧道围岩和建筑物的目的。措施有地表截流沟、盲洞、截水墙和截水洞等。

②排泄：本方法宜用于流量大、动静水压力较高的涌水的处理。如隧道碰到大量岩溶水涌入时可在隧道一侧开凿泄水洞来解决。

③围堵：对岩溶涌水、突泥影响范围内的地表沟谷、落水洞等地表岩溶, 一般可采用围堰、围拦和用片石、粘土封底堵塞的办法处理, 以阻止地表水直接对岩溶水进行补给。

对于洞内岩溶涌漏水, 开挖前或刚开挖时, 可用预注浆或周边孔注浆堵水。对岩溶涌水携带大量泥砂的突泥突砂灾害的治理更为复杂, 一般以围堵为主, 也可将突泥突砂引向专门的通道排放。南岭隧道岩溶涌水突泥段, 采用地表和洞内注浆相结合, 开挖时加超前管棚、钢拱支护等措施处理。

四、地面沉降、塌陷及其治理

1、地面沉降、塌陷

由于隧道开挖及大量抽排地下水引起。包括：浅埋隧道、城市地铁或大型管道开挖及大量抽取地下水造成的地面沉降；岩溶地区隧道开挖排放大量地下水造成的地面塌陷和泉水枯竭。

2、地面沉降、塌陷的治理

1）浅埋隧道含地下铁道开挖扰动上覆地层造成的地面沉降的治理措施包括：地表预加固；选用少扰动围岩的开挖方法；监测指导施工；加强初期支护和二次支护。

2）对由于隧道大量涌水和抽排地下水造成的地面塌陷的治理, 除应控制地下水的排放外, 对浅埋隧道上方的塌陷, 可采用围截地表水、地表及洞内注浆、封堵已有塌陷的方法来治理对深埋隧道上方的塌陷, 治理难度极大, 一是地表治理的范围不易确定, 二是洞内治理是堵是排抑或是排堵结合, 需经综合比较才能确定。

五、其它地质灾害及其治理。

其它地质灾害主要包括：有害气体如瓦斯突出造成的灾害；地下水对隧道建筑物的侵蚀、腐蚀作用引起的灾害；隧道的冻融灾害；高地温灾害；地震灾害。其它隧道地质灾害的治理, 应针对具体灾害的发生发展规律采用相应的对策来进行。对有害气体灾害, 应及时封闭含气围岩, 加强通风, 以防患于未然对水的侵蚀和腐蚀灾害, 一般采用抗腐蚀的防水材料和疏干地下水措施对冻融灾害, 主要是设法防止水的渗漏高地温灾害则以加强通风、洒水喷雾达到降温的目的对地震灾害的防治, 应重点加强洞门、洞口段及活动断层带的支护措。

第6篇

关键词：输气管道建设工程；地质灾害；危险性评估

中图分类号：TE832文献标识码： A 文章编号：

0. 引言

地质灾害一般是指由地球内力作用引起的地壳变形、位移及地表物质运动所产生的有害过程和现象[1]，如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等。地质灾害危险性评估是对地质灾害的活动程度进行调查、监测、分析、评估的工作，主要评估地质灾害的破坏能力。地质灾害危险性通过各种危险性要素体现，分为历史灾害危险性和潜在灾害危险性。国土资源部《地质灾害防治管理办法》第15条规定，城市建设、有可能导致地质灾害发生的工程项目建设和在地质灾害易发区内进行的工程建设，在申请建设用地之前必须进行地质灾害危险性评估。评估的方法主要有：发生概率及发展速率的确定方法，危害范围及危害强度分区，区域危险性区划等。近年来随着几大重大管道工程在我国的陆续投入运行，地质灾害对长输管道的危害逐步被认识并引起重视[2]。输气管道建设工程地质灾害危险性评估是在地质灾害现状评估的基础上着重对工程建设引发或加剧的地质灾害，以及建设工程本身可能遭受地质灾害的危险性进行评估，划分地质灾害危险区，提出地质灾害防治建议，做出建设场地适宜性评估结论，为该工程建设提供防灾、减灾依据[3]。

本文以西安~商州天然气管道建设工程为例，对相应的评估要素和主要内容进行说明和介绍。

1. 工程概况

西安~商州天然气输气管道建设工程位于陕西省的东南部，管线地跨陕西省西安市、商洛市两个市级行政区，总体走向为西北-东南向。西安~商州天然气管道建设工程由站场、线路工程组成，全线共设置站场3座、阀室6座，管道全长130km，沿线交通较为便利。

该建设工程采用直埋敷设为主，穿（跨）越、开槽为辅的敷设方案；工程跨越主要在公路、中小型河流等地段；地下掩埋为主要敷设方式，由于开挖深度小于2m，总体上开挖方量较小；管道不设增压系统，全线采用直缝双面埋弧焊管做为线路主管，预测用气量约31.8×104m3/d，设计年输送天数为350天。

2. 工程地质特征

西安~商州天然气输气管道纵跨秦岭山区暖温带湿润气候及暖温带湿润大陆性季风气候区；管道水系跨中国两大水系即长江流域丹江水系及黄河流域渭河水系，评估区内地下水主要为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙水和结晶岩类裂隙水3种类型，主要靠大气降水完成区域性补给，水量变化随地势变化大。

工程区地貌单元复杂，主要有平原区、河谷区、中山区及丘陵区；商洛末站至蓝田薛家山段由于受地质构造作用影响，断裂、褶皱构造较发育；岩土体类型复杂，千枚岩、板岩、片岩及花岗岩风化壳组成斜坡稳定性差，易发生崩滑流地质灾害；该地带人类工程活动相对强烈，地质环境复杂。

3. 地质灾害危险性现状评估

评估区地处秦岭山地和关中平原，其中秦岭山地属地质灾害多发区。管道工程沿线主要地质灾害类型为滑坡、崩塌。经现场调查，评估区共确定地质灾害点13处，其中滑坡5处、崩塌8处。目前评估区各类地质灾害点主要承灾对象为居民点、房屋、耕地、道路、影响耕作及车辆、行人的安全，大多数地质灾害点稳定性较好，降水等自然因素及削坡建房、修路等人为因素易诱发崩、滑灾害。地质灾害危险性分级主要根据稳定性和危害程度进行判定，判定标准根据国土资源部《县（市）地质灾害调查与区划基本要求》实施细则有关规定进行。

3.1 滑坡

依据地质灾害点稳定性、危害程度等指标，结合地质环境及管道工程特点，对评估区内的5处滑坡灾害进行地质灾害危险性现状评估。其中，商州区境内分布1处，西安市境内（蓝田县、灞桥区）分布4处 ，5处均为小型滑坡，残坡积滑坡1处、黄土滑坡4处，稳定性好的3处、稳定性较差的2处，现状评估危险性中等2处（H1、H5），危险性小3处（H2、H3、H4）。

3.2 崩塌

评估区内的8处崩塌灾害其中6处分布于商州区黑龙口镇及牧护关镇蓝田县蓝桥镇秦岭中山地貌，2处分布于灞桥区狄寨镇黄土台塬区。8处均为小型崩塌， 6处崩塌为岩质崩塌，2处崩塌为黄土质崩塌，稳定性较差的4处，稳定性好的4处，现状评估得出B1、B2、 B3、B7危险性中等，B4、B5、B6、B8危险性小。

4. 地质灾害危险性预测评估

地质灾害危险性预测评估包括建设工程遭受地质灾害的危险性评估和工程建设可能加剧、引发的地质灾害危险性预测评估。西安～商州天然气输气管道建设工程按工程类型可划分为线路工程和地面站场工程两部分。

4.1线路工程地质灾害危险性预测评估

依据工程可研报告，线路工程的建设形式有埋地敷设、沟谷跨越，现分别按工程类型进行预测评估。

管线工程敷设以挖方、回填掩埋为主，穿跨越为辅。管线工程以埋地敷设分13段进行预测评估，其中包括干线公路铁路及河流穿越97次，掩埋敷设段总长度约130km；管道敷设段引发或遭受不同地质灾害以挖方可能加剧现有地质灾害及引发部分边坡失稳最为突出。

预测评估危险性中等6段、危险性小7段。

4.2站场建设工程地质灾害危险性预测评估

本工程共有3个站场和6处阀室，站址均位于地形宽广平缓之处。工程施工主要为地表建筑工程施工、设备的安装，不存在大开挖及大量人工弃土弃渣，无地质灾害形成的地质环境条件，野外调查未发现地质灾害隐患点，工程建设不会引发、加剧及遭受崩滑流地质灾害，预测评估危险性小。

5. 地质灾害危险性综合评估

西安～商州天然气管线建设工程可能遭受的地质灾害主要为滑坡、崩塌。对建设工程地质灾害进行现状评估和预测评估的基础上，结合建设工程性质、地质环境条件，进行地质灾害危险性综合评估，评估分级标准见下表。

按上述评估原则和方法，对拟建工程全线按照地质灾害危险性共划分出13个区段，其中危险性中等的6段、危险性小的7段。

5.1 危险性中等区

地质灾害危险性中等区段6段，均分布在河流峡谷或黄土台塬的斜坡地带，地质环境条件较差，施工难度较大，具有滑坡崩塌形成条件，现有灾点多为人类工程活动造成，但规模较小距离管线较远，对管线影响不大。管线施工时，会导致边坡失稳，引发小规模滑坡、崩塌，威胁施工人员、机械及管道。该区面积19.74km2，占评估区面积的15.08%。

5.2 危险性小区

地质灾害危险性小的区段7段，均分布在河流宽谷区及冲积平原区，总体地形平坦，地质环境条件好，地质灾害不发育，局部分布有小型崩塌滑坡，但距管线较远，对管线危害小，工程建设引发地质灾害可能性小。该区面积111.13km2，占评估区面积的84.92%。

5.3 建设场地适宜性

根据综合评估结果，全线6段危险性中等区适宜性较差，经过严格的勘察设计，并采取可行的建设方案，消除建设和运营过程中出现的地质灾害隐患后，建设工程的适宜性为基本适宜；7段危险性小的区段认为作为建设用地适宜。总体而言，现状条件下，管线局部环境适宜性较差。

6. 结论与建议

6.1结论

西安~商州天然气输气管线建设工程属重要工程建设项目；评估区地质环境类别为中等--复杂类型。按国土资源部《地质灾害危险性评估技术要求（试行）》规定，其地质灾害危险性评估级别为一级。在现状评估及预测评估的基础上，该建设工程的综合评估认为：沿拟建工程共包含13个危险性区段，其中地质灾害危险性中等区6段，占评估区面积的15.08%；危险性小区7段，占评估区面积的84.92%。危险性中等区经必要的工程措施治理后，基本适宜作为建设场地。

6.2建议

（1）本工程建设应严格按国家有关法律法规及有关行业规范执行。工程建设过程中及工程建成后，对沿线危险性中等的区段重点开展地质环境监测工作，发现险情，及时采取相应措施予以治理，确保工程正常运营。

（2）沿线地质灾害点设立警示牌，防止工程开挖，修路切坡等加剧现有地质灾害。

（3）工程施工中，基岩爆破时应以小药量松动爆破为主，人工清除松动岩块，避免爆破引发新的地质灾害隐患。

（4）管道敷设中对管道通过陡坎、陡坡、冲沟等复杂地段时，分别采用护坡、堡坎、排水、分段设置挡土墙及锚固等措施，以保证管道安全。

（5）临时建筑及施工道路修建时，应尽量避开高陡边坡、基岩风化带等危险区，并加强地质灾害监测预防工作，确保人员及建筑物安全。

参考文献

赵忠刚, 姚安林, 赵学芬, 等. 长输管道地质灾害的类型、防控措施和预测方法[J]. 石油工程建设. 2006, 32(1): 7-12.

第7篇

关键词:无人机;地质灾害;泥石流;水电工程

前言

近年来，随着无人机技术的发展，无人机的应用领域不断拓展，已突破原来以军事为主的用途，越来越多地应用于各行各业。如韩文权［1］等对地质灾害监测、应急救援和灾情评估工作中无人机遥感可提供的应用进行了分析，介绍了无人机遥感在重庆市武隆县鸡尾山特大型滑坡救援中的应用。高娇娇［2］等用无人机遥感应用在西气东输管道地质中，阐述了应用无人机遥感进行地质灾害调查的关键技术与方法，论证了航空影像进行地质灾害调查的可行性。吴振宇［3］等通过无人机在地灾调查中的应用特点、意义和关键技术，证明了无人机在地灾灾害调查中的可行性和优越性。周文生［4］等应用无人机在矿山地质环境调查中，验证了无人机遥感技术在矿山地质环境调查中的可行性与有效性，为矿山地质环境调查于监管提供快速有效的技术。李定松［5］应用无人机在地质灾害监测中，研究了无人机技术发展历程与特点，对无人机在地质灾害监测中的应用进行阐述。尹鹏飞［6］等应用无人机在震后灾情调查中，完成了以四川省绵阳市安县等为重点的次生地质灾害调查和灾情评估。张启元［7］等应用无人机航测技术在青藏高原地质灾害调查中，建立了一套适合高原特殊地理环境下的地质灾害遥感调查、监测技术流程，提高了地质灾害遥感调查、监测的工作效率，表明无人机在青藏高原地区地质灾害遥感调查工作中具有明显优势。肖波［8］等应用研究无人机低空摄影系统在泥石流地质灾害应急中，介绍了无人机在地质灾害应急调查与监测中所发挥的重要作用。梁京涛［9］等利用无人机并结合野外调查，开展了汶川震区绵竹市走马岭泥石流的发展情况，并进行分析评价。

1无人机在水电中的应用

我国西南地区水电能源蕴藏量丰富，但西南地区多属高山峡谷地貌，地质条件复杂，地质灾害多发。工程地质人员工作区域通常山高路险、交通不便，同时植被发育、通视条件差。尤其是雅鲁藏布江下游河段、金沙江中上游河段、雅砻江中上游河段等未来水电开发的热门地区相应问题将更加突出。无人机在水电行业中也逐步开始使用，但主要用于地形测绘、遥感、环水保、库区巡视等用途。雅鲁藏布江下游河段、金沙江中上游河段、雅砻江中上游河段等地区，人迹罕至、地形条件极其复杂、自然环境极其恶劣，依靠人力开展重要地质现象调查极其困难，即便能开展调查的区域也通常难度巨大或存在安全隐患，地质调查工作存在诸多困难和制约因素。鉴于无人机具有快速机动、操作简单、使用成本低、危险性小、能获取高分辨率影像数据等优点，对于高山峡谷、植被发育地区、高寒地区等人力难以工作的地区适应性强，同时利用无人机加载的外部设备也可以获取地质专业所需资料。这对无法展开现场地质工作或开展地质工作难度巨大的地区如何有效获取地质资料具有十分重要的意义，以此解决人力无法开展地质调查的现状，弥补完善地质资料，满足工程需求。

2无人机航摄系统基本特征

本次应用试验时采用购买的大疆S1000无人机。

2．1安全稳定大疆

S1000无人机采用V型8旋翼设计，在提供充裕动力的同时做到了动力冗余，配合DJI飞控使用时，即使某一轴被意外停止工作也能最大幅度保证飞机处于稳定状态。机身板内部集成了含DJI专利同轴接头的电源分布设计，高效、可靠、安装方便，用户不需要做任何焊接工作;主电源线选用AS150防火花插头与XT150的组合。从中心板到机臂、起落架等多处均使用全碳纤维材料，系统在低自重的基础上做到了最高的结构强度。

2．2便携、易用

所有机臂均可向下折叠、配合1552折叠桨，可使整机运输体积最小化，方便运输携带。用户只需抬起机臂、锁紧机臂卡扣、给系统上电，就使S1000进入了飞行就绪状态，大大缩短每次飞行的准备时间。中心架在提供3组XT60供电插座的同时，还预留了8处设备安装位，系统安装变得更简单整洁。

2．3操控性

所有机臂采用8°内倾和3°侧倾设计，可使飞行器在横滚和俯仰方向更加平稳、在旋转方向更加灵活。力臂内置40A高速电调、使4114pro电机在配合1552高效折叠桨工作在6S电源时，获得单轴最大近2．5kg的强劲推力输出，充足的动力会让用户更加随心所欲。2．4其他云台安装架下移设计，集合系统标配收放起落架，给镜头以更广阔的拍摄视角。整机自重约4kg，最大起飞重量约11kg，可轻松搭载5D级别全套拍摄设备，在配合6S15000mAh的电池时，可获得长达15min的续航时间，有效作业时间约12min。

3大桥沟泥石流基本地质条件

大桥沟位于雅砻江左岸，为雅砻江一级支流，沟口位于拟建官地水电站大坝下游约3．5km处，沟口堆积扇扇缘长约400m，扇轴长450m左右。流域总体近南北向展布，南宽北窄，略呈矩形，南北长21km，东西宽14．5km，流域面积约170km2，其中汇水面积147．889km2，占流域面积的86．96%;主沟纵长为26．12km，纵坡坡降为97．06‰。流域四面均为由近3000m及3000m以上中高山所形成的分水岭，其中东侧以北西向牦牛山为分水岭，与安宁河流域相隔。南、北、西侧为与雅砻江主流或其次级支流的分水岭。源区最高海拔约3720m左右，沟口高程约1200m，高差约2500m。主沟两侧支沟众多，呈明显的“树丫”状结构。大桥沟流域内地层呈近SN～NNW向展布，从东至西出露地层主要有印支期斜长花岗岩及花岗闪长岩(r051)、三叠系上统白果湾群(T3bg);上震旦系观音崖组(Zbg);上震旦系灯影组上段地层(Zbdn1);松林杠群玄武岩组(SLG);志留系下统龙马溪组(S1l);志留系中统石门坎组(S2S);泥盆系中统(D1－3)及石炭系中统威宁组(C2w)等。大桥沟沟流域内植被总体茂盛，且以针叶阔叶混交林及高山灌木丛为特点，覆盖率达90%。

4无人机航摄成果

4．1地质要素获取

利用无人机和地面辅助测量手段，获取相关照片影像和定位信息流。同时，以图像处理技术、空中三角测量技术、摄影测量技术和图像识别技术手段为依托，利用无人机影像后期处理软件(如PIX－4Dmaper、Photoscan等)初步获得全景地形地貌景象图、三维地形等地形地貌和地质信息。本次以官地电站大桥沟泥石流沟口泥石流为依托，应用无人机技术，开展大桥沟沟口泥石流的应用试验，利用后处理软件(Photoscanpro、GOCAD等)，利用官地大桥河沟泥石流进行三维立体空间真彩色模型进行地质边界的获取，生成生产需要的工程地质平面图、工程地质剖面图、三维地质可视图和解译分析。

4．2航摄成果根据无人机航摄，取得官地大桥沟泥石流航摄图(见图1)、利用官地大桥河沟泥石流航测照片生成工程地质地形(见图2)、工程地质剖面(见图

3)、GOCAD三维模型(见图4)。

4．3航摄解译成果分析

地质灾害作为一种特殊的不良地质现象，无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体，还是由它们组合形成的灾害群体，在图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。地质灾害解译基于灾害类型的地学原理及形态特征进行识别，需对地质灾害有基本认识。泥石流判读主要通过沟道内松散固体物质的辨识获得;崩塌表现为陡直的后壁及下部的堆积物;滑坡多呈花斑色调特征较为明显。识别地灾类型后，在图像上按照灾害体各要素的形态特征圈出边界。最后可获得更加准确的灾害置、边界及面积等基础资料，以指导地灾防治工作。(1)通过解译，试验区地质灾害主要有泥石流、崩塌、斜坡变形破坏等类型;(2)泥石流沟口有新冲出物，厚度不大，方量不大。两侧山体总体稳定，植被覆盖较好，渣场稳定，渣场坡脚未见明显淘刷，但沟壑仍见下切迹象。冲出物来源以物理类型居多，受风化卸荷影响，坡面发育有松散的崩坡积物，汛期易随地表水冲出，坡脚和两侧山坡坡面都可明显易见。另外物质来源主要为人类活动(修筑道路弃渣)所致;(3)右岸发育的一崩坡积体，受前缘切脚影响，边界有变形迹象，尤以上游侧边界变形较为明显(见图5)。初估该部位方量不大，物质组成以崩积的块碎石为主。可以利用三维模型进行方量估算;(4)根据大桥沟沟口泥石流发育情况推测沟内泥石流总体不活跃，若有效采取多种工程措施和生物措施，在流域内对山水林田统一规划，综合治理，将极大地减少泥石流的危害。

5地灾灾害复核

大桥沟流域物理地质现象类型多，除正常风化卸荷外，崩塌、滑坡及泥石流均有分布，不过以崩塌为主，其中以大桥沟沟口～小河沟沟界处河段最为普遍，段内崩塌落石发育，再加之修筑公路后，进一步导致开挖路堑边坡崩塌范围扩大，目前尤其在大桥沟右岸山坡崩塌落石较普遍。调查区基岩内的地下水总体不发育，沟内水流主要靠大气降水补给。大气降水部分顺坡面流入沟中，大部分渗入崩坡积物中形成孔隙水。斜坡坡面崩坡积中的孔隙水是保证冲沟常年流水的主要源泉。大桥沟内人类活动较频繁，主要表现为修筑山区公路。地质灾害复核成果与无人机航摄解译成果基本一致，验证了无人机在水电工程地质调查中是可行和有效的，无人机可以开展地质灾害调查等。

6结论

(1)试验应用证明，无人机具有成像分辨率高、数据获取灵活等优点，无人机在水电工程地质调查方面亦有较大的发展空间;(2)应用试验解译结果与实地调查结果较吻合，验证了无人机在水电工程地质灾害中的可行性与有效性;(3)根据大桥沟沟口泥石流发育情况推测沟内泥石流总体不活跃;(4)今后可以利用间期飞行成果，对泥石流沟口堆积情况进行对比分析，分析和评估泥石流发展趋势。

参考文献:

［1］韩文权，任幼蓉，赵少华．无人机遥感在应对地质灾害中的主要应用［J］．地理空间技术，2011，9(5)．

［2］高娇娇，闫宇森，盛新蒲，等．无人机遥感在西气东输管道地质灾害调查中的应用［J］．水文地质工程地质，2010，37(6)．

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［4］周文生，吴振宇，刘海燕．无人机遥感在矿山地质环境调查中的应用［J］．地下水，2014，36(2)．

［5］李定松．无人机在地质灾害监测中的应用［J］．北京测绘，2015(4)．

［6］尹鹏飞，尹球，陈兴峰，等．无人机航空遥感技术在震后灾情调查中的应用［J］．激光与光电学进展，2010．

［7］张启元．无人机航测技术在青藏高原地质灾害调查中的应用［J］．青海大学学报(自然科学版)，2015，33(2)．

［8］肖波，朱兰燕，黎剑，等．无人机低空摄影测量系统在地质灾害应急中的应用研究［J］．价值工程，2013．

第8篇

【关键词】长输管道；工程勘察；技术创新

一、长输油气管道工程勘察概况

管道运输是国民经济综合运输的重要组成部分之一，也是衡量一个国家的能源与运输业是否发达的特征之一。管道运输多用来输送流体，如原油、成品油、天然气及固体煤浆等。它与其它运输方式（铁路、公路、航运、航空）相比，主要区别在于驱动流体的输送工具是静止不动的泵机组、压缩机组和管道。泵机组和压缩机组给流体以压能，使其沿管道连续不断地向前流动，直至输到指定地点。管道运输具有运输量大、运费低、自动化程度高、占地少、安全环保等优点，通过长距离、大管径的管道输送石油天然气已经成为一种通行的做法。在全世界已有各种长输管道200多万公里。我国长输管道起步较晚，但发展较快，已拥有各种长输管道3万多公里。

我国的工程勘察是建国初期按照前苏联模式建立起来的，包括工程测量、水文地质勘察、工程地质勘察3个专业。我国的长输管道工程勘察是自20世纪50年代开始随着管道建设的兴起而逐渐发展起来的，相对于建筑、水电、铁路等工程勘察有其特殊性。20世纪70年代初，中国东部地区油田生产进入旺盛时期。为了保证大庆油田和渤海湾地区油田原油生产外运，1970年8月3日，国家批准了陆续建设大庆到铁岭、铁岭到大连、铁岭到北京石楼等长距离的输油管道。这些管道途经黑龙江、吉林、辽宁、河北、北京5省市，命名为“八三工程”。1973年5月，成立了东北输油管线指挥部设计研究所，下设勘测队。1975年2月，勘测队成建制从东北沈阳迁入廊坊，归管道局设计处，1975年6月27日成立中国石油天然气管道勘察设计研究院，下设勘察大队。自此，伴随着中国石油天然气管道局的建立，长输管道专业化勘察单位也同时成立了，三十多年来，承担并完成了国内大部分的长输管道勘察任务。2001年12月27日，改制成为中油四维工程勘察有限公司，隶属于中国石油天然气管道局。

随着国内长输管道市场需求的不断扩大，许多勘察设计单位涉足长输管道领域。目前，国内已有70余家设计院或公司具有管道勘察设计资质。我国加入WTO以后，全球最大的200家工程咨询公司已有150多家获准进入中国的技术咨询领域，尤其是排名最前的著名咨询公司几乎全部进入了中国。因此，国内管道勘察设计市场竞争十分激烈。

进入20世纪以来，我国的工程勘察行业不论是从改革原有体制弊端上，还是在技术发展上，都有了显著的进展，特别是作为工程勘察主专业之一的工程地质勘察向岩土工程转化，从原来单一的勘察扩展到包括岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程监测检测、岩土工程治理、岩土工程监理与岩土工程咨询五个方面，业务范围有了很大拓展，对工程建设所起的作用也越来越大，工程勘察得到了国家建设主管部门和建筑行业的公认。随着岩土工程体制的逐步形成，勘察行业成为设计与施工之间的一个独立行业，并与设计、施工、监理一起构成了建筑行业的重要组成部分，得到了社会的认可。 随着工程勘察行业的进一步发展，我国加入WTO后与国际接轨的需要以及国家建设主管部门的政策要求，工程勘察行业面临着一个新的发展阶段，其发展方向和趋势也将面临新的调整，以适应社会发展的需要。当今随着对外技术交流的广泛深入和涉外管道工程的建设，尤其是全球高新技术的飞速发展和中国管道建设的又一个的到来，对长输管道的工程勘察也提出了更高的要求。

二、技术创新战略

技术创新是企业发展的基础，是提高企业市场竞争力和落实科学发展观的重要保障。中国石油天然气管道局已成长为具有相当实力的管道工程专业化集团公司，具备承建国内外大型重点长输管道项目的能力。但是随着国内外管道工程建设市场的发展变化，工程建设项目的技术含量越来越高。同行业专业化公司的成长壮大，行业竞争越来越激烈。勘察单位必须应用创新的知识和新技术、新工艺，采用新的生产方式和经营管理模式，提高产品质量，开发新技术，提供新的服务，才能占据市场并实现市场价值。

（一）建立完善勘察设计咨询业的技术进步和创新体系。作为配套的政策就是在资质申报、年审、复审换证时把评优作为一个重要因素加以考虑。评优体现在工作质量、技术含量、技术创新。单位没有技术创新，不能创出优质工程，资质等级就会受到影响，单位的竞争能力就会减弱。

（二）市场竞争需要技术创新。目前长输管道勘察市场竞争非常激烈，一个单位要想比其他单位具有更强的竞争力，就必须有自己创新的技术。创新可以增强竞争力，创新可以拓展市场范围，创新可以获得更广阔的生存空间，而且创新往往意味着有更好的经济效益。因此，要站在行业发展的前沿，不断形成新思想、新理论、新技术、新工艺，为应用研究和技术开发提供源泉，为企业健康发展提供新动力。

（三）随着我国加入WTO，面对市场的开放，外国知名公司已经通过与国内公司合作、委托等方式进入国内市场。每一个单位不仅要面对国内同行竞争，还要面对国外公司的竞争。没有特色的技术，没有创新的思维，不形成自己独有的领先技术和人才优势，必然会在市场竞争中处于劣势。

（四）勘察行业将逐步实现技术与劳务的分离。长输管道工程勘察企业将主要从事岩土工程咨询、设计与评价工作，需要高水平的工程技术人才、技术优势作保障。目前，国内勘察人员素质与国外大的咨询公司相比尚有一定差距。因此，要实现与国际接轨，急需尽快提高专业技术人员的技术水平，在技术创新上有突破。

（五）技术创新战略可以看作是企业在市场竞争中利用技术创新获取竞争力的方式。他是企业整个竞争战略的一个部分，并且必须与其他战略协调起来。根据企业面向的市场、顾客、经营方向、技术成熟度等的不同，技术创新战略各不相同。根据长输管道勘察行业的不同特点，可以采取如下战略。

1.开拓型战略。特点是开拓性强、风险大、潜在收益高，但对企业的要求也相应较高。首先，要求在技术创新方面有雄厚的实力和较高的技术水平。其次，要求能够从技术上预见到未来市场的潜在需要。第三，要求能够为市场提供有效的技术产品和服务。第四，还要求有能力开展基础研究和应用研究。目前，大部分长输管道勘察设计单位主要从事陆上管道的勘察设计工作，对于海洋管道工程勘察，可以采取开拓性战略。国内外海洋管道有广阔的市场，及早投入，可以及早获益。

2.防卫型战略。特点是低风险、低效益。它要求企业能在激烈的竞争中以低成本、高性能、高质量来占领市场、赢得利润。这就要求我们必须有健全的营销机构和营销力量，同时具备较强的技术力量，为市场提供符合业主要求的技术产品与服务，在与同行的竞争中立于不败之地。适用于公司在传统的油气管道和储库方面的技术创新。公司通过30多年的磨练，已经形成了一整套油气管道技术服务平台，能够适用目前的市场需求，但是我们必须在传统的技术基础上进一步创新，及时汲取国际上新的技术，采用新设备，提高公司的勘察设计水平，利用公司的技术优势，提高质量降低勘察设计成本，来和新参与的国内同行竞争，进一步确立公司在国内市场上的优势地位。

3.填空隙战略。在产品生命周期的成熟期，市场竞争激烈，企业利润往往会下降。为避免强手的竞争，弥补下降的利润，企业必须寻找新的产品与市场，可以采用“填空隙”的战略来安排我们的研究发展工作。陆上油气管道的常规勘察设计技术已为国内同行所掌握，在长输油气管道市场上的竞争日趋激烈，所获利润甚低，这就要求另辟蹊径，填补竞争同行还无暇顾及的一些市场，如城市燃气、其它介质的储运工程勘察设计市场，对其它介质如矿浆、LPG、LNG、其它烃类的储运工程勘察设计技术进行创新，来占领这部分市场，获得利润。

三、技术创新的主要方向

中国长输管道工程勘察从20世纪50年代开始随着管道建设的兴起而逐渐发展起来。当今随着对外技术交流的广泛深入和涉外管道工程的建设，尤其是全球高新技术的飞速发展和中国管道建设的又一个的到来，对长输管道的工程勘察也提出了更高的要求。将先进技术引入中国长输管道工程勘察行业是社会发展的必然，尤其是卫星遥感技术、数字摄影测量技术、激光扫描测绘技术、新型工程物探、原位测试和工程钻探技术、地质灾害评价技术、地震安全性评价技术、长输管道地理信息系统（GIS）开发和应用、特殊性岩土的工程处理措施等方面的发展，这些技术将对长输管道工程勘察技术的发展和长输管道工程建设带来深刻的影响。应用这些技术也需要多专业的密切配合。

(一) 卫星遥感技术

通过研究遥感图像体现的盆地、高原、山地、沼泽、平原、河流、湖泊等不同的地貌特征，找出最为合理的线路方案，从而全程宏观掌控复杂多变的地理环境。通过勾画盐渍土、沙漠、黄土、膨胀土等特殊土分布区域，有效应对管道工程将会面临的环境和地质问题。通过对遥感图像体现的居民点、村镇、城市、道路、铁路、渠道等人文地理信息的解译，获取管道沿线的经济发展水平及市场信息，建立明确有效的绕开或穿过市区的线路概念。通过查明城市的街道、街区、立交桥、机场等市政现状，规划新的城市管网系统等等，遥感技术使管道工程技术人员能够获得更高品质的勘察成果。

遥感在管道工程领域的应用在快速拓展和深入。中油四维工程勘察有限公司已经应用并可以处理中国CBERS1、美国陆地卫星Landsat5 TM和Landsat7 ETM+、法国SPOT-1、2、4卫星等多种卫星数据以及多元影像数据的融合成果，为多项国内外管道工程服务，并将进一步利用卫星成像雷达数据，包括加拿大radarsat1、欧洲ers1，2、 日本jers、以及高分辨率商用卫星数据，像iknors 卫星，以及法国2002年5月发射的SPOT-5等。并通过多元影像数据融合提供所需的相应比例尺的遥感影像图。结合全球卫星定位技术（GPS），和各种图像融合技术，可以提供不同用途、不同比例尺的影像图，可以提供1：5万、1：2万、甚至1：1万的大比例尺高精度影像地图。

计算机技术的发展，已经使人们把影像处理从工作站或小型机移植到个人电脑（PC）上运行。

通过个人电脑在因特网上快速获取最清晰的卫星影像，表明实现基于遥感技术的勘测、设计工作的基础条件已经具备，研究出一套全新的基于遥感（RS）、卫星定位系统（GPS）、地理信息系统(GIS)的长输管道选定线及勘察工作方法，这将使管道工程勘测技术达到一个新的高度和水平。

(二)地形测量技术

地形测量技术的发展主要包括全站仪数字成图、摄影测量、激光扫描测绘和水下测绘等。

1.全站仪数字成图：目前国内采用的测图系统有全站仪电子平板测量系统和全站仪数字成图系统。全站仪电子平板测量系统装备有全站仪和便携机，在野外采集数据的同时编辑、成图。虽然数字成图技术已比较多的被采用，但其中编辑、修改的工作量都相当大，将之普遍用于大规模生产，效率上尚需有新的突破。

2.摄影测量系统：在工程测量中，当测绘的面积较大或测区条件十分困难时（长输管道经常会遇到这种情况），应用摄影测量（包括航空摄影测量和地面摄影测量）技术进行地形测绘是一种合适的方法。DGPS技术应用于航摄导航控制使得航空摄影更具针对性。由于DGPS导航系统具有高精度的定点摄影功能，航摄的主动性很大，可以保证无需多余摄影。航摄过程中，可以自动记录并通过处理后内插出摄影瞬间投影中心的精确位置，并将他们纳入后续的空中三角测量中，从而大大减少外控点的数量。

数字摄影测量从根本上改变了摄影测量对价格昂贵的专门测图仪器的依赖，是摄影测量领域的一次革命。基于微机的数字摄影测量系统目前可以高效率、高质量地完成自动定向、空中三角测量、自动数字地面模型生成、自动正射影像图制作和交互式数字测图等一系列作业。航空摄影测量是空间基础地理信息建设的重要组成部分，可以得到各种比例尺的黑白、天然彩色和彩红外等不同片种航摄图像，制作不同比例尺的地形图和影像图。

3.激光扫描测绘：激光扫描测绘系统最近得到了广泛重视和迅速发展。机载激光扫描测绘系统可以视为由激光测距仪和GPS组合而成的空中全站仪，它主要由装在直升飞机上的一台激光扫描仪、一台惯性导航系统、一台GPS接收机和安置在地面参考点上的另一台GPS接收机组成。目前德国、美国等已先后推出商品化的机载激光扫描测绘系统。激光扫描测绘系统主要设计用于获取密集森林覆盖地区、沙漠地区、海岸地区的DTM，因为在这些地区常规测量和摄影测量都十分困难。同时，在森林覆盖地区，利用激光通过树顶和地面的两次反射，不仅可以测定地形，而且还可以测定树高。这些激光扫描测绘系统的测量分辨率可达平面坐标1.0m，高程坐标0.1m，能满足大比例尺测图和高精度DTM建立的需要。在一些发达国家，激光扫描测绘系统已得到比较广泛的应用。

4.水下测绘：在工程测量中，经常需要测绘河流、码头的水下地形，水下测绘系统也有了较快的发展，实现了野外测绘到水下地形图绘制全过程自动化。主要由GPS接收机、自动水深仪、计算机、绘图设备和通讯设备组成，平面测绘精度取决于GPS的作业方式和接收机的性能，高程精度则与水深仪有关，这些测绘系统已在大比例尺水下地形测量实践中得到有效应用，西气东输南京长江穿越段水下地形图就利用了这样的测绘系统。开发海洋管道工程市场，水下地形测绘是一项需要重点解决的技术。

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(三) 工程物探、原位测试和工程钻探技术

有专家指出，岩土工程物探技术将出现一个大的飞跃，过去一直处于辅助手段地位的岩土工程物探技术，未来将在岩土工程勘探中出现以物探为主、钻探为辅的局面。

工程物探是非破损探测技术，具有采样密度大、速度快、成本低、科技含量高、服务领域宽的特点。近年来，工程物探从单一的电法和电测深发展到涵盖物探的全部六大类方法，除一些传统的物探方法外，还开发出一些特有的方法技术。如探地雷达技术、基桩动测技术、电磁波和弹性波层析技术、面波勘探技术等。测试仪器也有了长足的进步。为适应工程需要，国内已研制出快速实时采集处理集硬件、软件功能于一体的多功能仪器和专用仪器，如SWS多波工程物探与工程检测仪，具有多道瞬态面波、地震、地微动、桩基检测和高密度地震影像等功能，适用于陆地和水域勘探，一改以往物探设备功能单一的缺陷。长输管道工程经常穿跨越交通不便、山高林密、大江大河，这些地方往往大型设备不易到达、水电缺乏，很难实施钻探工作，尤其对于山地隧道工程勘察，工程物探由于其设备小巧，搬运方便，适应性强，有着不可比拟的优越性。

采用非开挖定向钻方法穿越江河具有明显的优点，但地质条件要求苛刻。因此岩土工程勘察就显得非常重要，根据规范和工程实际要求，勘探点必须偏离管道中线15m以上，因此有必要利用工程物探技术沿管道中线进行连续探测，以查清实际穿越断面的工程条件。

地下管线探测仪是工程物探的一种应用，在管道维护、扩建、改造和障碍物勘察方面起到重要的作用。

2001～2002年有关的一些勘察标准规范取消了承载力表，即根据土的物理指标按照经验关系确定土的力学指标表，通过原位测试来获得土工参数将是岩土工程技术发展的必然趋势。近年来原位测试技术的新进展主要有以下方面：

重视通过原位测试技术确定土工参数，并对测试成果的分析应用有了新的认识；发展并完善利用原位测试数据对岩土工程问题做出评价；测试技术向多功能方向发展，在原位快速获得更多的有用信息，以便进行配套完善的分析评价；适应环境保护岩土工程的新需要，发展新的原位测试技术。

岩土工程钻探在以下几个方面有待于提高：

破碎岩层、软硬岩石互层以及卵石层地区钻探的新型钻机和施工工艺；应用钻探最优化技术，解决在岩土工程钻探中自动进行信息数据采集分析和岩土层划分等问题；岩土工程钻探采取土试样质量与国际标准接轨，满足行业标准要求。

(四) 地质灾害评价

地质灾害是指由地球内力或外力产生的，危及人身、财产、工程或环境安全的事件。地质灾害种类繁多，目前对其范围还没有统一的界定，一般包括崩塌（危岩）、滑坡、泥石流，地面沉降、地裂缝，水库淤积与塌岸、堤防滑坡、塌陷、管涌等。

根据地质灾害发生的自然地理位置，可分为：山地地质灾害，主要包括崩塌、滑坡、泥石流等；平原地质灾害，主要包括地面沉降、土地盐渍化等；滨海地质灾害，主要包括海水入侵、海岸侵蚀等；海洋地质灾害，主要包括海底滑坡等。对长输管道有影响的主要是山地地质灾害。

不同类型地质灾害的成灾特点不同，对工程和可持续发展的影响方式和危害不同，防治对策和措施也不同。长输管道经常跨越不同的地貌和地质环境，会遭遇多种不同的地质灾害类型，因此对长输管道工程地质灾害的评价是一项系统工程。

(五) 地震安全性评价

对管道造成影响的地震灾害可分为两大类，一是由于地震作用使土体的整体性和连续性的破坏，如断层错动、地裂、滑坡、砂土液化等。另一类是地震波在土体中的传播，会对遭受腐蚀或焊接质量差的薄弱管段造成破坏。大量的事实证明，地震对油气管道的损坏主要是由于大规模的地层移动引起的。目前还没有发现近代埋设的焊接钢管因地震波的土层震荡而损坏的事例。因此减少地震灾害的工程措施应集中在地表断裂上。

长输管道是线性工程，地壳上普遍分布的断层也是线性构造，因此，从甲地到乙地的长输管道工程建设就不可避免地与断裂相交。为了避免或降低由于断裂活动对管道带来的损坏，断裂勘察就显得尤为重要。

(六) 特殊性岩土的工程特性和处理措施研究

特殊性岩土包括湿陷性土、膨胀岩土、软土、盐渍岩土、多年冻土、红粘土、残积土、填土、混合土和污染土等。中国境内的长输管道遇到过几乎所有的特殊土类，有些已给管道的正常运行带来了严重的影响，比如阿（尔善）赛（汗塔拉）输油管道工程的膨胀土灾害，陕京、马惠管道的黄土灾害，格拉管道的冻土灾害、新疆轮库、库鄯管道的盐渍土腐蚀灾害等。虽然在多条管道针对不同的特殊土问题进行过非常有意义的探索，但遗憾的是并没有解决根本问题，需要进行更深一步的研究。

因此，结合我国大规模的石油天然气管道工程建设，特别是结合膨胀土、湿陷性土等特殊土地区岩土工程开展专门研究，对于提高特殊土地区工程勘察、工程设计的质量，对于防止或减轻特殊土地质灾害具有重要意义。

(七) 长输管道地理信息系统（GIS）开发和应用

目前，国内外的地理信息系统的软件平台已经成熟。从国际到国内、从政府到企事业都在投入大量的资金和人力建立基于空间地理信息的地理信息系统（GIS）。通过对地理数据和各种信息的收集、存储、检核、集成、处理、分析，研究和解决当前面临的一系列问题。

在长输管道建设中应积极开展适应管道建设的设计、规划、施工、管理的地理信息系统，以适应国民经济建设的需要。由于国土辽阔，国家基础地理信息的建设还需要很长一段时间才能完成，因此，由于基础数据的匮乏加上长输管道涉及的地域和资料的广泛，用于规划、设计的长输管道地理信息系统时机尚不成熟。但是，建立一套适用于长输管道管理的地理信息系统是十分必要的，从而提高管道的管理水平和对突发事件的应对能力。

长输管道地理信息系统可以从勘察、设计和施工过程中收集大量的信息，在管线运营期间，可以随时对管道检修，管道安全，灾害预测，对各种资料、数据等进行检索、预报，为决策提供可靠依据。

(八)岩土工程技术开发与应用

岩土工程涵盖岩土工程勘察、岩土工程设计、检测、治理、监理和咨询等方面；国内外已有成熟的技术和设备，近年来还在不断拓展和更新。

公司近几年来主要是针对长输管道工程进行岩土工程勘察，其它几方面相对较薄弱或没有，人才匮乏。根据工程需要和发展趋势，必须进行新技术、新方法的研究与开发，拓展业务范围，培养相关技术人才。例如，针对长输管道工程中的地质灾害评价方法和相应的治理措施研究、地震安全评价，勘探技术和方法的更新与完善等方面均需尽快开展与提高，以满足管道工程的岩土工程工作的需要。

开展思路是总结以往的经验，引进先进技术、设备和人才，通过对正在实施的长输管道工程进行相应的岩土工程研究，掌握和完善岩土工程方面的技术体系，并应用于长输管道的勘察、设计和施工中，确保长输管道建设的质量和安全可靠。

四、技术创新的实施

(一) 建立技术创新体系

创新体系的建立是企业发展战略的组成部分，是带有全局性的或决定全局在技术创新领域内的重大举措，其特征如下：

1.全局性：企业技术创新体系将会对企业整体竞争能力产生重大影响，对企业发展前途起到决定性的作用。

2.长期性：企业技术创新体系不仅影响到企业近期效益，而且对长期竞争力、效益产生深远影响。创新本身就是长期和连续不断的。

3.层次性：企业技术创新体系不仅要从战略思想、基本框架方面做出总体策划，而且要对构成体系的方方面面做出规划。

4.风险性：企业技术创新的长期性和连续性、未来市场的不确定因素决定了技术创新体系面临的环境是变化的，潜伏战略失误的可能。

(二)创新实施要点

1.信息搜集：针对国内外同行业及关联方面的变化情况，及时进行收集与分析，随时确认自己在同行业所处的位置、优势和差距。

2.时机把握：这对出现的技术机会、产业机会、市场机会等重大机会进行分析、制定出对策方案。

3.资源配置：对实施科技创新战略所需要的资金、仪器设备、人力等方面做出规划，确定基本来源和供给方式。

4.人力资源：对人才引进、培养、使用等做出基本安排，各层次人力、各方面人力进行合理搭配。

5.运行机制：技术创新体系是硬件与软件的组合体，设计并优化运行机制，会使体系发挥最大效能。

(三) 技术引进与合作开发

1.技术引进：技术创新是一个涉及多个环节的过程，而企业不可能在所有环节上都有很强的能力，企业不可能在所有方面都占优势。另外，不同的企业有不同的资源优势，在技术创新中，适当地进行技术引进对企业是有利的，尤其对于国外成熟的技术或科研院所的研究成果，直接引进他人的专利或技术成果来为企业服务，企业不需要投入过多的研究和开发力量，收效快、成本低、风险小。在引进的同时，加强吸收和再开发，会起到事半功倍的作用。对于进行新的市场领域，技术引进不失为一条捷径。

2.合作开发：合作开发是从事技术创新的重要途径，主要是指在技术创新过程中，企业与企业、企业与科研院所在风险共担、利益共享、优势互补、共同发展的形势下进行创新的合作。企业与科研院所的合作，可以充分发挥科技优势，提高企业的劳动生产率。由于高校、院所具有很强的开发实力，企业可以借助他们的力量，提高技术创新水平，而高校、院所则可利用企业的生产优势，使自己的成果尽快商业化。企业与企业的合作，包括与竞争对手之间的合作，如果组织得当，会对双方带来效益。创新具有高风险性，企业间的合作开发可以分担风险。不同地区的企业创新合作，可分配市场区域。技术优势互补的企业合作可减少创新成本，加快创新速度。

【参考文献】

[1]董鲁生，郭书太，等．长输管道工程勘察技术发展展望[J]．石油规划设计，2002，（6）．

第9篇

关键词：长输管道　安全管理　事故分析　事故预防

随着时代的发展，中国的工业和国内长输管道建设明显加快。石油和天然气管道安全的发展，中国的石油企业和企业的战略目标的实现，关系到国民经济的可持续发展和稳定的经济秩序，以及对人类生命和财产安全的保护。因此，政府和企业应作为一个整体重视社会的关注，重视国家天然气行业共同关注的问题。文章介绍了在中国石油和天然气生产和长输管道安全管理事故方面的发展，以及中国的石油和天然气管道安全问题的现状，并给出以下建议：首先，完善的国家石油和天然气管道保护监管框架和执法体系，公安部门和地方政府应积极开展安全生产专项整治;其次，管道运营公司应加强内部安全工作，加强石油和天然气管道设计，施工、运行的全过程的安全管理；最后，支持资源供应安全和市场供应。具体阐述见下文。

一、长输管道存在的安全问题分析

1.设计、施工缺陷导致的安全隐患

管道设计不合理导致管道的承压能力偏低，天然气长输管道的设计要求一般较为严格，要求承压能力较大，设计的不合理会导致天然气运输过程中发生漏气事故。此外，天然气管道施工也是需要重视的一个环节，其施工质量的好坏也将影响到后续运行中的安全问题。如施工质量不合格导致对管道的损坏，焊接质量不能符合工程要求，管道防腐层被破坏等都会留下安全隐患，导致管道事故的发生。

2.第三方施工及非法占压

根据国家法律规定，在天然气输气管道两侧施工是有限制的，如“在管道专用隧道中心线两侧各一千米地域范围内，除本条第二款规定的情形外，禁止采石、采矿、爆破”，但是在现实中，却有施工单位不顾国家法律的规定，违法在输气管道限制区域内施工，给管道造成破坏。对管道进行占压也会给管道造成损伤，如在架空的管道上面行走、放置重物等都会损害输气管道。

3.自然灾害对长输管道的破坏

长输天然气管道由于距离较长，经常的地区较多，其地质情况也各不相同。因此，经过自然地质灾害严重的地区也在所难免，如地震、滑坡、泥石流的多发区，一旦发生地质灾害就可能导致天然气管道受损，发生安全事故。例如，我国西气东输工程，从中国西部至东部绵延几千公里，地质情况十分复杂，自然灾害严重威胁着管道的安全运行。

二、防治安全问题对策

1.建立管道数据库

完整性管理作为保证输油管道安全运营的重要举措，受到了国内外管道行业的高度重视。完整性管理必须以管道数据为基础。数据的完整性是管道完整性管理的关键，数据的准确性及完整程度直接影响分析与评价结果。设计开发成功的管道数据库系统，不仅需要涵盖完整的管道信息，还很大幅度上依赖于数据库的存储性能和关联性能，以便通过一致的线性参考系对所有类型数据进行有效管理。故需要根据数据模型的要求，从数据的收集、分类、建立定位系统，到数据整合等完整性管理的各个环节详细规划数据准备流程， 进而搭建管道完整性管理数据库系统。

2.腐蚀防护和泄漏检测

绝大部分长输管道采用的是埋地敷设方式，对此部分管道的腐蚀防护是非常重要的。我国防腐涂层技术发展很快，从应用沥青类防腐层开始，自二十世纪50年代到70年代的东北输油管道都采用石油沥青防腐层，直到90年代后期熔结环氧粉末和三层聚乙烯逐渐形成主流，作为最新的防腐材料，同时双层熔结环氧也有的少量应用。此外，阴极保护作为与防腐涂层技术相配套的方法，能有效保护埋地金属管道及设施免受电化学腐蚀。管线泄漏检测方法分为基于硬件的方法和基于软件的方法两大类。基于硬件的检测方法是利用由各种不同的物理原理设计硬件装置，如基于视觉的红外线温度传感器、基于听觉的超声波传感器等，将其携带或铺设在管道上，以此来检测管道的泄漏并定位。基于软件的检测方法则利是用现代控制理论、信号处理和计算机技术，实时采集管输介质的流量、压力、温度、流速等管道动态模型参数及其他数据，利用流量或压力的变化、物料或动量平衡、系统动态模型、压力梯度等原理，通过计算来对泄漏进行检测定位。

3.强化管道完整性管理，借鉴国外的先进经验

管道完整性管理是一个系统的管理，主要包括以下内容：含缺陷管道本体完整性管理，管道地质灾害与周边环境完整性管理，防腐有效性完整性管理。我国对管道完整性管理的研究已有了较大的突破，如输气管道检测和风险评价等方面，但是与发达国家先进水平相比还有很大的差距。因此，应当学习借鉴国外管道完整性管理经验和学习先进技术，结合我国输气管道的实际情况，建立完善我国管道的完整性管理标准体系，保障天然气管道安全运行。

第10篇

关键词：地质勘察技术；岩土工程；新技术

中图分类号： U582 文献标识码： A

1、前言

岩土工程是与工程建设相关的关键性技术，其中基础地质勘察技术是岩土工程的基础。我国的岩土工程最初以地形测量、工程地质和水文地质的工程勘察技术发展而来，经过长期的发展以及经验的累计，岩土工程已经逐步在我国建立起来。在我国建立的岩土工程技术中，地质勘察技术、岩土工程的施工和施工的检测必须紧密结合。其中基础勘察工作制岩土技术的基础。

基础地质勘察技术的主要工作是对区域地质进行调查和基础地质进行研究，为工程的施工设计提供勘察成果和岩土的参数，对工程安全的作用至关重要。虽然随着经济的发展，勘察的技术得到了显著发展。现阶段我国的地质勘察技术已经能够承担高层建筑、地下工程以及海上平台、核电站等工程的建设，但是由于我国的勘察技术市场没有合理的约束，所以我国的勘察技术存在着勘察水平不均、勘察的可靠性不足等问题[1]。基础地质勘察工作的内容包括现场探测、原土取样、室内试验以及现场原位测试等多方面。由于岩土工程中勘察技术中的设备、方法和仪器都得到了提高，所以勘察技术也得到了有效的提升。传统的地质勘察技术并不在足以应付现代大型工程的设计要求，因此的对基础地质进行勘察的过程中，必须使用更有效而且更科学的技术进行基础地质的勘察。而且在地质勘察的过程中，必须严格按照国家有关标准进行测定，以保证勘察结果的客观有效性。合理的勘察结果对工程的建设具有重大的意义[2,3]。

2、基础地质勘察方法与技术

2.1基础地质勘察方法

在经过长期的探索和实践之后，关于基础地质勘察方法逐步形成了标准化和程序化。程序化可以有效的缩短基础地质勘察的时间，从而解决成本。在现阶段的基础地质勘察的主要方法包括工程的士的测绘、工程地质的勘探、工程地质实验以及工程地吃的长期观测，通过进行程序化的勘察之后形成完整的地质勘察报告，为工程建设的发展提供参考[4]。

2.1.1基础地质测绘

基础地质勘察中的的测绘工作是勘察工作的重点。测绘工作主要永远调查地质条件的表面分布，以及地质条件的地下分布。通常采用计算机建模的方法进行描绘，并且从宏观上对工程地质条件和演变规律进行研究，以了解当地的地质发展的长期情况。

2.1.2基础地质勘探和基础地质试验

基础地质勘探主要是确认工程条件下的地下分布规律。主要的勘探工作有工程物探和工程钻探。在地质勘探的工作中，既需要对整个地质进行线上的描绘，以确定在测绘基础上覆盖层等地下层的分布情况。同时需要对岩土的情况进行探测，对工程下岩土的物理学参数进行确认。钻探也是了解工程地质条件的方法之一，为室内试验提供样品，并且为原位试验创造可行的条件，是勘察必须的方法之一。

通过基础地质实验可以对岩体结构、结构面、力学等情况进行详细的说明，这些质变对岩土工程有重要的参考依据。因为这些地质试验能够有效的确定地质的力学参数，通过子钻孔技术、试坑和竖井等技术可以对地质进行力学试验。

2.2.3长期观测

因为地质条件并不是一成不变的，随着地下水、雨水或是其它的自然灾害的影响，会对地质结构产生明显的影响。通过长期的测定，了解自然规律对地质结构的影响，形成模型进行预测和计算，可以了解较长时间的地质发展情况。并且长期的观测也可以对突发性的工程危害进行观测。

在通过上述的方法得到基础地质的相关参数，包括地下层的分布情况、岩土参数、自然环境影响因素等数据可以进行总结，对岩土物理学指标进行真理和树立统计，并且对工程地质计算和图件汇编的结果对勘察报告进行编写。编写的过程要按照相关的规定，而且勘察的每一处单项都需要编写单项报告，并且根据验收意见进行修改和完善[5]。

2.2岩土取样技术

在地质勘察过程中，对岩石的取样并进行力学参数的测定是了解工程地质的主要步骤之一[6]，在整个岩土工程中占据重要的地位。但是对于岩石取样的结果来说，因为钻探取样的过程会对岩石进行扰动，从而造成测试结果发生影响。而且岩土结构并不均匀，所以取样岩石技术是否能够代表整个地质岩土还存在着争论。

在地质勘察的过程中，原位试验能够快速的进行测试，但是经过取样后的室内测试能够对岩土进行全方位的测定，从而得到岩土的参数，包括粒度、密度、含水量等。这些能够对于岩土工程有较大的物理学意义。

但是取样过程并不简单，如何能够取得具有代表性的岩土是工程技术的难点之一。有些工程会采用单层岩心管进行深层采样，但是这样对土样的扰动比较明显。对于取样的的工作，我国已经发行《原样取样标准》和《原装取土器标准》，对勘察过程中的岩土进行规范化说明。而且这些标准既与国际接轨，照顾到国际工程；也和我国国情联系比较紧密。

在基础地质勘察技术中所使用的钻探技术已经有相关的说明，在《原状土取样标准技术》中已经介绍。但是这些标准与矿山等工程的钻探技术有所不用。

2.3室内试验技术

在对岩土样品进行取样之后，要对取样进行力学参数的室内测试。但是由于未及时开样测试或是不按照操作规范，则会造成测试的参数不准确。比如在对土试样进行测定的过程，如果饱和时间没有达到，则测试的结果会有较大的偏差，这样会造成岩土勘测报告的准确性下降。这样所产生的结果会对整个工程造成影响。

因此为了保障室内测试结果的可靠性，则必须对送达的样品进行及时有效的测定，并且按照国家的荷香标准和规范进行测定。针对岩土物理学性能的室内测试，是为岩土工程进一步发展的重要参数。

2.4原位试验技术

原位试验技术是不讲岩土取出，而直接对岩土参数进行测定的技术。原位试验技术能够及时准确的了解岩土相关的物理学参数，而且不会受到扰动和时间的影响[7]，因此近年来受到国内外的广泛关注。

在对岩土结构进行参数测定的过程中，取出然后进行室内测试会对岩土中的含水量、压缩模量和密度的结果产生误差。为了保证原位试验的准确性，可以采用旁压试验的方法测定深层的土的参数、用放射性同位素法测定砂土的重量和耗水量以及用剪切法进行鹅软石的参数测定。关于原位试验技术的标准，在《岩土工程勘察规范》已经进行了较为详尽的说明。

3.4地质勘察新技术

除了上述的集中相对传统的地质勘察技术之外，物探技术也用于地质勘察中。物探技术的发展是随着工程地质的发展而发展起来的，而且具有检测快速、效果明显，通过仪器测定对探测对象不造成损伤的优点。因此物探技术也可以应用于岩土工程中的基础地质勘察。由于电子信息技术的不断发展，物探技术探测也不断的发展。下面介绍几种用于地质勘察的物探技术。

地震雷达技术最初用于矿井试验，在上世纪七十年代被引进之后用于工程地质的研究。这是一种利用高频脉冲探测地层分布的勘察技术。通过发生天线发生脉冲电池波后，遇到电性差异的界面会发生相应的反射和散射现象，通过一定的物理技术方法对所接收的波进行分析以确定不同界面，从而建立地层结构的模型，并且知道地层的厚度。

地震波CT技术最初用于石油勘探工作，是今年来发展的一种重要的技术，随着计算机的发展和算法的提高，地震波CT技术逐渐的用于岩土工程的基础地质勘察中。这种方法的原理是利用人工激发向不同方向激发产生的地震波，在不同的地质条件下采用激发和接收点的排列，并且利用波动的形态反演计算，从而得到工程技术中的波速分布情况。在三峡工程永久船闸卸荷影响带的探测中曾经用到地震波CT技术。通过该技术的应用获得在船闸影响下的波速分布参数，并且建立了地质构造和稳定性的模型，从而得到永久船闸对地质的影响参数。

电法勘探是以岩土的电性差异为基础的勘察技术，随着仪器和软件的发展，电法勘察被用于工程地质的许多领域。在进行电法勘察后，可以得到地质中的土层扰动、断层破碎带和岩溶进行勘察，检测结果相对准确。

GIS（地理信息系统）与RS（遥感）技术也用于地质勘察技术中。主要对城市的地质情况以及城市化进程的影响进行勘察，从而对城市的建设和治理工作进行有效的指导。

地质勘察技术并不是一层不变的技术，也是随着时代和技术的发展不断发展的技术。在对岩土工程的地质进行勘察的过程中，可能采用多种方法同时进行，综合得出地质勘察的参数，以提高勘察的精确度，对工程的安全性、稳定性预测提供尽量可靠的参数。但是在勘察技术的选择中，并不是采用的勘察方法越多技术越先进越好。在对地质进行勘察的技术选择中，要考虑到勘察技术的经济性，选择的技术要能够进行互补，并且在勘察时要充分的利用经验和理论进行指导。

4、岩土工程中地质勘察技术的应用与发展趋势

4.1 地质勘察技术应用

地质勘察技术首先是应用于岩土工程的勘察技术，因此在勘察的过程中，能够了解工程地质的相关信息，对水资源的查明、国土开发政治、水坝选址、、城市的建设与规划等方面有着重要的意义。通过勘察技术了解地质分布、岩土信息和开发现状，能够对与国民生产有关的岩土工程提供详细的地质信息。而且在岩土工程中，基础施工和基础处理的要求使勘察技术得到广泛的应用。地质勘察技术的使用，能够对地基进行分析，从而为岩土工程的基建工程提供参数。

基础地质勘察技术对岩土工程地区的地质灾害防治也能够起到良好的作用。由于我国属于多山国家，地层岩性复杂，构造运动多变，所以我国的地质灾害频发。地质灾害的分布广，危害严重，只有进行地质灾害的勘察、检测和防止才能够使地质财害的影响降到最低。地质勘察技术的应用，可以有效的认识岩土工程地质情况，从而对地质灾害的预测提供地质参数。

4.2地质勘察技术的发展方向

随着我国的经济不断发展，对基础建设的要求不断提高。尤其是近几年国家对嚼用基础建设进行了空前的投入，对交通运输状况进行有效的改善。这种情况为基础地质勘察技术的发展提供了前所未有的机遇。通过大量的资金投入、大量的工程经验、勘察新技术的使用、勘察咨询行业的兴起能够使我国地质勘察技术得到长足的发展。天然气的作为一种清洁能源，利用率会越来越高。我国城市天然气发展速度加快，城市对天然气管道的需求会大大增加，这样的情况对地质勘察技术发展具有相当重要的作用。在这样的情况下，了解浅层地质信息以不保证管道工程的建设，可以积极发展深尺无线勘测技术，从而对地质勘察新技术产生积极的作用。岩土工程中的挖掘技术在隧道技术的广泛应用，也促使地质勘察技术不断发展。

新技术的使用，会带来地质勘察技术的革命性发展。比如纳米材料技术和机器人技术的使用，能够进行多功能勘察，及时方面的了解地质情况，为勘察技术的发展带来的良好的前景。勘察技术的发展与社会的发展需求、资金的投入和新技术的发展息息相关，勘察技术的发展，会逐步实现智能化、机械化，并且与工程地质和地质灾害防治等更好的结合，以实现地质勘察技术的合理化使用。

5、结论

岩土工程中的基础地质勘察已经取得了长足的发展，而且相应的规范化已经建立。但是在勘察的过程中，还是要根据已有的规范进行勘察并且撰写勘察报告，为后续的工程发展提供数据支持。大力发展岩土工程中的基础地质勘察技术，对勘察技术进行创新，使地质勘察技术能够更好的服务于国民生活，在岩土工程建设和地质灾害防治方面起到作用，是地质勘察工作者的责任使命。

6、参考文献：

[1] 顾宝和.岩土工程勘察技术现状及发展问题述评.工程勘察，1998，(4).

[2] 邓伟军.基于岩土工程勘察工作中若干问题的探讨[J].中国水运(下半月, 2009, (1).

[3] 王若锋，贾志强.浅谈岩土工程勘察中应注意的问题[J].中国勘察设计,2009， (2).

[4] 陈俞佐.浅谈岩土工程勘察的基础技术问题[J].中国科技纵横.2010(8)

[5] 张在明.国内外工程勘察行业发展水平及趋势的研究.全国建筑工程勘察科技情报网建网十五周年综合科技情报交流会论文选集.济南：山东省地图出版社，1993.

第11篇

关键词:云雾山隧道;超前地质预报;岩溶处理;富水溶腔

中图分类号:U456文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)19-0163-04

1云雾山隧道概述

云雾山隧道全长6640m,是全线的重点工程之一。隧道最大埋深800m,云雾山隧道地处鄂西长江分水岭的低山和中高山的中低山区,山高壁陡,河谷深切,地形极其困难,相对高差月1000m,地表岩溶较发育,海拔1300m以上垂向岩溶发育,岩溶形态主要为岩溶漏斗及落水洞,900～1200m水平及垂直岩溶兼之,以垂向为主,载斜坡及谷底坡角有少量水平溶洞,规模小,洞口直径1～3m,深50～100m,800m以下以水平岩溶发育为主。

云雾山隧道斜穿白果坝背斜倾状端附近,背斜长约40km,宽10km,轴向月N45°E,核部为寒武系地层,两翼有奥陶系～三叠系地层组成。在背斜核部附近(DK244+637.9)发育东北向的二次纵张断裂-茅坝槽断裂。茅坝槽断层先期为纵张,后期为压扭性,在隧道区表现为逆断层。茅坝槽断层为宽10～60m的断层破碎带(东宽西薄),角砾多呈棱角状,少数磨圆,具泥化现象,断面较粗糙,断距较小,该断层为阻水断层。测区内主要有三组节理,第一组节理平行于构造线,为纵张节理,最为发育;第三组节理垂直于构造线,为横张节理,较发育。

云雾山隧道所在区域排泄基准面有白果坝、大、小鱼泉、恶水溪、洞湾等5个暗河系统,标高分别为739.56m、790m、805m、800m及1150m,白果坝暗河系统为本区域最低排泄基准面。受岩溶发育基准面控制,从地表起算,推测垂直渗流带300m,其下为100m水平径流带;在下部为深部循环带。据物探资料显示,云雾山隧道深部岩溶较发育,隧道正常涌水量45655m3/d,最大涌水量为171994m3/d,地下水极为丰富。

云雾山隧道地层岩溶发育强烈,地下水丰富,出水量大,落水洞、漏斗广布,在施工中极易出现涌水、突泥等现象,断层地段施工容易引起洞内坍塌。在隧道埋深超过500米的地段,因地应力较高,推测硬岩地段可能出现轻微～中等程度的岩爆,软岩地段可能存在大变形。

区内地下水补给来源为背斜上游地下岩溶水顺高程沿构造裂隙溶蚀通道补给和大气降雨补给。其中后者为间歇式且水量占全部水量大部。大气降雨通过地面汇集,经不同深度漏斗群垂直补给不同标高的水平流动带和深部循环带。

图1隧道纵断面图

2超前预报方法及其特点

进入21世纪,伴随着西部大开发战略的启动,修建的铁路、公路将明显增多。由于隧道长度、埋深等各方面因素的影响,地质条件越趋复杂,隧道施工中遇到的问题也会相应地增多,不可预料的地质灾害如突泥、突水、塌方等成为困绕工程施工的主要难题。近十几年来,隧道施工技术已经有了很大的发展,为了保证在隧道施工时的安全和高效,超前地质预报的研究显得越来越重要。要保证隧道施工的顺利进行,关键是要预防隧道施工中的地质灾害。如在施工中的塌方是制约快速施工的最主要因素之一,而断层、岩溶是隧道隧洞开挖过程中最常见的不良地质现象,也是引起隧道塌方的最主要原因之一。由断层及断层破碎带、岩溶陷落柱等引起的隧道隧洞塌方占塌方总数的绝大部分。

可以说,隧道隧洞施工中发生的地质灾害,几乎都有断层、岩溶有关。鉴于断层破碎带、岩溶对隧道施工的巨大影响。因此,进行断层破碎带、岩溶超前地质预报的研究具有极其重要的意义。根据隧道隧洞开挖面前方隐伏断层及破碎带、岩溶规模准确定位和评价,采取准确而有效的防治工作,不仅可以减少隧道塌方、突泥等灾害的发生、加快施工进度,而且可以为施工单位节约大量成本,显著提高经济效益。它既可以产生巨大的经济效益,又具有广泛的社会效益。

通过地质超前预测预报,减少隧道施工过程中的盲目性,避免隧道施工过程中可能诱发的重大的不良地质或灾害地质的发生,并根据现场预报结果,实施动态信息的施工方法,及时调整或修正围岩分级、设计参数及施工方法,正确指导施工,使施工快速、安全、经济、合理。

2.1超前地质预报的内容

超前预报的内容有:地层岩性、完整性及含水情况;断层及富水情况;大型岩溶的规模及富水情况;暗河。

2.2预报方法

地质编录预测法(图解法、类比法、断层参数法);超前钻探预报法;地球物理探测法(TSP、HSP、地质雷达、红外探水、孔内摄影、单孔和跨孔CT)。

2.2.1掌子面的地质素描掌子面地质素描是超前预报技术中最基本的一种方法,它根据对掌子面出露的地质情况的分析来推测前方的地质情况。地质素描的具体内容有:掌子面处的地层岩性描述;地质构造情况;地质结构情况;节理发育情况;地下水状况;结构面的产状、岩层走向等,当然,不同的岩层所描述的内容不尽相同。

掌子面地质素描仅适用于地层岩性比较均一的围岩,在地质条件比较复杂的隧道开挖过程中除进行地质素描外,还需采用多种超前预报手段,以便比较准确预报掌子面前方的地质情况。

2.2.2长距离(长期)超前预报利用工程地质法,根据地面测绘资料、钻孔资料其它基础资料对距掌子面大于100m外的地层界线、大型断层、围岩级别、地下水富集情况以及其它特殊工程地质问题进行宏观预报。

2.2.3中距离(中期)超前预报采用TSP202(地震波勘探),在长期预报的基础上进行。它的主要任务是较准确地预报掌子面前方100m或更远距离范围内的主要不良地质体的性质、位置和规模,粗略地预报围岩的级别和地下水情况。

TSP202是利用地震波的回波原理,人工制造一系列有规则排列的微震源,形成一个地震源断面,同时地震波接收器采集这些震源所发生的地震沿隧道前方遭遇不同地质体被反射返回的地震波数据,这些数据通过计算机处理并归纳成不同的种类,从而分析掌子面前方的围岩构造情况。但其在接受信号时对周围的噪音的控制要求较高,也就是说由于施工场地施工噪音的影响,其探测的精度容易受到干扰。

一般情况下其预报间距为100m左右,对于地质条件特别复杂的段落,其测量间距可加密到50m,保证前后两次的预报结果有足够的重叠范围,相互印证。中距离地质预报在隧道开挖的过程中连续不断进行,贯穿隧道施工全过程。

2.2.4短距离(短期)超前预报短距离超前预报一般为掌子面前方30m内,最多50m范围内进行较为准确的预报。

2.2.5红外遥感技术主要采用HY-303红外线探测仪。在施工现场,通过测试掌子面的场强分布值,根据场强的变化规律预报掌子面前方可能出现的岩层,已经临近的不良地质体的性质、位置、岩溶裂隙、地下水的活动规律、地下水的压力、储量等含水构造。通过测试已开挖隧道纵向的场强分布值,根据场强的的变化规律预报开挖断面四周的是否存在含水构造。

对于场强的分布,根据掌子面的大小,将掌子面划分为若干区域,一般情况下,单线隧道正洞掌子面分为7～8个区域,平行导坑掌子面分为3～4个区域,每个区域设置一个测点,根据历次工程测试,判别掌子面前方是否存在含水的标准为:当测点中最大场强值和最小场强值的差值不小于10uW/cm2时,大致认为前方有可能存在诱发突水的地下构造。

2.2.6地质雷达地质雷达是利用无线电波检测地下介质分布和对地下不可见目标进行扫描,以确定其地下结构的内部形态及位置的电磁技术。其分辨率高、无损伤。探测和数据处理速度快、机动灵活,可对掌子面前方及隧道四周进行短范围的探测。

2.2.7超前探孔超前探孔是在长期、中期以及红外线遥感、地质雷达预报的基础上再采用超前探孔进行验证。超前探孔是目前各种超前预测预报方法中最简单、最直接、最准确的一种预测预报方法。该种方法是在掌子面布设超前探孔,采用钻机进行超前钻探,根据钻机在钻进过程中的推力、扭距、钻速、成孔难易及钻孔出水情况来确定前方的地层和岩性,同时进行涌水量和水压测试及水质分析,判定掌子面前方地层含水情况及性质。

一般情况下,隧道进入核部可溶岩后,正洞探孔数量为3～5个/循环,探孔长度根据围岩情况施作30～50m,一般大于30m。两循环之间搭接长度不小于5m。探孔中其中一个须采用地质钻机进行取芯。在超前地质探孔预测预报过程中,若出现局部出水量较大,应增加超前探孔数量,若地质情况较好可局部减少探孔数量。

2.2.8超前炮孔因地下岩溶管道分布很不规律,超前探水孔施作的过程中不一定能够探到岩溶管道或溶穴、溶孔、溶隙等不良岩溶地质,因此在施作炮眼时每茬炮将进行开挖轮廓内外5m长的超前炮孔细微探测,每循环11～17个,炮孔外插角40°～45°。根据岩碴和出水情况判定前方的地层和岩性及含水情况。

3隧道超前预测预报流程

施工中地质灾害临近警报。在多种预测预报工作基础上,将多项预测预报手段所得的资料进行综合分析与评判,相互印证,并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆对断层破碎带、岩溶破碎带、突水、突泥等进行预测、判断,并在施工中进行地质灾害临近警报,其为隧道地质超前预测预报的核心任务。

4超前预报在云雾山的应用情况

云雾山隧道超前预测预报长度为6640多米,在超前预测预报过程中采用了以上各种预测预报手段,并且受到很好的效果。隧道出口DK245+645～+570段的超前预测预报是比较典型的例子,当开挖至DK245+645左右,掌子面揭示为灰岩,但存在局部裂隙少量渗水现象。

2008年7月21日,云雾山隧道出口Ⅰ线在DK245+645掌子面用德国克莱姆钻机进行超前水平钻探时,出现涌水涌砂现象,钻孔最大出水量达到800m3/h,随后在Ⅰ线DK245+645掌子面施做封堵墙,进行超前水平钻探,先后在该掌子面施做超前水平钻孔10孔,初步判定该溶腔为充填性溶腔,充填物为泥加砂,充填物遇水成流塑状,施工难度极大,施工受阻。

在Ⅰ线施工受阻情况下,经多方研究决定提前进入Ⅱ线,为了探测该溶腔与Ⅱ线的线路关系,决定在Ⅰ线DK245+680处向线路左侧增加横通道,2008年9月4日在DK245+680横通道施作超前水平钻探,再次遇到该溶腔,超前钻孔出水出泥,溶腔突出物与Ⅰ线基本相同,由此判定Ⅰ、Ⅱ线溶腔连通性是极强的。

2008年9月25日,多方领导专家决定隧道ⅠDK245+645掌字面向前开挖13m到达DK245+632,逼近溶腔,并在DK245+632处施做封堵墙,布置探孔9个,进一步超前水平钻探;并在DK245+710增开横通道进入Ⅱ线,提前处理溶腔段。随后我们按照会议精神组织施工,对Ⅰ线溶腔发育规模进行了再次钻探,在钻探过程中钻控均有突泥突水现象,最高水压达到1.2MPa。

“DK245+710”横通道贯通,提前进入Ⅱ线掌子面后,在ⅡDK245+675施做超前钻探,在钻至ⅡDK245+654处遇到溶腔,经多方研究继续向前开挖15m到达ⅡDK245+660,逼近溶腔施做2米厚封堵墙,布置探孔9个,进一步超前水平钻探,在钻探过程中最大出水量为600m3/h,测得最大水压0.8MPa,溶腔充填物与Ⅰ线相同,施工受阻。

经过隧道Ⅰ、Ⅱ线4次大规模的勘探,超前水平钻孔长度达到2200多米,经过对Ⅰ、Ⅱ线探测资料的综合分析,初步判断该溶腔在隧道Ⅰ、Ⅱ线相连,溶腔沿线路发育最大长度为40m。

钻孔中流出的物质分析,溶腔充填物含粉细砂及黏土,局部为中砂(含少量石英质),钻孔突出物呈糊状。根据取样进行的试验分析显示,粉细砂中含泥量约为16.2%。

自2008年7月21日隧道出口Ⅰ线掌子面探测到溶腔至2008年11月25日方案实施,进出口工区分别在10个断面进行超前地质预报、地质钻孔验证、DK245+680横通道腔体岩溶水放水试验、DK245+634掌子面帷幕注浆试验、隧道进出口绕行导坑贯通等工作。结合对隧道地表地形、地貌多次踏勘和水文、气象观测对于云雾山隧道核部不良地层岩溶段有了初步的判定。(1)地表白果坝断层未发育到线路标高位置;(2)岩溶水流向为自上而下、自左而右;(3)岩溶水受降雨补给且占总水量比重大;(4)溶腔体积发育规模一般,Ⅰ线比Ⅱ线规模大,Ⅰ线岩溶不良地质段为DK245+577～+625长48m,Ⅱ线岩溶不良地质段为ⅡDK245+523～+654长131m;(5)溶腔填充物为中细砂、淤泥无块石等其他杂物,说明水的补给主要通过构造裂隙为通道;(6)隧道核部埋深800m,洞外水文观察隧道顶板以上三层水系关连度不大,基本可排除连通可能性;(7)隧道通过不良地段初步判定以垂直溶蚀为主,表现为大的岩隙及多个大小不一溶蚀管道群;(8)溶腔内含淤泥、中细砂、气体和岩溶水,其中水压在0.43～0.84,最大瞬间水压1.2MPa;(9)未降雨时静态补给量5000～7000m3/d;(10)推测动态补给水头高度120～100m,静态水头高度60～40m;(11)注浆过程中注浆压力变化幅度巨大;(12)注浆后无法评定注浆效果;(13)施工循环周期长、工效低;(14)注浆范围判识难度大。

围绕帷幕注浆大管棚方案与直接放水揭示方案,经过多方反复论证并收集相关资料,2008年11月6日铁道部工程管理中心在北京举行工程院士论证会确定采用“释能降压、爆破放水、直接揭示方案”。

4.1“617”溶腔施工处理措施

11月25日隧道Ⅱ线ⅡDK245+525溶腔爆破放水成功,隧道Ⅰ、Ⅱ线+617溶腔水压减为0,无水流出。11月26日铁道部建设指挥部召开了云雾山隧道Ⅱ线ⅡDK245+525溶腔爆破放水效果分析会议,在会议上确定,隧道Ⅰ线+617溶腔采用直接揭示,清理淤泥,加强支护的方式通过。11月27日隧道进出口开始施工,在施工中为了控制溶腔充填物涌出数量和保证施工安全,采用三台阶施工方法,及时清理溶腔突出物,为了加快清理淤泥速度,加快施工进度,及时支护保证施工安全,向淤泥中填加硫铝酸盐水泥、生石灰和洞碴方法,使爆破后溶腔突出物得到及时清理,为支护赢得宝贵时间。隧道Ⅰ线清理淤泥24368方,隧道Ⅱ线清理淤泥6380方。

该段溶腔采用“宜万隧参15-08”k1.0抗水压衬砌结构图施工,初期支护为网喷C20混凝土,Φ8钢筋网片,网格间距20cm×20cm;钢架采用I18和I20工字钢架加强,钢架间距0.5～1m,溶洞及岩溶裂隙发育地段钢架间距0.5m,破碎围岩地段钢架间距1.0m,完整灰岩地段局部设置钢架,间距1.0m。在施工中严格采用“短进尺,弱爆破,强支护”得原则进行施工。在富含流沙和粘性土地段禁止爆破和机械施工,采用人工开挖施工,减少对周边得扰动。对初期支护进行加强,采用6m超前小导管预支护,减小工字钢架的间距,增加钢筋网片层数,钢架纵向连接钢筋由1m调整为30cm;在钢架外层设置Φ108mm无缝钢管和Φ42mm小导管做棚管,增加初期支护的强度。在开挖后溜坍不断的溶腔裂隙地段,为了确保施工安全,采用了工字钢架在安全地段预先安装焊接在施工台架上,焊接好钢筋网片和纵向连接筋后,在钢架外层焊接Φ108mm无缝钢管和Φ42mm小导管棚管,棚管外层铺设钢板和木板,加工完毕后由装载机和挖机把施工台架推至支护段,利用装载机和挖机把钢架高度调整至设计高度后,在下面施工锁脚导管和锚杆,然后在进行喷射混凝土施工。在空腔部位预留混凝土泵送管,拱部空洞采用C25混凝土回填至拱顶以上3～5m,边墙外空洞采用C25混凝土回填密实在进行下循环得施工,隧道Ⅱ线于2008年12月28日,隧道Ⅰ线于2009年1月17日安全顺利贯通。

隧道Ⅱ线底部岩溶处理方案为隧底以下半充填型溶腔,采用换填+钢管桩注浆加固+空腔回填进行处理,然后施工正常仰拱、填充、底板。换填材料采用C25混凝土,钢管桩采用φ108钢花管,间距50cm×50cm。仰拱、地板采用C35钢筋混凝土,填充采用C25混凝土,隧道底部、衬砌于3月31日完成。

隧道Ⅰ线隧道底部岩溶处理方案为25cm后临时仰拱将初期支护封闭成环,95cm厚C35钢筋混凝土仰拱,115cm厚C25混凝土填充,填充分两次施工,第一次施工65cm,然后预留注浆孔,待施工完第二层填充厚进行注浆加固隧底以下溶腔,然后施工30cm厚C35钢筋混凝土地板,目前隧道底部岩溶处理和衬砌已经完成。

4.2“526”溶腔施工处理措施

溶腔揭示后,进行了溶腔的形态测绘工作。溶腔发育影响隧道范围为ⅡDK245+523-+547,长24m,横向最大约18m。ⅡDK245+523-+527段斜向小里程上方发育,高度大于30m;ⅡDK245+527-+543段发育至拱顶以上0～7m;+543后斜向I线大里程上方发育;+547在拱顶2.73m以上发育,现为空腔,推测与I线溶腔相通。

为了及早处理溶腔,加快进度,11月29日,我部组织人员、机械从弃碴场拉洞碴到洞内,从5#口开始垫碴铺路至DK245+525掌子面,共计垫碴7354方。12月3日正式开始施工,在DK245+525掌子面对爆破后的溶腔采取临永结合的方式进行支护,预留1.5～2.0m空架钢架,作为泄水通道,将岩溶水引排到隧道左侧。DK245+523-+547段采取I20型钢钢架,纵向间距0.5m一榀,拱部及溶槽处设置φ108mm管棚,环向间距30cm,网喷混凝土,网格间距20*20cm,空腔侵入隧道开挖轮廓线地段初期支护应及时封闭。拱部及溶腔处浇筑C20护拱混凝土,厚2.0m。回填过程中分层、分段对称填筑,在回填面形成纵向排水坡。该溶腔未发育到隧底,隧道底部采用正常仰拱、填充通过。

4.3保证运营安全、增打泄水通道

“526”溶腔爆破放水成功后,静态出水量维持在5000～7000m3/d,为了防止衬砌封闭后形成高水压,保证运营安全,决定增打泄水通道,将“526”溶腔水排出洞外,泄水洞全长2019m。

5高风险岩溶隧道施工体会

(1)了解隧道工程相关的工程地质、水文地质情况,及时调整施工组织岩溶发育成因是地表水或地下水岩溶层内构造面流动不断溶蚀的结果。隧道施工过程中对测区内大的地质构造的判识显的尤为重要。如云雾山隧道处于新华夏系第三隆起带(川鄂褶皱)中,线路斜穿白果坝背斜主要受NE建始-恩施大断裂次生的茅槽坝褶皱断裂和与背斜走向垂直的纵向隆起NW的横张断裂影响。隧道洞身开挖揭示的大部岩溶发育形态均与这两组构造方向吻合,且恰在隧道核部两组构造水平垂直交叉发育成云雾山隧道突水、高压岩溶发育群落。通过调查参阅相关资料和洞外水力观测,由于岩层中存在隔水层,判识云雾山隧道洞顶水分三层且互不联通,这就为最后“释能降压,爆破放水”方案提供了理论基础。

(2)做好超前地质预测预报工作,防范突发地质灾害发生。在复杂长大岩溶隧道施工中,开展超前地质预测预报工作意思非常重大。应按“合理确定内容,强制纳入工序,专业队伍施工,定期成果评估”的原则安排此项工作。长大隧道工作条件恶劣,各工序交叉点多,功效低,如果超前地质预测预报工作过于繁琐,即影响施工,单项费用浪费惊人。结合现知的超前地质预报手段,建议:在风险隧道掌子面TSP技术可贯穿使用,其可预测掌子面前方100m左右内不良地质体的性质、规模、位置;TSP报告结果分析后,在不良体前方30～50m范围内采用超前水平钻孔验证;在超前水平钻孔成果分析后,在不良体前方20～30m范围内利用地质雷达验证(需喷砼找平测试面);确定保护岩盘厚度,施工掌子面推前最终位置,探测其具体形态。

(3)“526”溶腔爆破放水成功的经验,可为同类型溶腔处理提供经验和借鉴。也是溶腔处理最直接、最有效的方法,较其他方法节省大量投资。

(4)在隧道施工中必须采用先进设备多种方法将溶腔发育状态、填充物、储水量等探明,对溶腔危害性进行分析,在分别对不同溶腔采用不同的通过方法,且不可只局限一种或两种方法,此次对“526”溶腔的释能放水就是最好的例证。

(5)采用爆破放水处理溶腔必须有周密的施工组织,严格的安全措施作为保障,确保每一环节做到位。

第12篇

关键词：GPS滑坡监测；基准点；测量

中图分类号：P258 文献标识码：A0. 前言

为了预防滑坡事故，我们需要获取滑坡体的变形信息。传统的监测方式主要是通过群测群防获取非重点滑坡的状态信息，同时利用一般的监测技术来得知滑坡的状态信息。这种方式比较耗费人力物力。GPS技术则为中尺度以上的范围监测带来了技术支持，这项技术日新月异，为大面积的滑坡动态监测研究做出了突出贡献。山西省灵丘县唐河水库段陕京管道地质灾害勘查工程位于山西省灵丘县西约20km的东河南镇韩於地村附近，地理坐标为东经114°01′10″，北纬39°22′42″，南部有京原铁路，北侧紧邻广偏公路，测区海拔约1130m，属山区地貌。在这个地段一旦发生滑坡事故就会给人们的生活带来很大的损失，为了防止突发性互动，就需要建立起滑坡预防系统。

1. 滑坡监测

1.1 滑坡监测的重要性

滑坡作为比较严重的地质灾害，主要因为是无法事先准确预测出发生时间、地点和强度。正是由于这种突发性的特点，当前世界上的普遍作法是以防治为主，所以需要靠滑坡监测来获取数据作为预防依据。

1.2 滑坡外部变形监测

滑坡外部变形监测主要包括对于滑坡的表面位移监测和深部位移监测，这两种监测手段还可以相互验证。滑坡表面唯一监测是滑坡外部变形监测的重点内容，通过测量的数据可以获取滑坡移量的大小、方向以及变形速率，这是监测滑坡的重点，也是判断滑坡是否稳定的依据。

1.3 GPS自动化的特点介绍

GPS自动化监测原理是利用GPS卫星定位系统、计算机技术等实现在线获取形变体的三维坐标。通过实时数据监测，来对形变体进行自动化判断，具有很突出的优点：

（1）不受环境干扰。

（2）不需要通视，适合野外实时监测。

（3）数据比较同步，有利于作为判断依据。

（4）数据采集速度快，使用快捷。

（5）数据采集精度高。

（6）能够全天监测，节省人力。

正是由于GPS具有以上几个显著优点，所以在滑坡监测中得到了广泛的应用，可以作为一项有效的监测手段。另外，虽然GPS的大地高精度虽然比较差，但是其各点的高差还是有一定的价值的。因此，我们可以认为各点的大地高差值基本恒定，精度在毫米级，满足三等水准的精度要求，可以满足山体滑坡监测垂直位移的精度，因此采用GPS方法进行观测是可行的。

2. 监测布设

2.1 监测人员和设备

我中心共投入1个测量组4名技术人员，全站仪1台，GPS接收机4台，计算机1台，惠普HPDesignJet500绘图仪1台，佳能i400喷墨打印机1台；采用南方CASS2008地形地籍成图软件成图，滑坡监测采用南方测绘S86GPS接收机静态观测时间大于30分钟。

2.2 平面控制测量

本测区采用1954年北京坐标系，高斯投影，3度分带，中央子午线114°；高程系采用1956年黄海高程系统。首级平面控制测量采用唐河水电站测图期间控制点GPS4、GPS5、GPS19及GPS2，经现场踏勘检查，标志完好，经复核成果满足成图要求，可供利用，图根控制测量采用GPSRTK测量。控制测量图如图1所示。

2.3 地形测量

监测之前首先要检查周围环境，要求在检测路段方圆两公里内没有高压线，没有大功率电台，地势开阔，便于GPS卫星信号的接收，提高检测数据精度。

本测区地形图测绘使用全站仪配合GPS-RTK进行数字化采集，内业使用广州CASS2008软件成图。成图格式为广州CASS2008-2004软件的.dwg格式。地形图基本等高距为0.5m，高程注记至0.01m。

测量时要找到基准点，本次测量选取各种建筑物、构筑物按地物和地面相交几何图形作为该建筑物的范围线，即以建筑物墙基础外角为准。施工期间以当地建设现状为准，本测区内的灌木林地均为标记植被符号。

2.4 数据处理

滑坡监测采用GPS静态观测，基准点采用唐河水电站测图期间控制点GPS4、GPS5及GPS19，由于基准点埋设时间较长，经复测满足监测基准点要求。变形点布设6个，利用已有点位5个，新埋点位1个，新埋点位采用如下形式。

观测采用4台南方灵锐S86GPS接收机，静态标称精度为平面3mm+1PPm、高程5mm+1PPm，同步观测时间大于30分钟，由于勘查面积比较小，沉降观测基线距离超短，给观测平差带来一定影响，再就是施工工期较短，观测周期短，期间为2011年1月1日至2011年1月25日，给滑坡的位移速率评价带来一定难度。结合以上测量结果，统计并整理数据得到沉降量的折线图如图2所示。

2.5 结果分析

从监测结果看，滑坡移量比较大，速率较快，建议进一步加强监测，采取治理措施，防止事故发生。结合当前的天气、水文、地质等情况可以得知，滑坡近期的变形主要原因在于最近暴雨条件下降水量过大，使得滑坡的总体重量增加，但是其基岩透水性差，这就使得雨水大量富集土体逐渐软化，滑坡体强度逐渐降低，容易变形形成滑面。

结论

滑坡的监测是一项长期的工作，通过在监测中应用GPS技术能够有效地减少测量误差，给监测工作带来了很大的便捷。本文通过分析了在进行滑坡变形监测的数据采集时应用GPS技术，并对数据进行处理，通过分析数据得到滑坡变形的现状。当前，由于受到气候、固体潮、电离层等影响，GPS监测还存在着一些尚需解决的问题，这就需要我们操作人员还要继续进行技术改革，探究出一套精度更加高的、便捷的、受环境影响的技术。随着科学技术的发展以及GPS应用领域的不断拓展，GPS技术必然将会在变形监测方面上广泛应用起来。通过更加科学的监测工作，利用更加便捷的方式，将会大大减少测量人员的危险系数，增加对滑坡预测的准确度，降低因为滑坡给人们造成的危害。

参考文献

第13篇

关键词：岩溶；软弱围岩；施工工艺

Abstract: the design and construction of tunnel geological conditions are closely linked, because of the influence of tunnel construction by the geological conditions is bigger, construction technology in different hydrogeological conditions will also have a larger difference, according to different geological conditions must have the corresponding construction method suitable to, otherwise easily lead to various geological problems, threatening the safety of construction personnel, also is a great waste of national resources. According to the experience of many years of tunnel construction in Karst and soft surrounding rock of the two common special hydrogeological conditions of the tunnel construction method introduces.

Keywords: karst; soft rock; construction technology

中图分类号： U45 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1岩溶地区

1.1岩溶

岩溶是施工过程中很常见的一种地质环境，岩溶主要发育在一些酸性地下水含量丰富且以可溶性岩石为主的地区，目前我们已经对岩溶有了一种比较科学的定义：岩溶作用是指地表水和地下水对地表以及地下可溶性岩石所进行的以化学溶解作用为主，机械侵蚀作用为辅的溶蚀作用、侵蚀--溶蚀作用以及与之相伴生的堆积作用的总称。岩溶亦名喀斯特（Karst）。

1.2岩溶地区的施工难点

由于地下岩溶水的活动，在岩溶地区修建隧道，一旦穿透高压岩溶管道水，或者遭遇漏斗、落水洞等岩溶形式，就容易造成大量突水，有时会携带泥沙喷射，严重影响了施工质量和施工进度，有时还有淹没坑道，威胁着施工人员的人社安全。另外，在施工中遇到大溶洞时，在洞中高填方或桥跨施工困难，造价远高于常规施工，有时为了避免这些问题的出现还要另辟新道，严重影响工期的同时还会造成不可估计的经济损失。

1.3岩溶隧道施工关键技术探讨

1.3.1岩溶隧道超前地质预报技术

岩溶隧道与常规隧道的差异主要有以下几个：（1）岩溶地质条件不同于一般地质，存在很大的不确定性与复杂性（2）地质勘察目前的勘测水平以及从业人员的科学素养未达到对岩溶地质条件的全面认识；（3)岩溶隧道地质灾害危害性特大，容易导致特大安全事故。正是由于岩溶隧道如上的特点，我们在隧道施工时，要对岩溶的发育规律、形态等多方面的影响因素有一个宏观全面的了解，为了搞清这些影响因素，目前的解决办法一般是通过超前地质预报的手段。

岩溶隧道综合集成预报方法组成如下：1)长距离预报：用TSP203地震波法进行长距离预报（一般是100m至200米），每隔50或100米进行超前地质探测，前后两次超前地质探测的重叠范围要达到一定的标准，提高所的成果的准确性。2)中距离预报：距开挖面前方30m～100ITI，用HY-303防爆红外探测仪进行进一步探测分析，其目的是探测前方围岩的含水构造情况。3)短距离预报：距开挖面前方30m内，在长、中距离预报的基础上，结合前期的成果，采用掌子面编录法进行更准确地预报。利用地质雷达进行超前预报时，在前方岩石完整的情况下，可以预报30m的距离，在前方围岩不完整或存在构造的情况下，预报距离小于10m。4)超前地质钻孔：超前地质钻孔主要是对TSP203法、红外探测进行验证。

1.3.2 岩溶及岩溶水处理

岩溶隧道施工时，根据设计方案的有关资料和现场超前地质预报成果，应尽量查明岩溶类型、发育程度、分布情况、岩层的稳定性和地下水的流向情况，然后可按照岩溶对隧道的影响程度和现有的施工条件，提出切实可行的治理意见并进行实施。处理岩溶水的时候，我们要坚持“宜疏不宜堵”的原则。“疏”就是要保证在施工过程中要尽量维护岩溶水的径流和渗流路径，保持地下水的原始循环和储存状态。岩溶的处理方法并不固定，应根据岩溶洞穴大小及溶洞与隧道的地理位置关系选择不同的处理方式。通常可采用的方法是跨越和堵填等措施。

1.3.3 岩溶隧道的监控量测及反馈施工技术

岩溶隧道监控量测有两个特点：1)支护段的安全监控。除了按现有规范规定进行安全监控外，对有溶洞或有暗河影响的位置做特殊监控方案，加强安全监测。2)为未施工段的施工提供信息化监控数据，反馈指导施工。反馈施工的步骤如下：1)地质力学模型建立。2)通过对没有岩溶影响的断面量测数据反分析围岩的岩体力学参数。3)通过超前预报手段理清溶洞的几何参数与力学参数。4)根据反分析得到的围岩的岩体力学参数、溶洞的几何参数与力学参数，运用数值分析的手段确定未施工段的加固方案。

2 软弱围岩地区

2.1软弱围岩

软弱围岩通常指的是承载能力低、岩质软弱、节理裂隙发育并且结构呈破碎状的围岩。软岩主要是第四系的全新、更新及中更新的破残积土，其范围有江河湖岸及池塘冲积和淤积层，还有水田、新老黄土、溶洞充填物及风积砂等。

2.2软弱围岩隧道工程的特性

当隧道变形明显和数据比较大时，它的位置和开挖掌子面相距20—30m，而且在4—7天内连续发生变形速度较快及剧烈的现象；当进行初期的开挖时，掌子面的水量很小或

者没有水，当开挖到后期时，雨后及雨天的支护表面出现了比较严重的渗漏水现象，这时支护也就出现了收敛及沉降；其变形段是先沉降增大，随后出现了收敛增大的现象；通常在拱顶及拱腰处会出现纵向开裂的现象，每当围岩出现变化的地段就会环向开裂，收敛处会发生钢架扭曲，混凝土开裂脱落，并且支护鼓包现象；变形的周期一般比较长，在衬砌前，都没有达到稳定的状态。

2.3关于软弱围岩隧道的施工方法

2.3.1软弱围岩隧道施工的原理及方针

软弱围岩隧道施工基本原理为新奥法原理，它所指的是新奥地利的隧道施工方法，也能够叫做锚喷构筑法，它主要包括锚喷支护、光面爆破及围岩量测三大要素；软弱围岩隧道施工的方针为管超前、短进尺、严注浆、紧封闭、强支护及勤测量；根据不同级别的软岩，制定相应的开发方法，从而保证初期的支护及时落底并封闭成环，以确保初期的支护具有承载能力。

2.3.2超前地质预报

在隧道开挖之前，应该对隧道地质进行超前预报，对掌子面前方围岩及地层情况所作出地超前预报，软弱围岩隧道的施工经常会遇到设计的地质与实际地质条件不相符的情况，对隧道施工前方地质条件进行准确预报是隧道建设中所迫切需要的，也是确定隧道工程施工方案及对策的关键，更是隧道工程施工的安全前提，关于超前地质的预报，现在最常用的是物理勘探的方法。

2.3.3超前加固

围岩结构松软破碎的浅埋隧道洞口段，洞身两侧存在偏压，部分工点围岩地层地下水位高，围岩裂隙水压大，围岩松软和破碎段洞身开挖后的自身稳定性受地下及围岩裂隙水压的影响比较明显。在洞口段边仰坡开挖中，极易发生边仰坡滑塌，边坡推移等险情，导致无法正常进洞。经过大量的工程实践确定，通过对隧道拱部和洞身两侧围岩进行超前加固，既可保证安全进洞，也节约了土地资源，实现了环保要求，是目前常用的围岩加固方式。

3结语

隧道工程的建设与地质条件密切相关，除了必须熟知一些常规的隧道施工技术之外，为了保障工程的安全性和经济效益，我们必须对一些特殊地质条件下的隧道施工工艺有所研究，才能最大限度地实现安全与效益共赢的目标。

【参考文献】

【1】罗琼．岩溶隧道施工技术[J]．铁道工程学报，2005(3)：65—71．

【2】章仁辉，王成、隧道工程[M]．重庆：重庆大学出版社，2001

第14篇

关键词：水文地质；勘察；类型；电法

中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：

一、水文地质勘察的工作内容

（一）地球物理勘探

浅层地震法、自然电场法和电测深法是水文地质勘探中经常用到的方法，它是利用物探确定抽水试验地点和钻孔技术使工作效率大大提高。

（二）水文地质的测绘

水文地质的测绘是对地下水和其相关的地质现象实地观测，用来查明地下水的分布、形成和埋藏的条件以及岩土含水性，找寻富水地段，通过遥感技术，对航空和卫星照片进行解译，来配合水文地质的测绘，能够提高地面测绘的精度和效率。

（三）水文地质的试验

试验目的是获取各种参数，给矿山涌水量的计算和地下水资源的评价等提供资料，其中最常用的是抽水试验。

（四）水文地质的钻探

水文地质钻探与一般的矿产钻探的要求相比是不同的，它要求有比较大的孔径并且必须用清水钻进，否则，所获得的水文地质参数可能会失真。

（五）地下水的动态观测

这是水文勘察中一项非常重要的内容。在试验和钻探的时候必须要考虑保留一部分的钻孔，以便用来进行长期的观测，为之后地下水文地质的计算提供基础资料。

二、水文地质勘察类型

（一）综合水文地质的勘察

这一勘察是为社会的经济发展规划而作，是以测绘为主，提交区域综合水文地质图和水文地质普查报告的基础性文水地质勘察。查明区域地下水的分布、类型和埋藏条件、地下水资源概况以及地下水的补给、排洩条件、径流、动态特征是其主要的任务。

（二）特殊项目的水文地质勘察

比如：防治地方病水文地质的勘察，为利用含水层储冷和储热的水文地质勘察，为治理地下水污染的水文地质勘察等等。

（三）工程水文地质的勘察

工程水文地质勘察是为了防止地下水对建设工程造成的危害才进行的水文地质勘察工作。例如防地下水的渗漏勘察，疏排地下水的勘察，降低地下水的水位勘察等等，在实际操作上经常列入治理工作和岩土工程勘察的范畴。

水文地质勘探常用的几种电法

1.1 频谱激电法 频谱激电法(SIP)是它利用常规电阻率法的电极装置，在超低频段上作多频视复电阻率测量，根据多频视复电阻率的频谱特性及其空间分布规律，推断地下地质情况，达到地质找矿目的。因为此法是观测视复电阻率，故又称为复电阻率法。由于频谱激电法获得的谱参数可为解决激电法的两大难题(识别和分离激电与电磁效应及评价激电异常)提供宝贵的信息，因而这一方法引起了国内外同行的广泛重视。 1.2 瞬变电磁法 瞬变电磁法(TEM)是近年来发展很快的电法勘探分支方法。它是利用一定波形的脉冲激发，在一次场断电后，通过观测二次场随时间的衰减特性达到地质目标的一种时间域电磁法。它除了具有电磁法穿透高阻层能力强及人工源方法随机干扰影响小等优点外，TEM法还明显地具有断电后观测纯二次场，可以进行近区观测，减少旁侧影响，增强电性分辨能力；可用加大发射功率的方法增强二次场，提高信噪比，从而增加勘探深度；通过多次脉冲激发后场的重复测量叠加和空间域拟地震的多次覆盖技术应用，提高信噪比和观测精度；可通过选择不同的时间窗口进行观测，有效地压制地质噪声，获得不同勘探深度等一系列优点。（图1瞬变电磁法工作原理图）

图一

瞬变电磁法今后的发展方向可概括为以下几个方面:(1)理论方面，与实际地质构造接近的复杂二、三维问题正、反演；电磁拟地震的偏移及成象技术；瞬变电磁法的激电效应特征、分离技术和解释方法等。(2)方法技术方面，类似于CSAMT的双极源瞬变电磁法；拟地震的工作方法技术，如时间域多次叠加和空间域多次覆盖技术等。(3)仪器方面，主要是发展大功率、多功能、智能化电测系统，高温超导磁探头的研制及磁场观测和解释方法研究。(4)应用方面，除了通常应用于金属矿产及石油资源的勘查外，还应在地下水、地热、环境及工程勘查、井中瞬变电磁法及深部构造等方面拓宽其应用及研究领域。（图2瞬变响应与电导率

的关系）。

图2

1.3可控源音频大地电磁法

可控源音频大地电磁法(CSAMT)的一维反演方法是先将野外实测卡尼亚视电阻率频率测深数据作近场校正；然后用大地电磁法的反演方法，对近场校正后的数据作解释。这种作法最多只能是一种粗略近似的半定量解释方法，严格的CSAMT定量解释应该直接采用基于实际使用的三维场源建立的反演方法，我国学者建立的双极源CSAMT法的一维正、反演算法，应用较好。在二维和三维地电条件下，双极源CSAMT的观测结果，既与观测点也与场源下方的地电分布有关(场源复印效应或场源附加效应)，还能反映出场源和测点之间的电性不均体的影响(阴影效应)。这些由人工场源引起的复杂现象，其影响规律和校正方法尚待研究，研究的困难在于，二维或三维地电条件下，双极源电磁场的计算十分复杂。均匀围岩或二层非各向同性大地基岩中存在局部三维不均匀体时，双极源电磁场的正演数值计算(积分方程)算法虽已解决，但所要求的存贮量和计算量都很大。二维地电条件下，电偶极源电磁杨的数值计算(有限元)算法，国内外都已进行了多年研究，直到最近才获得突破，如能研制出实用程序，将对CSAMT法各种场源影响规律和校正方法的研究及过渡区观测结果的解释，起重要的推动作用。CSAMT法受地表局部不均匀造成的“静态效应”影响，为了推动CSAMT法的进一步发展，应深入研究二维和三维条件下，由人工场源引起的各种复杂现象对双极源CSAMT观测结果的影响规律和校正方法，提高观测结果的解释水平。另应参照国外仪器标准，尽快完成国产多功能电法仪器的研制工作。 1.4高密度电法

高密度电法是在常规电法基础上发展起来的一种新型阵列勘探方法，它是基于静电场理论，以探测岩土介质的导电性差异为前提进行的，通过观测和研究人工建立的地下稳定电流场的分布规律从而来解释地下地质问题。用供电电极向地下供直流(或超低频流)电流，同时在测量电极间观测电位差，并计算出视电阻率，各电极沿选定的测线按规定的电极距间隔移动。高密度电法进行二维地电断面测量，兼具剖面法与测深法的功能。能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量，因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。高密度设置了较高的测点密度，（见图3）仪器利用多路电极转换装置，自动实现多种电极排列和多参数测量，一次可完成纵、横二维的勘探过程，既能反映所探地质体在某一深度上沿水平方向岩性变化，又能反映其在垂直方向不同深度上的岩性变化规律，获取的地质信息丰富，探测精度高。因此在工程地质勘探中得到了越来越多的应用。

第15篇

关键词：水文地质 工程地质勘察 重要性

引言：

在任何项目的工程勘察、设计、施工等环节中，水文地质情况历来就是一个不可忽视的重要影响因素，而实际中却往往不被相关人员所重视，忽视了水文地质对建筑工程的影响。从众多的危房建筑、豆腐渣工程中都可以发现导致危害结果的因素中因水文地质导致岩土发生灾害的工程不在少数。因而在工程勘察中要明确和评估地下水水文地质的实际情况，收集相关数据，预测地下水对工程和建筑物的影响，降低和消除因地下水文对建筑物引起的危害。

一、正确认识岩土的水理性质

对岩石与土壤的水分物理性质和物理性质勘察的准确与否将对地表建筑物的稳定产生较大影响。由于岩土具有水理性质，其与地下水发生相互作用产生一定的反应，可造成岩土强度与形状的变化，超过保持内部质量不变的度时极可能造成地面建筑物的损坏，严重者甚至引起房屋的倒坍等。当今诸多工程勘察中不如以往重视对岩土的物理力学性质的评估，为全面评估工程的地质属性。

土的水理性质指土中所含的水在量和质上的变化引起土呈现出的各种各样的性质，包括稠度、塑性、膨胀、收缩、崩解等，通常采用软化性、胀缩性、透水性、给水性、崩解性等方法测试岩土的水理性质。软化性指的是当岩土浸水软化后，其力学上表现出的强度也相应发生降低，一般通过计算其软化系数来测量岩土以及岩石抗风化以及耐水的指数。在含有较易软化岩层的岩土层中，岩土与地下水发生作用进而产生软弱夹层;胀缩性指的是当岩土充分吸水后体积扩张变大，水分流失后体积缩小的特性，大多数地裂与基坑隆的产生就来源于岩土的胀缩性。在胀缩性较强的岩土工程当中，地基发生变形的概率较大，对建筑物的产生安全隐患;透水性是通过重力作用使水透过岩土的特性，质地坚硬，缝隙较小的岩石其透水性较强，反正质地松软，颗粒越细的岩石其透水性越弱。通过对岩土透水性的勘察，即可初步判断该地是否适宜进行工程的施工;给水性是指在重力作用下水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定;崩解性指的是岩土遇水软化后，内部颗粒粘性降低，造成土体崩散、解体的特性，通常是造成山体滑坡和泥石流的重要因素之一，因而在工程勘察过程中，对岩土的崩解性的测试是一个绝对不可忽视的环节，其对建筑物的安全影响深远。

二、水文地质评价的重点

从当前国内为众多的工程事故中，大多因对水文地质情况缺乏正确评估和预测的而导致引起岩土性质的发生改变所致。在以往的工程勘察报告中不难发现，工程项目在设计以及施工环节中为对地下水做出可选客观的评估，在收集和整合过往成败得失的基础上，笔者认为在勘察水文地质情况时可从以下方面进行入手：

其一、在工程地址勘察中应充分考虑到地表建筑物地基的实际需求，科学客观的研究场地水文实际情况，为地基范围的选择与修建提供有参考价值的水文地质资料；其二、在勘察过程中，应将地下水与岩土之间的相互作用对建筑物的影响进行预测，得出可靠的数据，进而评估是否可进行建筑的修建以降低出现危害的可能；其三、本着确保工程质量的角度出发，根据地下水对建筑的作用和影响，制定应对可能存在的不同地质问题的措施，降低和消除可能出现的危害。尤其是在地基的选择和修建中，对于存在松散的粉细砂与粉土时，科学计算是否有出现潜蚀、流砂、管涌的可能，以科学设定地基的修建区，提升地基的安全系数;如地基层范围内存在承压性含水层时，就应及时计算和预测基坑开挖后承压地下水冲毁基坑底板的概率，条件允许的情况下应进行相应的渗透和富水性试验；为保护埋在地下水位以下的建筑物混凝土及钢筋混凝土，应重点评测地下水活动对岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用，尤其是地基岩土质地较为松软的情况下。

三、地下水位对工程建筑物的影响

地表低层建筑物往往受到来自地下水波动与膨胀性岩土发生相互作用的影响，当地下水位或者水量发生波动时可导致膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，引发地裂缝进而导致地表低层建筑物以及轻型建筑物的重大损坏。其次，当地下水位波动频繁，水量巨增或巨降时，往往导致岩土的膨胀收缩变形往复以及增加岩土的膨胀收缩幅度，影响着地表建筑的稳定性。因而，在膨胀岩土工程勘察中应提高对现场水文地质条件的研究，尤其是要及时掌握地下水常常升降高度的变化及其变化规律。在适当选择的水平高于或低于地下水位修建地基，而不应选择在地下水位变化带，对提升地基的承载力有着重要作用。

在修建工程建筑地基过程中，建筑物的稳定性经常会受到地下水位的影响，如当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时就将对地表建筑构成较大危害;如果水位在压缩层范围上涨，可引起土体软化，从而降低了建筑物地基的强度，其压缩性增加，可导致该建筑物较大的变形;反之如果水位在压缩层范围发生下降时，会提高岩土的自重应力可能引起的地基沉降。另外，如果土壤不均匀或地下水位突然下降可能也使得建筑变形破坏。如在2012年7月5日凌晨，湖南省长沙市湘江大道保利国际广场门前路面突然塌陷，坑口面积约30平方米，当时从此路经过的轿车被吞，事故已造成一人死亡。据事故处理专家介绍，“地陷”按形成的类型分成自然塌陷和人为塌陷两大类，前者是地表岩、土体受地下岩溶发育的影响向下陷落而成；后者是由于地下水超采、不合理开矿及工程建设等人为作用导致的。

地下水位承载力有着其相对稳定的规律，由大向小梯次变化的特性，从地表土壤到地下水之间具有天然含水量，孔隙率从大到小，降低了地面的稳定性，导致这一现象的原因在于地下水以上的部分在经过长期的淋滤作用之后，铁和铝就积攒在一起，与土壤颗粒胶结充填效果，增加图拉连接力，也就形成了一层“硬壳层”。因而含水、孔隙比小而压缩模和承载力增高而位于地下水位变动带的土层，加上地下水的循环交替，土中的铁铝成分淋失，土质变松，因而含水量、孔隙比增大,压缩模量、承载力降低位于地下水位以下的土层,因为地下水是缓慢的氧化，水解和削弱和扭曲，和土的重力压力，土壤密度，因此缺水，孔隙比减小，压缩成型，容量增加进而提升了承载力。在分析岩土物理力学的变化规律时，应注意的重要影响因素也即地下水位。因在经历自然力的作用下，岩石与土壤其内在特性发展悄然变化，尤其是一些质地较为松软的岩石影响，内在的物理力学性质变化速度快，与地下水位的变化有着极其密切的关系。

此外，地下水动水压力作用可引起的岩土工程危害 。在自然条件下的地下水动水压力作用相对较弱，对地表建筑的影响力相对较小，而在经过人类工程改造或变动的情况下，地下水的自然结构会发生转变进而可能引起一些严重的地质灾害。如我们常见的沙流，如管道，基坑管涌等。如2008年11月15日下午15时20分左右，浙江杭州市风情大道地铁一号线施工现场发生坍塌事故，风情大道塌下去100多米长，塌陷深度20米左右，导致河水倒灌，多名工人被压在坍塌的坑道中。事后专家组调查发现导致这一严重后果的为施工单位轻视地下水文 变化对建筑工程的影响，冒险作业，严重超挖基坑所致。

四、结语

在岩土工程当中，如何确保其工程质量提升使用寿命降低损害，地下水文问题起着较大的影响。在工程的勘察、设计、施工环节中及时准确的查明地下水文，做好精确的勘察报告，收集客观有效的数据将利于最大限度的利用和发挥岩土的潜力，提升整个工程抗风险的能力。因而，在工程勘察观察中，应转变认识，提高对地下水文重要性的认识，切实做好水文地质勘察工作水平，保障工程质量以及人们安全。

参考文献：

[1] 左建.工程地质及水文地质学[M].水利水电出版社，2009-7-1