长输管道工程膨胀土地质灾害及其防治

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1、工程勘察技术长输管道工程膨胀土地质灾害及其防治郭书太(中国石油天然气管道工程有限会司廊仿065000)【摘要I中国的长输管道多处经过膨胀土地区，通过总结膨胀土对站场建筑物和线路工程的不良影响特点，分析了产生破坏的原因，提出了防治的一般措施和注意事项。【关键词】管道膨胀土地质灾害1中国石油天然气管道工程中膨胀土问题我国在石油、天然气长输管道工程建设中曾发生过膨胀土地质灾害问题，如1989年投产运营的内蒙阿(尔善)赛(汗塔拉)输油管道工程,1990年四号和六号加热站建筑物地坪和墙体发生不同程度的开裂破坏。涩(北)一(西)宁一兰(州)天然气管道工程在西宁和民和

2、盆地，兰州达川盆地等地段分布有上第三系和白奎系褐红色和紫红色膨胀岩土的边坡破坏和河岸的严重坍岸问题;兰(州)一成(都)一渝(重庆)输油管道工程苏木沟附近也有白翌系紫红色膨胀岩的塌岸灾害;忠县一武汉天然气管道建设中在宜昌、荆门、枝江段不可避免地遇到膨胀土管沟开挖(施工)和中间站(枝江站)膨胀土地基变形和管沟稳定问题;举世瞩目的西气东输工程不仅在安徽的怀远至江苏的六合间广大地区有大面积膨胀土的分布，在河南的郸县、淮北的太和、利辛、潘集等也有膨胀土的发现，并存在着膨胀土地基变形和深管沟开挖施工中坍塌破坏和人员安全问题。由于膨胀土成分、结构和性质的不稳定性和其广

3、泛分布而成为各国工程建设，特别是线路工程建设中地质灾害的常见病、多发病，不仅造成巨大经济损失，而且常常造成工程的严重破坏而中断运营。就总体而言，包括石油、天然气管道工程在内的线路工程地质灾害可划分为两大类型，即膨胀土地区建筑物地基地质灾害和膨胀土边坡、斜坡地质灾害。2建筑物膨胀土地基地质灾害膨胀土地基地质灾害系指工业、民用建筑物地基由于膨胀土的胀缩变形而引起的建筑物变形开裂的一种地质灾害作用，它是膨胀土地质灾害及其工程问题分布最广、危害最严重的一类地质灾害问题。美国由于膨胀土工程问题所造成的直接经济损失每年近23亿美元，其中大部分是由于膨胀土地基胀缩变形

4、所引起的。据研究者估计，我国大约有1000万m2的工业、民用建筑物遭受不同程度的变形破坏，许多房屋要拆除重建。据初步估计，我国因膨胀土地基问题造成的直接经济损失每年在数亿元以上。2.1膨胀土地基上建筑物变形破坏现象(1)墙体变形开裂长抢管道工程膨胀土地质灾害及其防治由于膨胀土地基不均匀胀缩变形造成的墙体开裂，从方向上有垂直裂隙、水平裂隙、倾斜裂隙和X型交叉裂隙，从裂隙形态上大多为张开裂隙，在端墙和纵墙上普遍都分布有上窄下宽的裂隙，常呈倒八字的形态，裂隙宽窄不一，一般为数毫米至数厘米，除墙体开裂外常伴生纵墙外倾和墙角开裂现象。(2)混凝土地坪变形开裂房屋内

5、混凝土地坪对膨胀土地基不均匀膨胀变形适应性差，会发生不均匀隆起现象，即近墙处隆起较小中间较大，隆起带与墙体平行，隆起高度可高达10-15cm，在隆起带的轴部常有隆起引起的纵张开裂，也有些地坪裂呈不规则状。房内地坪变形开裂通常是地坪下膨胀土因封闭而发生水分聚集，土体含水量增高体积膨胀在膨胀压力作用下而发生的。在室外混凝土场地、房屋周边混凝土散水，由于膨胀土地基的干燥收缩和吸水膨胀作用，会发生不均匀隆起和不规则开裂破坏的现象，裂隙宽度可达5一8cm,隆起高差也可达1015cm，这种破坏现象在干早半干早亚热带玄武岩、泥灰岩残积型膨胀土上的道路上表现十分严重。2

6、.2膨胀土地基上变形破坏的生态环境效应由于膨胀土的含水量、密度和体积变化对环境变化的敏感性，因此工业、民用建筑物的建设及其相应的生态环境建设(如:植树和排水设施的建立)导致了土体所处环境变化，引起表层土体水分运移规律的变化，即土体差异性胀缩变形作用的发生:(1)朝阳侧与背阴处地基的差异性收缩变形朝阳一侧墙体地基因强烈的干燥收缩作用引起地基强烈收缩变形，因此朝阳面墙体开裂破坏程度比背阴侧严重得多;在纵墙和端墙联结处的墙角通常有强烈的拉裂破坏。(2)斜坡带膨胀土上建筑物强烈破坏现象在斜坡带膨胀土地基上工业、民用建筑物的破坏程度往往比平坦地基严重得多，往往有成

7、片破坏现象，如:陕南汉中盆地、广东茂名盆地等，发生这种情况的原因除了整平后地基土不均匀性外，与斜坡带膨胀土地基周边吸水膨胀、失水收缩环境不同有关，也与斜坡滑动有关。(3)树木生长与建筑物变形破坏英国研究者早在上世纪50年代便发现了树木生长引起建筑物变形开裂的生物地质作用。在澳大利亚的阿德累德地区由于按树根系的吸水作用，造成道面变形幅度达260mm;在墨尔本东南的膨胀土基础破坏事故中有75%是由树木吸水收缩引起的(苏森，1991)。在我国也有不少膨胀土上建筑物变形开裂与按树吸水作用密切相关，最典型的实例是云南蒙自机场普营区建筑物破坏现象，房屋一侧有按树，墙

8、体和墙体裂隙明显倾向树木一侧，靠近成排按树的房屋其破坏程度比远离按树的要严重得多