工程地质学与油气储运的关系

工程地质学与油气储运的关系工程地质学与油气储运的关系工程地质学是研究与人类工程建筑活动有关的地质问题的学科，是地质学的一个分支。运用地质学理论和方法研究地质环境，查明地质灾害的规律和防治对策，可以解决油气储运工程中遇到的地质问题，确保工程建设安全、经济、正常的运行。在油气储运工程中，无论是油库厂矿中油罐地基的建设，还是长输油气管道的布线，尤其是穿跨越山谷、大型河流的施工，工程地质学都起了很大的作用。在各类建筑物基础设计中首先要认真分析研究地质报告提供的土质特性,正确选定地基承载力及基础形式,防止由于地质情况不明在设计中单纯考虑某种不利因素使基础设计过于安全增加造价或者没有考虑到影响地基的因素而使建筑物不能正常安全使用,甚至使建筑物遭到破坏。只有认真分析研究工程地质报告,将各种有利因素或不利因素综合考虑加以分析选择合理的地基类型、地基承载力及基础形式。我国成品油生产布局不尽合理，部分生产和流通企业成品油储备量偏低。为此，国家将加快成品油西油东送、北油南运管道建设。西油东送大动脉由西部原油成品油管道干线与中哈管道共同组成。其中，西部原油成品油管道西起乌鲁木齐市，途经新疆、甘肃两省区，终点到达兰州市。西部管道建成后，将以现代化的管道运输替代原有的铁路运输，将新疆境内的原油、成品油输送出疆；并将新疆境内、甘肃境内和东部地区、西南地区的成品油输送管道连接起来，从而形成西油东送、北油南调管网。目前，我国正增加投入，加快塔里木油气资源勘探开发的步伐，努力争取再拿到一批油气储量和产量，立足国内提高油气供应能力，与进口邻国天然气相结合，在条件成熟时尽快部署第二条西气东输大动脉。此外，由于我国石油进口量越来越大，因此必须加快石油资源保证能力的建设，其中就包括建设陆路进口油气管道。在油气管道建设方面，工程地质的重要性体现在：1.了解工程地质就有助于工程建筑，至少能评价各类工程建筑的工程地质条件。2.预测在工程建筑作用下地质条件可能出现的变化。3.选定最佳的建筑场地和为克服不良地质条件所应采取的工程措施，从而保证建筑工程的合理设计、顺利施工和正常使用。这些油气管道的建设，都离不开工程地质方面的学者的贡献。踏勘小组必须克服长时间、长距离、复杂路段行驶带来的疲劳，每个成员每天都要及时对工作进行总结。我国西部地区天然气资源比较丰富,约占全国天然气总资源的60%。西气东输就是将我国西部地区的天然气通过管道输往急需清洁能源的东部地区,以满足东部地区对天然气能源的迫切需要。西气东输管道线路西起塔里木盆地的轮南,东至上海市西郊白鹤镇,全长约4000km,建成后将是我国目前距离最长,输量最大,管径最大,压力最高的天然气管道。西气东输工程是国家西部大开发的标志性工程,对促进新疆及中西部沿线地区的经济发展,加快我国能源结构和产业结构的调整,加速我国天然气工业的发展,扩大内需,保护生态环境具有重要的战略意义。工程地质主要分析和预测在自然条件和工程建筑活动中可能发生的各种地质作用和工程地质问题，例如：地震、滑坡、泥石流，以及诱发地震、地基沉陷、人工边坡和地下洞室围岩的变形，因破坏、开采地下水引起的大面积地面沉降、地下采矿引起的地表塌陷，及其发生的条件、过程、规模和机制，评价它们对工程建设和地质环境造成的危害程度。研究防治不良地质作用的有效措施。例如，西气东输管道线路横贯我国东部和西部,地域辽阔,线路长达4000km,线路工程地质条件复杂,地质灾害类型多样,除上述之外,尚有膨胀岩土问题、山区性河流的冲刷下切和平原性河流的侧向侵蚀、灌区次生盐渍化等地质灾害,对管道建设和安全运营危害严重西气东输工程管线地理跨度大,地域幅员辽阔各地气候类型复杂多样。线路所在区域,自西向东分别属于温带大陆性荒漠气候、暖温带大陆性季风气候和亚热带海洋性气候。全线年平均气温由西北向东南逐渐增高,从614℃到1517℃,年平均降水量由54mm至1100mm。沿线各地气候差异明显太行山以西,降雨量的季节分布极不均匀,降雨集中是引发滑坡、泥石流和黄土地质灾害的基本诱因。线路区域水系,分属内流区和外流区。西北内流区大河较少,水量较小,多属季节性河流,主要有孔雀河、黑河、北大河、古浪河等。外流区包括黄河水系、淮河水系和长江水系。区内水系发育,大型河流汛期长、水量大,河流水文条件和地质条件复杂，输气管道将穿(跨)越长江、黄河、淮河等大型河流和众多的中小型河流。线路分别在宁夏中卫、陕西延川、郑州市通过黄河,在安徽怀远通过淮河和南京仪征通过长江,管道将采取穿越、跨越和隧道等不同的方式通过江河水域。复杂的地质环境，给西气东输带来了极大的困难。管道沿线地质灾害主要有滑坡、崩塌、泥石流不稳定复杂斜坡、黄土湿陷性、沙丘(垄)活动、盐渍土腐蚀性、活动断层和地震高烈度区以及煤矿采空区地面变形破坏等,管道施工和维护时主要采取以下对策对其预防或治理。在不改变线路总的走向、尽可能保持线路顺直力求线路长度较短的前提下,在线路选定线中对施工困难或治理困难、投资费用大的上述各类地质灾害尽可能采取避绕方式。避开不良地质体(段),降低治理和施工难度,节省投资,保证管道安全运营对管道工程而言,避绕是安全经济可行的方案。断裂活动和地震灾害的分布、特点及其预防对策有：西气东输管道线路地域辽阔,如前述及,线路中有库尔勒北山山前断裂等8条全新世以来的活动断裂,在百年内可能发生断错地表的运动。沿线主要通过南天山地震带等5条地震带。线路通过地震基本烈度为Ⅶ度和Ⅷ度区长度占全线路一半以上。强震会引起岩土体开裂、山体滑坡、砂土液化等次生灾害。强震对管道的破坏是灾难性的。管道建设应贯彻预防为主的方针。勘察选定线时,在服从线路总走向的前提下,应尽量避开活动断层(带)和地震高烈度区。如果管线与活动断裂交叉或通过地震高烈度区,应选择地形开阔、第四系覆盖层较厚的地区通过,同时应采取抗震设防措施,提高工程防震减灾能力。滑坡灾害是西气东输管道建设的主要地质灾害之一。滑坡大多发生在陕西子长—山西永和的黄土梁峁沟壑的边坡地带和山西、河南境内的吕梁山、太岳山和太行山山地以及新疆库鲁克塔格山山地斜坡地带。夏季集中降雨(暴雨)或强震作用下,可能接引起(岩)土体下滑(滑坡),对建(构)筑物破坏强。黄土地区,由于黄土含水量低、立壁性较强,脚受外界因素(受水浸润、水流冲蚀、人工开挖掏或地震)的作用或影响,在冲沟沟壁或陡坡上,沿垂直节理发生崩塌。山西隰县午城附近的高陡边常发生崩塌。新疆库米什南山山间高陡基岩边长期遭受风化剥蚀作用发生崩塌。工程施工开挖沟或修路,高陡边坡失稳也会造成崩塌。陕西靖阳沟水库蓄水,库岸坡脚黄土浸水湿陷,致使黄土坡坍塌破坏。崩塌容易造成管道变形破坏。由于滑坡处理时,整治费用高,对滑坡治理一可采取支档方式,如抗滑挡土墙、抗滑桩、抗滑锚等;也可采用向滑动面内灌浆措施,粘结滑坡体以化滑带土性质。对大型滑坡也可采用卸荷护坡(部减重,下部护坡)措施,以改变斜坡力学平衡条从而稳定滑坡。采取导流(拦截和旁引)措施,防地表水浸入滑坡体内。对滑坡体的地下水可采盲沟(渗沟)排水,以此汇集和疏导滑坡体中的地。在滑坡的防治对策中,以排水最为普遍、有效崩塌的治理,可修筑明洞等防崩塌构筑物;对崩塌岩体可采用锚索或锚杆串联加固;对岩体中空洞、裂缝等采用片石填补、砼灌浆等镶补、勾缝;危岩下部修筑支柱等支档加固。此外,山区石方段开挖管沟宜采用小药量的动爆破,人工清除松动岩块,以减弱因爆破造成管附近岩石裂隙的发育,同时,也避免了因爆破对岩震动所引发的新的地质灾害(如滑坡、崩塌)的发生。工程地质学者研究的目的在于查明建设地区或建筑场地的地质条件，分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题，及其对建筑物和地质环境的影响和危害，提出防治不良地质现象的措施，为保证工程建设的合理规划、建筑物的正确设计、顺利施工和正常使用，提供可靠的地质科学依据。油气储运施工时候，必须尊重他们提出的建议和方案。总之,作好线路岩土工程勘察,制定并实施地质灾害防治对策,对确保油气储运管道全施工和平稳供油供气是十分重要的。(1)拟建线路土地适宜性较好,适宜本输气管道工程建设。(2)工程施工和运营过程中可能诱发或加剧崩塌、滑坡、泥石流、洪水冲蚀、黄土湿陷、洞室突水、涌泥砂及冒顶等地质灾害。其中泥石流和洪水冲蚀灾害较突出,其次为滑坡、崩塌和危岩灾害。(3)对各灾种的特点、发展演化的过程和阶段以及制约因素等采取相应的防治对策。地质灾害防治与工程建设可同步进行。(4)隧道开挖可能导致崩塌、岩块剥落和突水灾害,弃渣堆放不合理还可能导致泥石流和滑坡等灾害发生。黄河隧道建议管道适当深埋并进行护坡处理。如果存在古暗河，施工时要采用超前探水、遇水注浆封堵或管棚超前支护等措施以保证隧道安全施工。(5)对H4滑坡须进行勘查,根据勘查结果采取合理的治理措施。(6)管线穿过斜坡坡脚,设计与施工过程中要考虑斜坡的稳定性,禁止大开大挖或强爆破开挖。(7)管线穿越湿陷性黄土地段,在施工和运营过程中可能产生湿陷灾害。在湿陷性黄土地段,管道下入管沟后,用原土分层回填夯实,应使回填后的地表高于原地面。(8)管线穿越河流、冲沟时要适当加大管道埋深。(9)在工程建设过程中做好地质环境和生态环境的保护,尽可能减少人为破坏。有些管线沿线地质灾害复杂多样,工程施工和营过程中可能诱发或加剧崩塌、滑坡、泥石流和洪冲蚀、黄土湿陷、洞室突水、涌泥砂及冒顶等。必须对这些地质害进行了危险性预测评估,并针对各灾种的特点、发展演化的过程和阶段以及制约因素等,采用相应防治对策。。