管道地质灾害防治精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇管道地质灾害防治范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：油气管道工程；地质灾害治理；工程设计；审查要点

油气管道一般要穿越多样的地形地貌与复杂的地质条件，加之地质灾害的影响，使得工程建设及运营都面临极大的风险威胁。基于此，对油气管道线路开展地质灾害调查与评价工作，明确灾害实际影响，同时给予综合性评价结果，对灾害防治、工程安全保障均有重要意义。

1油气管道地质灾害治理工程设计基本原则

油气管道的地质灾害治理需严格从实际角度出发，充分结合工程要求及具体状况，在设计计划当中融入灾害治理基本任务，和生态环保、环境治理及管道工程建设紧密结合，确保生态、社会与经济相和谐、统一。在此基础上，还需对灾害特征进行考虑，在有效保障设备安全与人员安全的前提下，实现经济性与技术可行性目标[1]。根据油气管道工程范围内地质灾害各项特征，结合相关技术要求，第一步将线路微调作为基础，采取避绕措施，确立管道工程和地质灾害体之间的关系，严格遵循以防为主与防治结合的基本原则开展日常工作。其中，“防”是指：以预防为核心，以避让为上策；“治”是指：充分结合避绕措施，确保安全即可。

2油气管道地质灾害治理工程设计的主要特点

工程设计特点有：第一，坚持避让优先，尽量避让“重大”，治理“轻小”；第二，除了要对地质灾害进行治理，还需考虑会对管道工程安全造成影响的其他因素；第三，从对管道危害最小的位置通过；第四，减少或避免对地质灾害体造成扰动；第五，永久性根治已知灾害，避免留下后患。对于不同的地质灾害类型，治理工程设计侧重点有所不同[2]。1）滑坡灾害：通过线路优化实现避让，若无法进行避让，则需从滑体厚度相对较薄的位置通过，如滑坡后缘，以此降低工程量并符合安全需求。管道上坡段或下坡段因遇滑坡而无法规避时，应沿纵向使管道正穿滑坡，以此减少扰动。2）泥石流灾害：管道不得在泥石流沟内通过，若无法避绕，则需从堆积区中通过，同时增大管道的实际埋深。对穿越小规模泥石流沟的管道，应在基岩中埋设管道。3）崩塌灾害：管道线路必须躲避松散堆积体，如果无法对比，则要从有一定拦挡条件的相对平缓区中通过。4）岩溶灾害：首先管道要避免在不良地质条件区通过。针对勘察标定的岩溶，若其岩溶现象并不发育，则管道可采取与岩溶相垂直的方式通过。针对浅层干溶洞，可使用碎石进行回填；对岩溶向下部延伸较明显的溶洞，不论有水没水均不得填塞，应采取工程措施进行处理，如灌浆等。

3油气管道地质灾害治理工程审查要点

工程审查实际上是对图纸与设计文件进行审查，在审查过程中首先要认真贯彻工程设计思路及理念，将相关法律法规及标准规范作为核心依据，积极采取可行的避让方法对管道线路进行优化，再以地质灾害和管道之间的相互关系为基础，对图纸资料实施全面审查。不同地质灾害类型有着不同的审查要点。

3.1滑坡灾害审查要点

①滑坡覆盖范围与规模，相关力学参数的取值准确度以及滑动面判别的合理性；②对滑坡自稳性有一定影响的各类因素；③滑坡自稳性评价准确性，地质模型与力学类型准确性；④线路优化空间是否存在；⑤工程所有支挡方案合理性，设施具置可行性；⑥支挡工程参数选择合理性，计算与设计方式准确性；⑦管线与支挡施工顺序合理性。

3.2泥石流灾害审查要点

①泥石流灾害主要形成区、堆积区与流通区；②断面岩土特征及地质构造；③泥石流移动速度及冲刷作用深度，特别是管道通过区域；④对管道有破坏作用的外部因素，所用防护措施有效性；⑤泥石流沟及大沟间的相互关系，特别是随着泥石流的不断堆积，会使大沟宽度变窄，提高了大沟内的流速，增大冲刷作用深度，此时应强化管道的防护设计。

3.3岩溶灾害审查要点

①岩溶发育情况、规模及主要延伸方向，管道线路和岩溶保持的位置关系；②溶洞顶部岩性、洞壁岩性与完整性，溶洞整体稳定评价结果的准确性；③岩溶灾害治理方案的可行性与合理性，并明确治理完成后对周边自然环境造成的不利影响；④工程设计与计算的准确性，工程数量合理性。

4结束语

根据管道线路范围中不良地质条件特征，对几种常见地质灾害进行了专项勘察与综合评价，同时有针对性与目的性地开展了治理设计工作。明确在管道总体规划中纳入灾害防治的重要性，遵循防治结合与预防为主的基本原则，在工程审查过程中对不同灾害类型实施针对性审查，保证设计方案可行性与合理性，在确保管道线路工程建设人员及设备安全的基础上，为线路运营提供可靠的安全保障。

参考文献

[1]张鹏，魏韡，崔立伟，等.地表冲沟条件下悬空管道的力学模型与延寿分析[J].天然气工业，2014，（4）：142-148.

[2]沈茂丁，王峰，徐文毅，等.油气管道地质灾害治理工程设计与审查要点[J].油气储运，2014，（10）：1052-1054.

篇(2)

中缅管道被认为是国内建设难度最大的管道，主要呈现9大特点：（1）管道线位受沿线地理和社会环境制约严重。管道沿线81％为山区，近年来经济发展快速，平坦地带大多被城镇占据，规划范围大，基本农田分布广泛；基础设施建设活动多，高速公路、铁路等线形工程与管道频繁交叉；山区有限的有利地形，与城镇规划和基础设施建设矛盾突出，严重制约了管道线位。（2）管道沿线具有“三高四活跃”不良地质特点。管道途经横断山脉、云贵高原、喀斯特地区等复杂地貌单元，具有高地震烈度、高地应力、高地热，活跃的新构造运动、活跃的地热水环境、活跃的外动力地质条件、活跃的岸坡再造过程等不良地质特点，表现为滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害多发，地震活跃，岩溶发育，矿区密布。复杂地质条件为设计、施工、运行带来严峻挑战。（3）沿线地震活动频繁，地震烈度高。云南省地处欧亚地震带，是我国地震最活跃的地区之一，沿线断裂带密布，管道穿越活动断裂带5条，在地震加速度0.3g地段敷设184km，0.4g地段连续敷设56km，为国内在0.4g以上地区敷设长度最长的管道。（4）沿线地形起伏剧烈。原油管道高差变化剧烈，工艺系统落差超过1000m以上有10段，最大落差达到1800m；全线陡坡段近100处。油气管道试压分段多，施工难度前所未有。（5）为国内首次天然气、原油与成品油长输管道长距离并行敷设。其中干线三管并行敷设段占天然气管道线路总长的23％，两管并行段占天然气管道线路总长的41％，且存在并行但不同期建设的情况，油气管道线路及站场的建设协调关系复杂。（6）复杂山区管道大量采用山体隧道穿越方式。隧道总长占山区线路长度的5％，其中60％为Ⅴ、Ⅵ级围岩，50％为强富水隧道，72％处于高地应力区，66％处于地震Ⅶ度区以上，断层破碎带最长占隧道长度达29％，5处隧道发现岩溶现象，9条隧道穿越煤层区。隧道地质条件异常复杂、施工风险大，是国内最复杂的管道隧道工程。（7）沿线河流深切，山川峡谷并行，多处采用跨越方式通过，创国内管桥跨越主跨最长、多管同跨、荷载最大、桥隧直连、地质条件最复杂、跨越国际河流等多项之最。（8）沿线生态与自然环境优美。管道途经地域山高林密、环境优美，环境保护区、风景名胜区、水源地等多有分布；管道穿跨越瑞丽江、澜沧江、怒江等多条国际河流。（9）沿线为少数民族聚居区。全国55个少数民族中，云贵两省涉及51个，仅云南省境内，管道经过的少数民族聚居地即达26个，管道建设的社会要求较高。

2设计创新

中缅管道建设难度空前，很多问题以往的管道建设从未涉及，首先进行重点、难点识别，对识别出的重难点问题开展了9项专题研究和11项专题评价，根据专题研究和评价成果，在以下方面开展了创新设计。

2.1大落差原油管道输送工艺设计中缅管道（国内段）途经横断山脉、云贵高原、黔中峰林谷地、黔南中低山盆谷区等，沿线山势险峻、峡谷纵横、地形起伏剧烈，全线海拔最高达2624m，整体高差逾2500m，工艺系统落差超过1000m的有10段，堪称中国管道建设史上工艺落差最大的管道。在起伏如此剧烈的地形建设管道，主要存在以下问题：①翻越点多且落差大，管道能耗高；②管道内原油存在不满流运行的可能，流速突然变化时造成液柱分离和撞击，可能激增水击压力，对安全运行产生威胁；③管道试压过程中存在水击破坏的可能；④作为高含硫、高含盐原油，复杂流态可能加剧管道内壁的腐蚀。基于此，对高含硫、高含盐原油管道连续大落差地形下的输送工艺、不满流运行以及腐蚀影响进行研究。根据研究成果，对不同工况进行了动态仿真模拟，优化了输油工艺方案设计，采用了变频泵与固定频率泵相结合、串联泵与并联泵相结合的工艺方案；在落差高达1800m、静压将达17.7MPa的贵州盘县及落差高达1600m、静压将达15.7MPa的贵州丁山设置两座减（静）压站，节省了投资，保证了安全。该研究是中国管道设计史上首次对管道在大落差工况下不满流运行进行工程应用研究，分析了在管道末端采用不满流运行的可行性，为管道运行方式的革新提供了重要的技术依据；形成了一套能够计算输油管道不满流、水联运模拟的软件，可作为连续大落差管道的输送工艺设计手段和模拟方法；针对大管径、高落差的特点，研究了投产中管内存气的各种可能，得出了积气点位置的计算方法，提高管道投产排气效率；通过理论分析和多工况试验，表明在各种运行工况下不会出现明显的内腐蚀。

2.2并行管道设计中缅管道工程沿线地形条件复杂，地质灾害发育，矿产资源丰富，风景名胜、自然保护区众多，因上述各种因素的制约，选择一条合理的线路非常困难。基于此，采用油气管道并行敷设的总体方案，即可以发挥并行敷设所具有的节约土地、资源共享、减少运维费用等优点，又可减少对社会的干扰，降低对环境的影响。据统计，仅节约占地一项，油气管道并行比各自单独敷设节约临时占地约1500×104m2。中缅天然气管道与原油管道并行1101km，其中并行但不同期建设管段为268km，中缅油气管道与云南成品油管道三管并行366km，中缅原油与中贵天然气管道并行243km。很多问题在现行规范Q/SY1358―2010《油气管道并行敷设技术规范》中属于空白。为此，对北美和欧洲类似并行管道进行了调研，结合近期西二线等相关研究成果，确定了并行管道设计方案。结合中缅管道地形地貌情况，并行管道总体设计原则是：隧道、涵洞及跨越管桥共用；伴行道路和施工作业带共用；原则上不允许油气管道同沟敷设，特别是三管同沟。在以下方面可考虑同沟方案：①受地形限制，管道沿窄沟、窄脊敷设；②管道沿道路敷设或是横坡敷设劈方量较大；③管道线位受规划限制或是受环境敏感点限制；④林区、拆迁房屋地段、高赔偿的经济作物地段；⑤油气管道同沟敷设段（图1），净间距要求不小于1.5m，原油和成品油管道同沟间距不小于1.2m。对于同沟敷设段管道，除了保持一定的距离之外，还要求采取其他措施，以保证管道安全。包括：提高管道的韧性要求；管道之间采用沙袋隔离；加密管道标识；加强钢管的工厂质量检查；对焊缝进行双百探伤；合理组织施工等。

2.3油气站场合建在油气两条管道长距离并行的条件下，油气站场合并建设可以统筹考虑站内公用设施，具有减少占地、节约投资、便于运维等诸多优点。因此，在满足工艺要求和保证安全的前提下，油气站场合建是必要的。①在火灾危险类别方面，根据GB50183―2004《石油天然气工程设计防火规范》的规定，中缅原油管道、天然气管道的输送介质均属于甲B类，火灾危险类别相同，因此，从防火安全和规范规定的角度分析，这两种类型的站场合建是可行的。②从站场等级的角度考虑，合建站场整体等级取两者中的较高级别，站场与周界环境的区域安全距离及站场内部设施的安全距离均依该等级确定。③从原油、天然气两种输送介质的物性考虑，原油是液体，天然气是比空气轻的气体，总体布局上将原油部分布置在较低处，天然气部分布置在较高处，并处于原油部分的最小频率风向的下风侧，以避免相互之间的事故干扰及事故蔓延。从已有工程实例看，油气管道站场合建在利比亚管道项目上已经得到成功应用，该项目轻质油和天然气管道并行，所有站场（包括阀室和清管站）均为合并建设。因此，中缅油气管道并行段11座站场中，有9座为油气管道合建站场（图2）。油气合建站场布局总体原则是：油气生产区分别设置，辅助动力区在兼顾油气需求前提下尽量合并设置，值班办公设施合并设置。王学军，等：中缅油气管道工程建设难点与创新设计通过站场用地面积与用地指标的对比分析，合建站用地较用地指标减少17％~46％，据计算，9座合建站较分别单独建设共计节省用地130715m2，这在山多地少的云贵地区具有明显的生态和社会效益。

2.4抗震设计[2-3]中缅管道通过长度约56km的地震9度区，是国内连续通过9度区最长的管道；管道穿越全新世活动断裂5条；处于地震8度区和9度区的站场3座，昆明东站处于地震9度区。针对该特点，开展了9度区专项评价和研究，并依据其结果进行管道抗震专题设计。9度区管道线路设计按设防标准为50年超越概率5％考虑；采用X70HD1大变形钢管，通过活动断层采用X70HD2大变形钢管，均为管道建设首次应用；合理选择穿越断裂带的位置，优化管道与断层交角，满足管道应变要求；管道穿越断层两侧各400m范围内，采用宽大管沟，采用非黏性土回填，增大管道适应变形的能力。站场抗震设计针对地震作用工况，进行应力分析，校核工艺管道设计方案；对单体设备、橇装设备采用抗震设计，对处于9度区的昆明东站，燃气发电机等主要设备提出明确抗震性能要求；站场建筑物采取隔震设计方案（图3）；在地震峰值加速度为0.3g和0.4g地段每2km增加1个用于盘留通信光缆的人孔，单侧盘留长度加长，采用抗震性能好的卫星通信作为数据传输备用信道；光缆穿越活动断裂带处用D114钢管保护。管道地震监测和报警系统由19个强震动预警台和3个GPS连续形变测量站组成（图4）：2个强震动台布设在油气站场中，11个强震动台布设于阀室内，其余6个强震动台和3个GPS观测台沿断裂带布设。图2瑞丽油气管道站场合建站鸟瞰图图3综合值班室隔震设计模拟图图强震动台实时传送地震观测数据至云南省强震动台网中心，由数据处理软件系统（图5）对发生的地震事件进行实时处理，并依据GPS的观测结果综合判断是否向管道公司发出地震预警信息。管道公司接到地震预警信息后，立即启动相应的应急预案。

2.5地质灾害防治设计中缅管道处于险峻山区，地质条件复杂，地质灾害频发，对此开展了管道地质灾害防治专题研究，并对管道沿线地质灾害进行了深入细致、系统全面的识别和评价[4-8]，对于无法绕避的地质灾害开展了治理工程设计（图6），这在国内管道建设中尚属首次。根据现场地质灾害调查成果，共查出460处地质灾害点，线路调整避让的以及经评价后不需治理的有287处，受条件限制无法避让需治理的有173处。沿线地质灾害主要包括崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡、岩溶塌陷5种类型。针对这些地灾点开展了有针对性的治理工程设计，满足了地灾防治的要求。同时，由于部分站场如龙陵合建站、禄丰合建站、都匀分输站等位于高差大的山区，大削方和大填方形成的高陡边坡，以及河流跨越两岸的高陡边坡也纳入地灾专业进行专门评价，并依据评价结果采取防护措施，确保站场和管道安全。除了地质灾害治理工程外，中缅管道工程在通过地质灾害区段采用X70大应变钢管，以提高管道本体抗变形能力，保证管道的本质安全。对4处规模较大的地质灾害点，除了采取治理措施外，还提出了运行期监测的要求。地质灾害具有复杂性、突发性和隐蔽性的特点，根据上述特点，开展了动态设计，并提出群测群防的管道地质灾害防治理念。对管道施工可能诱发的地质灾害进行了预评价，确定了高风险地段，针对这些地段，要求合理选择施工时机，快速施工通过，施工过程中加强监测，防止诱发地质灾害；对施工诱发的地质灾害要进行应急处置，必要时进行永久性治理；对于建设期和运行期的管道还要充分依托地方的地质灾害管理部门以及地质灾害防治体系，充分发动群众，保证管道的长治久安。

2.6水工保护设计针对中缅管道沿线地形、地貌的复杂性，根据兰成渝、忠武线等以往山区管道工程的经验和教训，结合中缅管道实际情况，采用了新的水工保护形式，主要体现在以下3个方面：（1）高陡边坡采用混凝土截水墙、实体护面墙。为解决峡谷沟内带水作业和陡坡段石料无法进场的问题，中缅管道首次使用混凝土截水墙结构形式，这种形式可带水作业、稳定性高、施工方便。对于沿线多处沿高差数十米且坡度大于60°高陡边坡敷设的管道，普通的挡土墙和护坡无法满足防护要求，结合公路、铁路和以往工程的成功经验，中缅管道采用实体护面墙的结构形式，极好地解决了高陡边坡的防护问题。（2）顺河沟敷设管道采用稳管式截水墙新结构形式（图7）。对于管道顺河沟底敷设地段，通常采用压重块或连续浇筑的防护方式，但在中缅管道长距离河沟底敷设段使用，会造成工程量大、施工不便等问题，同时不能完全解决沟床下切问题。稳管式截水墙能够起到稳管和防止管沟汇水冲刷的双重防护作用。（3）深基础式堡坎的推广应用（图8）。针对管道穿越坡耕地地段时，管沟回填土易受降雨和农田灌溉水冲刷而下沉的问题，结合以往工程的经验教训，采用在管沟内砌筑基础的堡坎措施，从而确保管道的设计埋深。通过总结多年水工保护设计经验，创新了初设阶段水工保护工程量计算方法。依据影像图和地形图，结合现场踏勘和调查成果，采用量化计算模式，分地貌、分县市、分标段逐层进行工程量的计算，并将此方法编制成电子表格进行自动计算。这种方法以现场调查为基础，采用科学细致的统计方法，极大地提高了工程量的准确度，在项目实施阶段得到了印证。

2.7石方无细土段管道敷设中缅管道工程沿线75％为石方地段。沿线部分地区地表仅有少量的一层覆土，有些地段甚至大段岩石，寸土不见，石漠化现象严重，细土资源稀缺，云贵交界和贵州省段尤为突出。这些地段地表少量的土是植被和作物生存的稀缺资源，利用之后会对当地的地表植被造成严重破坏，恶化当地生态环境，严重影响农业生产，管沟的细土回填面临很大困难。鉴于此，针对石方无细土段回填难题，通过调研，提出了4种方案进行比选：拉运方案、粉石方案、“石夹克”方案、“管道外衣”方案。拉运方案需要从附近地区寻找细土资源，或在附近河床内寻找细沙，用汽车或船只运往管道沿线，由于运距较长，经济性很差。粉石方案是将爆破管沟的石块用小型粉碎机粉碎成石渣粉，然后装袋，管道下沟前先铺垫一层袋装石渣粉，下沟后用袋装石渣粉对管道四周及顶部进行充填后再回填原装土。该方案可以就地取材，费用最低，综合造价约149元/延米。“石夹克”起源于北美的管道防腐公司，是在防腐管外面做一层1in（1in=25.8mm）厚的用轻质镀锌金属网增强的混凝土保护层，在国外管道工程中有成功应用的案例。“石夹克”可以直接在管沟内埋设并用爆破出来的土石方回填，不需要额外的细土，但投资很高（约250元按面积计算），且使管道自身质量增大（一根管约增加1t），因而增加了施工难度，不适合在复杂山区大规模使用。“管道外衣”是国内一些公司开发研制的类似“石夹克”的产品，目前已通过国家有关部门的检验。此外衣是为了防止管道在倒运、布管、下沟过程中防腐层损坏而包裹的防护层，其基本解决了大量细土回填问题，但未解决管底的细土回填问题，且需对回填土石进行筛选，石块粒径需控制在50~70mm。综合经济性、施工难易、技术成熟度等方面综合考虑，中缅管道工程采用了粉石方案。

2.8原油管道试压分段对于中缅原油管道，由于地形起伏剧烈、高差大，若按常规方法进行试压段落划分，即使强度试压分段最低点按环向应力不大于0.95SYMS控制，试压分段允许高差也仅为102~202m，全线1631km原油管道至少需划分为575个试压段，最短试压段长0.21km，平均每段仅为2.84km。如此多的试压分段，将导致成本大量增加和工期延长，是项目所不能接受的。为此，对国内外试压规定和试压方案进行研究，将以往的基于管材强度的试压分段理念，变更为基于系统试压的分段理念。该方法从管道运行压力角度考虑，根据沿线各点的实际运行压力，推算确定试压压力，并结合现场情况进行试压段落划分，不同壁厚管道可划分为同一试压段（图9），有效减少了试压分段数量。按照新的试压分段方法，中缅原油管道仅需划分为201个试压段，比原分段方法减少了374个，仅相当于原分段数量的1/3。试压段的减少，可以大大降低在设备调遣、试压材料、人力资源、上水倒水排水等多个方面的投入，确保了中缅管道紧张的建设工期。根据中缅项目地形及交通条件、工期等因素，试压段每减少一段，费用节省40％~50％，总计节省试压费用约为2070×104元。这种试压分段新方法从分段原理上创新，并与现场实际紧密结合，使得管道试压目的更加明确，也使试压分段大大减少、工期缩短、投入降低。该试压方法为国内首次正式使用，且经现场实践证明可靠有效，在今后的山区管道建设中，具有很大的推广空间和应用前景。根据中缅管道设计和施工实践，已形成中国石油天然气管道局企业标准Q/SYGDJSJJC0411110―2012《山区输油管道试压技术规定》，为今后原油管道试压分段提供了新的理念和方法。

2.9隧道设计中缅管道地处横断山脉和云贵高原，地形复杂，有大量山体隧道穿越，共计74条，总长81km，其中长度1.5km以上的隧道17条。隧道特点突出，类型多样：有原油、天然气、成品油三管共用隧道，油气共用隧道，天然气管道隧道，通车隧道等；隧道附近的岩溶发育，有17条隧道穿越附近山体发现岩溶现象；隧道围岩差，Ⅴ级、Ⅵ级围岩占隧道总长50％以上；断层破碎带多且宽，定西岭隧道（2341.9m）断层影响区域3处，总宽度680.6m，最宽达375m；围岩较富水、中等富水和强富水隧道超过90％；70％以上隧道处于高地应力区；大多隧道处于高地震烈度区，65.6％隧道处于Ⅶ度区及以上。根据上述特点，充分借鉴了铁路、公路隧道的做法，在很多设计细节方面加以改进和创新，尤其是在隧道断面形式及衬砌结构方面，进行了大胆尝试，首次在管道隧道中采用曲墙仰拱的断面形式（图10），且得到成功实施。

2.10河流跨越设计中缅管道沿线山高谷深、山川峡谷并行，河流多呈V字形，经论证，采用跨越方式通过[9]。跨越工程设计面临诸多难点，包括：跨越跨度大，油气多管同跨，主索运输，桥隧直连（澜沧江），国际性河流跨越的安全保障、环保要求高，复杂峡谷风影响，地质构造复杂，边坡稳定性差，地质灾害严重，电站蓄水和泄洪影响（澜沧江、怒江、北盘江）等。在中缅管道不得不采用跨越形式的情况下，尤其在面临如此多问题时，设计如何能够保证跨越安全，一定程度上决定着中缅管道建设的可行性。针对这些问题，开展了一系列的跨越专题研究、图10隧道断面Ⅵ级围岩曲墙仰拱示意图（m）专题评价、风洞试验等，攻克了管道建设史上空前的跨越工程难题。（1）油气双管（或三管）共同跨越。在悬索跨越中采用油气双管（或三管）同桥尚属国内首例。从安全、经济等方面对柔性桥面上下和左右两种布置方案进行了研究，推荐采用管道上、下层布置方案（图11）；对具有特殊地形、风环境的澜沧江跨越采用刚性桥面，管道采用单层桥面水平布置的方案。（2）主索制作、运输和安装难度大。由于跨度和荷载大，主索的质量和尺寸超限，运输和安装困难，因此采用了分索和现场制作的方案。以怒江为例，预制主索外径148mm，长度330m，质量达26t，采用分索方案后，主索分成7束索股，每股包含91根平行钢丝束，现场合股、缠丝制作而成，解决了运输和安装问题。由于主索分股，塔架顶部主索无法断开，因此，配套采用了高强混凝土塔架，塔顶采用索鞍过渡的设计方案。（3）河流跨越安全设计。中缅管道跨越安全设计采取本质安全措施、监控预警和安全保卫措施相结合的设计方案。在本质安全方面，除了常规的管材选用、壁厚选择、防腐要求等方面的措施外，还采取了以下措施用以保证跨越结构和管道的本质安全：采用容许应力法（缆索计算）和极限状态法相结合的设计方法；对于桥塔基础，在强度和变形验算的基础上，对基础结构进行稳定性验算，对基础承台进行抗冲切验算；在抗风方面，采用理论计算（数值模拟）和抗风试验相结合的方法；在地震设计方面，从抗震设防标准、抗震计算、支座设计、桩基础设计、跨越两侧设置截断阀室等方面采取了系统的抗震措施。除了本质安全措施外，中缅管道跨越还采取了技防和人防相结合的监控预警和安全保卫措施。主要包括：设置跨越健康监测系统（图12），对管道和跨越结构进行应力应变监测，并通过光缆实现检测数据上传，可进行实时的健康监测和评估，保障跨越始终处于本质安全状态；设置视频监控系统，在跨越点两岸设置视频监控设备，对跨越进行监视，视频信号上传至西南管道公司；参照国外做法，跨越两岸基础用铁丝网围栏封闭，围栏上预留大门用于巡检；在跨越靠近公路的一侧设置值班室，24h值守看护。（4）国际性河流安全、环保要求高。中缅管道跨越怒江、澜沧江等国际性河流，设计中引入基于风险的设计理念，与国际专业的环境工程咨询公司合作开展怒江、澜沧江原油管道跨越定量环境风险评价，对跨越失效后果和环境风险进行定量评估，根据评估结果，验证了管道跨越设计方案的合理性，并对设计方案进行进一步优化，同时为跨越段原油管道泄漏应急预案、应急物资储备方案的制定提供了技术依据。（5）风洞试验。面对特殊地形导致的复杂风环境，开展了跨越全桥模型风洞实验（图13），验证了跨越结构的抗风稳定性，取得了关键的抗风设计参数。结合数值模拟分析风载的动力影响，对采用刚性桥面的澜沧江跨越优化了抗风设计，成功取消了风索，对怒江等柔性悬索结构，采取设置频率干扰索等抗风方案。

3结论

篇(3)

关键词：长输油气管道 地下水 环境影响评价 防范措施

一、前言

为了更好地贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国环境影响评价法》等相关法律法规，保护环境，防治污染，规范建设项目环境管理工作。2011年2月11日，国家环境保护部批准了《环境影响评价技术导则—地下水环境》（以下简称《导则》）为地下水环境保护标准，并于2011年6月1日起实施。该标准规定了地下水环境影响评价的一般性原则、内容、工作程序、方法和要求。

一直以来，地下水环境影响评价是整个建设项目环境影响评价中较薄弱的一个环节，其主要原因有：（1） 地下水环境影响的隐蔽性：由于地下水环境受到污染之后会隐藏到地下，不易被直接观察到，即使污染已经相当严重，也是很难被发现；（2） 地下水环境影响的滞后性：从地下水环境污染发生到显现危害需要经历漫长的历程，有可能建设项目已经结束，地下水的危害才突显出来；（3） 地下水环境影响评价任务的艰巨性：查清地下水环境耗资大、专业性强、技术复杂，在项目论证阶段实施难度大。此新导则的实施，充分表明国家对地下水环境污染问题非常重视，这对我国地下水资源的保护具有重要的指导意义。也会促使今后的地下水环境影响评价工作更加规范。

二、长输油气管道项目的性质

在认识油气长输管道之前，我们先要知道两个概念。压力管道和长输管道。压力管道（pressure pipe）：是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。压力管道按其用途划分为工业管道、公用管道和长输管道。长输管道（long-distance pipeline）：长输管道系指产地、储存库、使用单位之间用于输送商品介质的管道，具体讲就是跨越地、市输送或跨越省、自治区、直辖市输送商品介质的长距离（一般大于50km）管道。

在国际上，管道输送是与铁路、公路、水运、航空并列的五大运输方式之一。在油气输运方面，管道运输和其他运输方式相比，有着十分得天独厚的优点，一般是一次投入，多年受益，是一项有益又有效的运输工程。随着西气东输天然气管道工程，西油东送、北油南运原油成品油管道工程的建设，国家能源格局战略调整发展正在逐步形成。

从环境保护的角度来讲，长输油气管道工程具有以下特点：

1.管道一般长度较长，管径较大，临时占地面积大，弃土石方分散且量大，影响面广；

2.长输管道经过的地貌复杂多样，因此存在着不同特点，工程在建设过程中作业线路清理将破坏沿线地貌；

3.作业线路的清理还可能涉及居民搬迁， 穿过林带的线路区域使用功能发生改变等；

4.长输管道输送的介质为天然气或石油， 具有较大的潜在危险性。

管道工程属于线性工程，常常穿越不同的地形地貌，不同的地下水类型区。其工程建设大致可以分为3个时期：勘察设计期，施工期和运行期。在勘察设计期，主要进行现场踏勘、土地调查，实地测量及文物保护区调查等活动，以确定合理的路由通道，此阶段对周围环境影响极小。施工期，主要活动包括测量、放线、扫线、布管、组对、焊接、补口补伤、下沟、三桩埋设和表土回填、地貌恢复等活动。期间要进行植被剔除、地表开挖、施工便道的整修、穿跨越河道、隧道的挖掘、管道和设备及辅助材料的运输和临时堆放。对周围环境影响较大。运行期，管道运输的石油和天然气，能够调整地方能源格局，对社会环境影响较大。此时若无重大油气泄漏事故发生，对周围环境影响较小。但长输油气管道工程的事故风险率比较高，例如洪涝灾害、滑坡、泥石流、地面沉降、地震等地质灾害以及海水、湿地等对管线的侵蚀，在运行期会造成管线的破裂、闸门破裂、以及管线放空等可能会造成油气泄漏，引发火灾，导致地表水、土壤、植被的破坏，造成大面积的环境污染。

长输油气管道工程在进行地下水环境影响评价时，应该首先区分是长输天然气管道工程还是长输油管道工程，因为它们给地下水的潜在威胁是不一样的，下面我们将分别进行讨论。

三、地下水环境影响评价等级的划分

在进行地下水环境影响评价等级的划分工作前，首先要确定建设项目的项目类型。根据《环境影响评价技术导则-地下水环境》（HJ 610-2011），考虑建设项目对地下水环境影响的特征，将建设项目分成三类。一类是可能造成地下水水质污染的建设项目；二类是可能引起地下水流场或地下水水位变化，并导致环境水文地质问题的建设项目；三类是指同时具备一类和二类建设项目环境影响特征的建设项目。在长输油气管道工程施工期，作业带宽度一般在18～25m，深度一般3～5m，虽然会造成一定的地表扰动，水质污染，但其影响是暂时的，且不会影响地下水水力联系及区域地下水流场或水位变化，因此，可依据《导则》，该管道工程确定为Ⅰ类建设项目。

确定完项目类型之后，根据建设项目场地的包气带防污性能、含水层易污染特征、地下水环境敏感程度、污水排放量与污水水质复杂程度等指标，确定长输天然气管道建设项目的工作等级为三级，确定长输原油或成品油管道工作等级为二级或者三级。

四、地下水环境影响现状调查和评价

1.现状调查

长输油气管道工程地下水环境现状调查的主要内容是区域水文地质条件调查和地下水环境现状监测。这些具体的内容在《导则》中均有了详细的规定。特别强调的是在管道沿线穿越的生态敏感点及具有供水作用的水源地需再进行较详细的调查。

2.现状评价

长输油气管道工程地下水环境现状评价的主要内容主要包括两方面：一是采用单项水质因子标准指数法进行地下水水质现状评价，若存在超标问题，应分析原因；二是若评价范围内存在区域地下水水位降落漏斗状况、地面沉降、地裂缝等环境水文地质问题，应结合地下水的排泄、补给、径流对其进行定量半定量分析。

五、地下水敏感目标的确定

敏感目标是指在建设项目施工和营运过程中，需要重点保护避免受其影响破坏的特定对象。一般建设项目，地下水影响评价中最常见的敏感目标包括饮用水源地、生态湿地、河流、地下水水库、泉等环境敏感区。分析确定长输油管道工程沿线敏感点时，应考虑两个方面：一，长输油气管道工程一般跨多地区、多地形地貌，沿线难免会经过地质脆弱点，增加长输管道的风险事故概率。因此，确定地下水敏感目标时应结合地质灾害报告中提到的地质脆弱点，充分考虑地震、地质灾害和不良地质现象等。二、在油管道经过的不可避免地段，应充分考虑人类活动对管道的潜在影响，如部分城镇郊区、人类活动密集区等也应该是长输油管道工程地下水环境影响评价的敏感目标。

长输天然气管道工程地下水敏感目标的确定应考虑管道沿线饮用水水源保护区、具有饮用水功能的水井为主要敏感目标。因为管道在上述地区施工时，产生的生活废水、生活垃圾、以及可能撒漏的机械油会对地下水产生一定的影响，除此以外，天然气管道工程对地下水影响较小。

六、地下水环境影响预测

在确定长输油气管道地下水环境敏感目标之后，我们结合地下水环境影响预测原则， 对长输天然气管道工程在施工期和运行期，对地下水环境敏感目标进行三级评价预测，预测方法主要是回归分析法、趋势外推法、类比法和时序分析法。对长输油管道工程在施工期和运行期，在地下水敏感目标区域应进行正常的和风险事故状态下两种预测。主要预测方法是二级评价中水文地质条件复杂时采用数值法，水文地质条件简单时采用解析法。三级评价多采用回归分析法、趋势外推法、类比法和时序分析法。

在重要地下水环境敏感目标区域，预测范围应该充分考虑到地下水源汇项，覆盖一个完整的水文地质单元，以及可能与建设项目所在的水文地质单元存在直接补径排关系的区域。模拟预测结果应包括管道与敏感目标间水文地质图剖面图、地下水潜水流场图以及能够反映地下水受到溢油事故污染时模拟结果预测图等。

七、地下水环境影响评价执行的标准

我们知道，依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，并参照了生活饮用水、工业用水水质要求，《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）将地下水质量划分为五类。

Ⅰ类，主要反映地下水化学组分的天然低背景值含量。适用于各种用途。

Ⅱ类，主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。

Ⅲ类，以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。

Ⅳ类，以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活用水。

Ⅴ类，不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。

在长输油气管道地下水环境影响评价中，地下水评价执行《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）中的Ⅲ类标准，其中，石油类参照《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类标准值（详见表1），是能够满足国家环保要求的。

表1 地下水环境评价执行标准 （mg/L）

八、风险防范措施

长输油气管道工程对地下水的环境影响总结为以下两点：一、在施工期，施工人员的生活污水、生活垃圾、施工机械油料的意外撒漏等若不加强管理，有可能经雨水流入地下水流场，给水体造成污染。二、在运行期，若有油气泄漏事故发生，泄漏出的原油随地下水流场渗入地下水系统，造成水体污染。根据不同地段的不同水文地质特征，工程对地下水的环境影响也不同，只有充分分析了工程沿线的地下水水文地质条件、地下水类型等，合理划分水文地质单元之后，才能进一步对地下水污染进行模拟预测，并提出相应污染防治措施。

根据长输油气管道工程特点，以及管道沿线的地质地貌环境，并结合管道工程建设的经验和教训，为最大限度地减少对地下水环境的影响，防止地下水环境污染，应采取以下措施：

1.对管道施工过程中可能产生的环境影响以预防为主，要求建设单位必须制定环境保护管理的具体措施，加强环境管理，预防对地下水环境产生不利影响；

2.在地下水埋深小于2.3m的区域埋设管道时，应在管道上部填充砂砾，以尽量减少地下水流的阻力，增加渗透率，最大限度地减少地下水位上升，从而达到减轻地下水环境影响的目的；

3.在长输油气管道沿线地下水环境敏感区域设置地下水防污监控点，建立地区地下水环境监控体系，制定监测计划，并配备先进的监测仪器和设备，以便在日常巡线工作中及时发现问题，及时采取措施；

4.协助建设单位制定地下水风险事故应急响应预案，明确风险事故状态下应采取的封闭、截流等措施，提出防止受污染的地下水扩散和对受污染的地下水治理的具体方案。

九、小结

综上所述，地下水环境影响评价因其具有隐蔽性和滞后性，一直以来是环境影响评价工作的重点。同任何建设项目一样，长输油气管道工程在经济发展的作用是毋容质疑的，但他们对环境的影响也是显而易见的。在实际生产当中，采取适当的地下水保护措施和完备的应急响应预案，长输油气管道工程对地下水环境的影响是可以得到预防和治理的。本文就结合生产中遇到的一些实际问题，总结了以上几点地下水环境影评价思路，仅供相互参考讨论。希望在广大环境影响评价工作者的共同努力下，地下水环境影响评价工作能够实现更大的突破。

参考文献

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[5]朱学愚，钱孝星.地下水环境影响评价的工作重点[J]水资源保护，1998，48-53.

篇(4)

【关键词】城市隧道 岩溶富水段涌水 综合治理

引言

隧道涌水是一种是非常普遍的工程现象灾害，一旦处理不当，而且隧道涌水产生的后果也是很严重，一旦发生，将不仅会严重影响工程的进度、，增加经费，还会影响隧道结构安全的安全等级设置会留下安全隐患、运营安全。由于城市隧道地处城区，周边有大量生产生活区，涌水处理不当，还将严重影响隧道周边居民的生产生活，甚至造成地陷、房屋坍塌、人员伤亡等。，对整个工程以及周围的环境产生影响。同时，由于城市隧道所处的特殊的地理环境以及使用方面的要求，需要配置排水管、通风照明、各种电缆电线设备、和仪表仪器的安置等。所以隧道背部必须保持干燥，干净整洁，确保里面的各种仪表仪器以及电缆等的正常的工作运行。所以相对于高速公路、铁路隧道在防水发面的要求也是较高的。

隧道长期涌水不仅会使生态环境产生严重破坏，还会使施工环境恶化产生安全隐患，甚至会诱发工程地质灾害。所以随着我们建设施工工程中逐渐意识到环境的重要性，加强了对生态环境的保护意识，对于岩溶富水段涌水的治理我们的原则是：采用“排堵结合、定量堵水、限量排放、综合治理有限排放，定量堵水、防放排截堵相结合，综合治理”的原则，确保隧道施工引起的地下水渗漏量小于隧道开挖影响范围地下水的补给量，以维护地下水环境平衡、达到经济合理、保护环境、保证施工及结构安全的目的。这篇文章主要是向大家说明城市隧道涌水的的成因以及预测方法，也介绍了几种对于隧道涌水的施工办法和其中需要注意的问题和综合治理方法，包括隧道涌水的预测、注浆方案及设备材料选择、钻孔注浆工艺、注浆结束标准等，争取将涌水对从而施工进度、结构安全、运营安全、周边居民生产生活的影响降到最低使我们能够更加深刻的认识到隧道涌水这一工程灾害。

隧道涌水的原因以及它对工程的影响

根据经验经常出现涌水的地方是；构造复合部位及其影响带、不整合接触带、山间河谷、盆地、岩溶发育富水地带、地表水系汇合地段、断裂破碎带、断裂破碎带透水性较强的地段等，这些地段尤其是和地表水体有水力联系时涌水现象更加明显。经过分析认为，隧道涌水会对软弱结构层面浸泡、软化会严重降低其强度，同时也会在水位下降的时候带走其中的填充物，使其更加迅速的解体，从而促使形成了坍塌和塌陷，给人们的生活带来了威胁，对人们的生命造成了威胁。

施工过程中涌水对隧道产生的影响是，隧道开挖的过程中，涌水会使支撑面不稳定影响混凝土的施工质量；涌水还会使面层、开裂或者成块掉落，甚至会使之崩塌；当涌水是出现在侧壁时，会使喷射出的混凝土粘附不良甚至不能粘附，这样会使工程的进度大大降低，严重影响工作效率；在隧道衬砌施工完成以后，如果涌水处理的不彻底，那么混凝土中就会渗入水，对隧道产生侵蚀性的破坏，而且在冬季会结冻更加进一步的对隧道造成不可逆的破坏。

隧道涌水处理的原则

对于岩溶富水段涌水的治理我们的原则是：采用“有限排放，定量堵水、防放排截堵相结合，综合治理”的原则，保证隧道施工引起的地下水渗漏量小于隧道开挖影响范围地下水的补给量，从而维护地下水环境平衡、达到经济合理、保护环境、保证施工及结构安全。另外根据涌水段所在的位置不同，在施工的时候也要灵活多变，方法是死的人是活的。岩体完整地段可以直接通过；小段岩层破碎带，淌水流量大于可控制的排水流量时，要超前预支护管棚然后注浆堵水；对于岩体比较完整的能够保证施工安全的，但是淌水流量大于可控制的排水量时，要先通过后径向在注浆堵水。所以说根据不同的地段不同的状况来采取不同的措施。此外，隧道涌用水段施工的时候要加强初期支护。

对于隧道涌水预测和综合治理的几项措施和方法

一、隧道涌水预测超前预报

主要是运用高新科技TRT6000进行地质超前预报。TRT6000是一种全新的地质超前预报设备。TRT6000原理是当地震波遇到声学阻抗差异界面时，信号一部分透射进入前方介质，一部分被反射回来。声学阻抗的变化一般发生在岩体内的不连续界面或者是地质岩层界面。反射回来的信号被高灵敏的地震信号传感器接受，反射体的体积越大，声学阻抗差别越大，回波也就越是明显，越容易被探测到。通过分析，这项技术可以用于了解隧道工作面前方的地质的情况。

隧道施工（特别是岩溶富水段），应采用TRT6000层析扫描超前预报系统、地质雷达、红外探水仪等多种综合物探手段，并结合超前钻孔取芯及加长炮孔等探测手段，做到长距离宏观预报与短距离准确预报相结合，开展多层次、多手段的综合超前地质预报，重点对隧道工作面前方和岩溶富水段径向进行预测，并贯穿于施工全过程，为超前预注浆和径向注浆提供依据。

二、隧道注浆方案选择

通过隧道工作面前方超前地质预报，发现隧道穿过高压浮水、岩溶地段，可能产生突水、突泥灾害，危及施工安全或地表水环境产生严重破坏时，采用超前预注浆；每循环25米，注浆加固范围为开挖轮廓线外5米。当隧道穿过不同可溶岩分界线地段及物探异常地段，且危及施工安全或地表水环境产生严重破坏时，实施超前局部预注浆；在集中出水点周边裂隙注浆加固后对出口孔进行顶水注浆。当隧道穿过岩体较完整但大面积淌水地段时，实施开挖后径向注浆；当隧道穿过岩体较完整但局部出水地段时，实施开挖后对出水点进行局部径向注浆；注浆加固范围为开挖轮廓线外5米。

三、隧道注浆设备材料选择

注浆设备可采用日本RPD多功能一体机，可大幅度提高钻孔工作效率。注浆材料可采用普通水泥浆、水泥水玻璃双液浆（简称双液浆）、掺有化学液的水泥浆（简称膏浆）、套管、分隔器、膜袋等材料。其中膏浆相比水泥浆和双液浆，特点是粘性可控、凝胶时间可控（30～600s）、扩散范围可估计、注浆密实效果好、受温度湿度动水影响小，适用于水量较大、动水、溶腔管道等注浆堵水治理；但由于造价是普通水泥浆的3～5倍，只在普通水泥浆、双液浆无法达到预期注浆堵水效果时使用。分隔器的使用，有助于分段控制压力注浆；套管的使用，有助于注浆过程设置排水孔；膜袋的使用，有助于动水环境下溶腔管道的填充。

超前预注浆

通过隧道工作面前方超前地质预报，发现隧道工作面前方水量较大导致无法正常开挖作业时，需对隧道工作面前方进行超前预注浆，直至满足工作面开挖安全及作业环境需要。四、隧道钻孔注浆工艺

根据浆液扩散半径，布孔间距为1.5～2米，孔位按梅花型布置，注浆加固范围为开挖轮廓线外5米，局部可根据涌水、裂隙等情况加密加深。钻孔和注浆一般情况按先外后内、先下后上、间隔分序施工的顺序，以确保堵水加固效果。超前帷幕注浆应严格控制钻孔角度，以确保仰拱底部布孔及堵水加固效果。全环径向注浆应在两端设置深孔截流段且优先实施，减少涌水串流。

采用一次成孔自上而下分段注浆（如图1）、分序滤排水式注浆（如图2、3），采用孔内分隔器，将注浆孔分为数段进行注浆，该方法克服了反复钻孔注浆扫孔的过程，可使钻孔和注浆平行作业，大大提高了施工效率，节约了施工时间，适合用于抢险施工。此外该方法改善了注浆孔口封闭效果，使得孔口封闭承压能力大幅提高，为提高注浆压力奠定基础。

五、隧道注浆结束标准

隧道注浆达到设计（岩溶富水段注浆后平均每延米涌水量小于1立方米/天，检查孔涌水量小于0.2L/min、检查孔岩芯密实并达到一定强度等）及试验初步掌握的结束标准（单孔注浆终压、单孔进浆量等）后可结束注浆，实施开挖及初期支护作业。若隧道结构安全等条件允许的情况下，岩溶富水段还应经历雨季的检验后再进行二衬施工。避免二衬施工后实施注浆堵水，从而严重破坏二衬防排水及砼结构，且堵水针对性差、效果差、成本高、工期长。

六、隧道防排水

岩溶富水段隧道二次衬砌、初期支护之间全环铺设高分子复合防水卷材，钢筋焊接等作业时可采取防火材料隔离保护，防止防水卷材烧伤等，确有损坏应及时更换或修补。二次衬砌采用添加防水剂的高性能防水砼（抗渗标号不小于S12），施工应采取措施保证砼连续浇筑，并及时振捣到位，避免砼出现冷缝或不密实影响防水效果。此外，同接缝处止水带、止水条等施工质量也应重点控制。

岩溶富水段隧道防水层与喷射砼之间每隔5～10米设置ф50环向软式透水盲沟一道（集中出水段加密设置），在有股状水流处增设1～3×ф50透水盲沟，环向盲沟下伸到左右侧边墙脚通过变径三通与ф150纵向透水盲沟相连，然后再通过DN50横向PVC排水管（5米1道，集中出水段加密设置）排入排水沟。所有透水管应外无纺布作为过滤，横向排水管应尽量设在环向盲沟处，以保证排水通畅。

以上是本人根据自己的想法结合多年来的工作经验提出来的一些关于城市隧道岩溶富水段涌水综合治理方面的措施和方法，也许有诸多不足之处，希望能够得到大家的宝贵意见和建议。笔者在这里感谢大家的支持与批评。

【参考文献】

1、吴明玉，宁殿晶，谢秩琼. 隧道涌水的原因分析及治理措施[J]. 山西建筑. 2010. 36卷（12期）：

2、王纯祥，蒋宇静，江崎哲郎，徐帮树[J]. 复杂条件下长大隧道涌水预测及其对环境影响评. 岩石力学与工程学报. 2008. 27卷（12期）：2412.

3、孙谋，刘维宁. 隧道涌水对围岩特性影响分析[J]. 隧道建设. 2008. 28卷（2期）：143，145.

篇(5)

本文以上述影响因素为基础对西南地区隧道工程条件下岩溶地下水系统的变化进行特征分析。依据系统边界的变化及隧道涌水汇水面积，将隧道工程下岩溶地下水系统的变化归纳为3种类型。隧道穿越岩溶类型(岩溶含水岩组的埋藏条件)、构造特征、补给特征以及岩溶水径流方式不同的岩溶地下水系统时，地下水系统边界及隧道涌水汇水面积边界的变化可大致归于上述3种类型中的某一种。其中，Ⅰ类常见于型岩溶区隧道穿越背斜构造、向斜构造及单斜构造，－覆盖型岩溶区隧道穿越背斜构造、向斜构造，亦可见于－埋藏型岩溶区隧道横向穿越向斜构造或隧道走向与岩层走向垂直穿越单斜构造;Ⅱ类常见于型岩溶区隧道穿越背斜构造，亦可见于－埋藏型岩溶区隧道走向与岩层走向平行穿越单斜构造;Ⅲ类可见于－覆盖型或－埋藏型岩溶区隧道纵向穿越背斜构造、向斜构造或隧道走向与岩层走向平行穿越单斜构造。

2典型案例分析

研究区位于黑龙潭—官渡断裂以东，滇池北东岸，紧邻昆明市区。区内褶皱构造以大凹子背斜为主，背斜走向北东—南西，核部为寒武系地层，两翼产状较平缓，依次为泥盆系、石炭系、二叠系地层。选择研究区金汁河地下水系统(Ι)作为隧道工程岩溶地下水系统典例。本文假设3种隧道穿越方案，分别将不同隧道穿越方案影响下的岩溶地下水系统与天然岩溶地下水系统的特征进行对比分析，并初步预测隧道涌水量及其涌水危险性。

2.1天然岩溶地下水系统特征

金汁河地下水系统(Ι)位于研究区西北侧，靠近昆明盆地边缘。该系统北侧以金汁河和盘龙江的地下水分水岭为界，西侧以第四系和基岩的接触界线为界，东侧和南侧均以地下水分水岭为界。金汁河地下水系统(Ι)可划分为九龙湾地下水系统(Ι－1)、庄科地下水系统(Ι－2)和石头山地下水系统(Ι－3)3个子系统。九龙湾地下水系统(Ι－1)位于金汁河地下水系统的北西侧，大凹子背斜的北西翼，其北东侧以金汁河和盘龙江的地下水分水岭为界，南西侧以第四系与基岩的接触界线为界，北西侧以地表分水岭和可溶岩与非可溶岩的接触界线为界，南东侧以可溶岩与非可溶岩的接触界线为界。主要的含水岩组为P1Y、C2w和D3z地层。系统内可溶岩和非可溶岩呈单斜构造互层状出露，呈北东—南西向展布。庄科地下水系统(Ι－2)位于金汁河地下水系统的中部、大凹子背斜的北西翼，其北侧、西侧与东侧以可溶岩与非可溶的接触界线为界，岩层近南北向展布，主要的含水岩组为1l地层。石头山地下水系统(Ι－3)位于九龙湾地下水系统与庄科地下水系统之间，以可溶岩与非可溶岩的接触界线为界，主要的含水岩组为1l地层。

2.2隧道工程下岩溶地下水系统变化特征

2.2.1方案一隧道穿越P1y可溶岩地层，其走向与岩层走向近于平行。该区域地质条件较简单，为单斜构造，无断裂发育。P1y碳酸盐岩上覆P2β岩浆岩，岩层呈北东—南西走向，倾向北西。从天然岩溶地下水系统划分来看，隧道属于P2β岩浆岩地下水系统;从剖面上看，因隧道的开挖，隧道成为Ι－1系统新的排泄点。隧道施工影响范围内，地下水循环发生改变。在隧道工程的影响下，将Ι－1系统北西侧以渗透系数低于隧道所在位置天然围岩的1/10的缓冲带边界为边界进行调整(图2a)，隧道涌水汇水面积的勾画可与天然岩溶地下水系统的划分相同。

2.2.2方案二隧道平行于断裂走向穿越1l可溶岩地层，断层性质为逆断层，且导水。因断层的错动，使1l可溶岩地层再一次出露地表。D2h、2d地层相对隔水，被圈闭的1l地层形成一相对独立的岩溶地下水系统(Ι－3)。从天然岩溶地下水系统划分来看，隧道属于Ι－3系统;从剖面上看，隧道在开挖过程中，以隧道为中心形成新的势汇，同时袭夺Ι－2系统与Ι－3系统的水量，系统内地下水的运动特征和补排关系发生改变。在隧道工程的影响下，应调整天然岩溶地下水系统边界，将Ι－2系统与Ι－3系统合并为一个完整的地下水循环体系，此时隧道涌水的汇水面积增大。

2.2.3方案三隧道走向与单斜地层走向近于垂直，且隧道穿越两个相互平行的岩溶地下水系统(Ι－1，Ι－2);隧道在非可溶岩段施工时，及时衬砌止水。从隧道纵剖面上看，隧道在开挖过程中，成为系统新的排泄点。隧道施工破坏了原有的渗流场平衡，致使地下水的运动特征和补排关系发生改变。在隧道工程的影响下，将Ι－1系统和Ι－2系统北西侧以隧道线路所在平面与非可溶岩层面相交线在平面上的投影为边界进行调整，隧道涌水汇水面积的勾画可与天然岩溶地下水系统的划分相同。

2.3隧道涌水量预测及危险性分析

假设隧道涌水过程已经与改变之后的岩溶地下水系统循环过程相平衡，采用基于水均衡原理的降雨入渗系数法初步预测计算隧道的涌水量。从表2中可以看出:隧道工程的施工使地下水系统的边界发生了移动，但隧道涌水汇水面积的勾画，方案二改变，方案一和方案三与天然岩溶地下水系统的划分相同。由此可知，方案一、方案三属于隧道工程下岩溶地下水系统变化类型Ⅱ，方案二属于隧道工程下岩溶地下水系统变化类型Ⅲ。方案二中，因汇水面积的增大，隧道总正常涌水量增加1813.61m3/d，雨季最大涌水量增加3627.22m3/d，单位长度正常涌水量增加2.78m3/(d•m)，单位长度最大涌水量增加5.56m3/(d•m)，隧道发生涌突水的危险性显著提高。

3讨论

(1)地下河管道系统发育的地区，地下河是该区地下水主要的运移通道，也是岩溶地下水系统主要的径流、排泄通道。为了分析隧道与系统天然排泄点间的补、排关系，明确隧道施工对渗流场的扰动范围，本文将较短小的地下河管道视作“天然排泄点”。

(2)隧道施工造成开挖空间周围应力重新分布，致使围岩发生变形与破坏。围岩变形范围内应存在某一点，该点处的渗透系数与隧道所在位置天然围岩的渗透系数成某一比例，致使在该点向隧道内与隧道外方向的岩层中，地下水流线变化明显。实际工程应用中，隧道开挖破坏地下水水流系统，形成的地下水分水岭是难以确定的。因此，可以依据隧道围岩的变形范围来考虑一个缓冲带，以该缓冲带的边界作为隧道工程下岩溶地下水系统的划分边界。

(3)隧道工程引起大范围地下水系统边界的变化是一个长期的过程。隧道涌水量的计算需要在隧道涌水过程已经与地下水循环动态平衡的前提下进行。

(4)本文仅对岩溶类型(岩溶含水岩组的埋藏条件)、构造特征、补给特征、岩溶水径流方式与隧道工程特点相组合的简单模式进行系统变化特征的归纳。而对于考虑复合构造、强径流带特征、排泄特征、隧道施工方法等的复杂情况，还需要进一步深入探讨。

4结论