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關(guān)鍵詞:隧道施工;地質(zhì)災害問題;措施
中圖分類號:U45文獻標識碼: A
引言
隧道施工中經(jīng)常出現(xiàn)的地質(zhì)災害現(xiàn)象給交通運輸業(yè)的發(fā)展帶來很多極其不利的影響。它不僅極大的縮短了隧道的使用壽命,甚至由于不良施工導致引起的車轍現(xiàn)象更是極大危害著人們的生命及財產(chǎn)安全。因此,我們應勇敢的面對挑戰(zhàn),積極尋求解決措施,加強對施工細節(jié)的管理,盡可能地減少和避免地質(zhì)災害現(xiàn)象的出現(xiàn),從而提高隧道的施工質(zhì)量。
一 、隧道施工地質(zhì)災害分類與分析
(一)隧道施工地質(zhì)災害分類
(1)圍巖的變形破壞:這類災害的產(chǎn)生主要與圍巖的巖性、結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面的幾何切割特征及應力條件有關(guān)。包括:①軟弱巖體的變形破壞:主要破壞形式表現(xiàn)為大的變形位移和滑塌等;②破碎巖(如斷層破碎帶、風化帶等)的變形破壞:主要表現(xiàn)為大量的掉塊、滑塌、崩塌和泥砂石流等;③塊狀巖的變形破壞:主要表現(xiàn)為局部掉塊;④堅硬脆性巖的巖爆:多發(fā)生于深埋、高應力區(qū)的隧道中。
(2)涌水、突泥災害:這類災害主要是由于隧道的開鑿,破壞或改變了隧道所在地區(qū)原來的水文地質(zhì)環(huán)境,隧道成為新的良好的地下水排泄通道引起。災害的主要形式包括:①破碎巖的裂隙、縫隙滲水、漏水、涌水;②巖溶裂隙水、管道水的涌出,以及攜帶大量泥砂的突泥、突砂。
(3)地面沉降和塌陷:由于隧道開挖及大量抽排地下水引起。包括:①淺埋隧道、城市地鐵或大型管道開挖及大量抽取地下水造成的地面沉降;②巖溶地區(qū)隧道開挖排放大量地下水造成的地面塌陷和泉水枯竭。
(4)其它地質(zhì)災害。主要包括:①有害氣體(如瓦斯)突出造成的災害;②地下水對隧道建筑物的侵蝕、腐蝕作用引起的災害;③隧道的凍融災害;④高地溫災害;⑤地震災害。
(二)隧道地質(zhì)災害分析
由于隧道工程屬于人類工程活動的一種, 其誘發(fā)地質(zhì)災害的特點與人類工程誘發(fā)地質(zhì)災害的特點別無二致,可以分成以下三個特點:隧道地質(zhì)災害發(fā)生的根本原因可以歸結(jié)為人類工程活動的盲目性和不科學性,工程建設(shè)同地質(zhì)環(huán)境不協(xié)調(diào)所致。同自然地質(zhì)災害相比,隧道地質(zhì)災害強度低、頻度較大,危害性大。 隧道地質(zhì)災害的發(fā)生具有可防止性。
因此,為避免隧道施工地質(zhì)災害的發(fā)生,應多管齊下,加強防治措施,具體如下:做好地質(zhì)勘察研究工作;合理確定防治目標;多方案比選防治工程方案;重大地質(zhì)災害防治工程進行專門的可行性論證;妥善確定防治工程的施工方法和施工程序,實行信息化施工;加強監(jiān)測工作。
二、隧道地質(zhì)災害形成的因素
隧道發(fā)生地質(zhì)災害的根本因素是人類不科學的施工和盲目的施工、隧道施工方法和施工環(huán)境不協(xié)調(diào)。一般情況下,隧道地質(zhì)災害和自然地質(zhì)災害進行比較,有著強度低、頻率大和危害大的特點,是有著可預防性質(zhì)的,所以在隧道施工中,做好隧道施工地質(zhì)災害常見問題的預防,可以有效控制地質(zhì)災害的發(fā)生。
隧道地質(zhì)災害預防工作需要做好地質(zhì)的勘測,確定防治的目標,優(yōu)化防治方案,選擇防治施工的方法,加強施工管理和監(jiān)督,只有這樣,才能控制好隧道地質(zhì)災害形成的因素,使隧道施工中的常見地質(zhì)災害問題減少發(fā)生的頻率。
隨著我國交通行業(yè)的飛速發(fā)展,隧道施工項目越來越多,施工技術(shù)得到了很大的進步。受長度和深度等多方面的影響,使隧道施工的地質(zhì)環(huán)境越來越復雜,施工遇到地質(zhì)災害問題更多,還有很多不可預料的災害,只有進一步提高施工技術(shù),加強預測與防治措施,才能真正保證隧道的安全施工和順利完成。
三、隧道施工中常見的地質(zhì)災害現(xiàn)象
(一)圍巖出現(xiàn)變形破壞現(xiàn)象
在隧道施工中,圍巖遭到變形破壞是十分常見的現(xiàn)象,導致圍巖局部和整體區(qū)域大變形坍塌、破裂,甚至堅硬的圍巖體出現(xiàn)巖爆等嚴重后果,帶來很多安全隱患,嚴重威脅著人們的生命安全。之所以會出現(xiàn)圍巖變形破壞現(xiàn)象,主要是由于圍巖特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)所造成的。圍巖所特有的特性,地應力的性質(zhì)以及地下水的情況都有著直接的聯(lián)系。特別是巖爆現(xiàn)象,出現(xiàn)的次數(shù)更是十分的頻繁,經(jīng)常出現(xiàn)在沒有地下水的情況下。經(jīng)過大量實踐證明,巖爆經(jīng)常以片幫,劈裂,彈射等現(xiàn)象為主要表現(xiàn)形式,甚至會引發(fā)地震等更為嚴重的地質(zhì)災害現(xiàn)象。而對于其他一般情況下的圍巖變形破壞,大多會出現(xiàn)在斷層破碎帶、接觸不良或者是不整合的比較軟弱的巖層等地質(zhì)環(huán)境中。
(二)隧道施工中出現(xiàn)塌方現(xiàn)象
在隧道施工的過程當中,由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)常常出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,使得巖層的薄體區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)小的褶曲,在對這種地質(zhì)結(jié)構(gòu)下的巖體進行打穿時,極有可能會導致地面沉降不均勻或者是軟弱巖層體塌方等現(xiàn)象出現(xiàn)。當隧道經(jīng)過巖層的破碎地帶以及斷層地帶時,巖體內(nèi)潛在的地應力得到釋放,地質(zhì)結(jié)構(gòu)過于松散,所承受的壓力也不斷增加,巖層顆粒與顆粒之間的膠結(jié)性能也不高,導致在開挖隧道之后,圍巖體難以保持穩(wěn)定而出現(xiàn)塌方現(xiàn)象。特別是當隧道在經(jīng)過進出口位置及其附近區(qū)域時,圍巖更不容易保持穩(wěn)定,極大地增加了出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象的可能性。值得注意的一點是,坍塌大多發(fā)生在涌水區(qū)域,特別是涌水區(qū)域的頂部與右側(cè)坍塌現(xiàn)象更為常見,降低了隧道施工質(zhì)量,造成很多不必要的事故發(fā)生,直接威脅著人們的生命安全。
(三)隧道施工中出現(xiàn)涌水突水現(xiàn)象
眾所周知,在施工施工中出現(xiàn)的地質(zhì)災害中,涌水突水現(xiàn)象發(fā)生的幾率最高,而且所帶來的危害也更為嚴重。因此,涌水現(xiàn)象越來越受到研究隧道施工地質(zhì)災害等專家的高度重視,不斷進行廣泛的試驗和測驗以便更好的研究涌水問題。涌水這種地質(zhì)災害主要是因為開鑿時隧道遭到破壞或者是隧道所在區(qū)域原有的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生了改變,使得良好的地下水通過隧道進行排泄而發(fā)生的。其有很多表現(xiàn)形式,比如巖層破碎處出現(xiàn)裂縫,滲漏現(xiàn)象嚴重,巖溶裂隙水以及管道水被涌出,或者在涌水時會伴隨著大量的泥沙、突沙等情況。
四、隧道施工地質(zhì)災害常見問題的防治措施
(一)塌方的防治措施
很多松散和破碎的圍巖都會發(fā)生隧道的塌方,一般情況下,要對圍巖整體進行穩(wěn)定性和強度的處理。施工中常見的處理方法有:超前長管棚和超前錨桿等措施,這些措施都可以使圍巖進行穩(wěn)定與強度的加固處理,使隧道塌方機率降低。而斷面大隧道在開挖中,一定要對軟弱圍巖的部分采取逐步開挖的施工方法,這樣既可以使圍巖大大縮短暴露的時間,在開挖后,也可以立刻進行支護處理,使隧道圍巖穩(wěn)定性大大增加。
(二)巖爆的防治措施
巖爆的防治措施,既可以采取預報的監(jiān)測,也可以使用地應力進行卸除,使用多循環(huán)分步開挖及超前高壓注水等施工方法對巖爆可能發(fā)生的部位重點監(jiān)測和預控,這些措施可以緩解巖爆造成的危害程度。
(三)突水與涌水的防治措施
隧道施工出現(xiàn)的突水與涌水等地質(zhì)災害可以通過排、堵的措施,或者排堵結(jié)合使用的措施進行相應的處理。在對突水與涌水治理的同時,也要對施工工程附近暗河及溶洞的突水部位做好監(jiān)測與預控。通過監(jiān)測與預控實現(xiàn)對施工階段地質(zhì)的預報。監(jiān)測與預控工作既要準確的分析出溶洞與暗河和隧道的交匯位置,在隧道施工出現(xiàn)突水與涌水后,對非巖溶深埋的隧道要進行排水導坑及鉆孔疏干的治理措施。巖溶隧道和淺埋隧道的治理要以堵為主,在最大程度上阻止地下水位下降,防止地面出現(xiàn)塌陷及井泉干涸等現(xiàn)象,這些問題會直接破壞周圍的生態(tài)環(huán)境。施工中還可以使用先隔水層然后再進行含水層的開挖,可以有效防止發(fā)生突水的地質(zhì)災害,有時也可以使用超前引排和超前預注漿等施工方式,都可以有效減少突水的地質(zhì)災害程度。
(四)地面坍塌與沉陷的防治措施
地面發(fā)生坍塌,可以采取回填、繞避等施工方式,有時還要對施工洞穴的頂板加固等措施,這些措施都可以有效預防地面坍塌和井泉的干涸,防止對周圍環(huán)境造成的惡劣影響。很多淺埋隧道地表坍塌都是由隧道塌方造成的,所以可以在隧道開挖初期,采取錨初期的支護,控制隧道發(fā)生變形。
(五)其他地質(zhì)災害的防治措施
隧道在施工中如果穿過煤層,很可能發(fā)生瓦斯爆炸,所以一定要對地質(zhì)預挖部位進行地質(zhì)的探測,加強地質(zhì)隧道施工的超前預報十分重要。另外還有鉆爆法隧道施工對防爆的處理和防治措施。
結(jié)語
綜上所述,隧道施工存在很多安全隱患和風險,但是施工中只要我們能認清常見的地質(zhì)災害成因,規(guī)范施工,做好防治防范措施,就能減少和避免這些地質(zhì)災害現(xiàn)象的發(fā)生,將隧道施工的風險和安全隱患降到最低。
參考文獻:
[1]毛井玉.談公路隧道施工中復雜地質(zhì)環(huán)境的處理[J].廣東科技,2014,10:144+137.
關(guān)鍵詞:管線 防洪 評價
一、概況
庫鄯輸油管道西起新疆庫爾勒市城西,沿庫爾勒市北向東延伸,穿越孔雀河,翻越阿克塔格山進入焉耆盆地,于焉耆縣城西穿過開都河,經(jīng)和碩縣北、烏什塔拉鎮(zhèn),沿榆樹溝穿過喀拉塔格山延伸至庫米什,由此折向東北翻越覺羅塔格山進入吐魯番盆地。
管線沿途經(jīng)過庫爾勒、焉耆、和碩、托克遜,吐魯番、鄯善六個市縣。所經(jīng)之處地形地貌情況復雜,氣候干燥,人煙稀少,社會依托條件差。通過區(qū)域?qū)傥覈鞅眱?nèi)陸地區(qū),具有山地與盆地相間分布的地貌特征。線路自西南向東北,所經(jīng)大的地貌單元為:塔里木盆地東北邊緣、阿克塔格山地、焉耆盆地、喀拉塔格山榆樹溝溝谷、庫米什盆地、覺羅塔格山地,吐魯番盆地中的艾丁湖洼地及盆地東北部的戈壁地帶。
沿線除焉耆盆地中的開都河三角洲為較大的農(nóng)業(yè)耕作區(qū)外,其它地段僅在城鎮(zhèn)周圍有少量農(nóng)田,其余大部分為干旱荒漠。沿線河流稀少,大型河流僅開都河一條,孔雀河屬中型河流,常年不斷水的小型河渠有南干渠、北干渠、黃水溝、樹北溝,其余則是季節(jié)性沖溝和小河道。
庫-鄯輸油管道總長476Km,管徑為ф610mm,采用常溫密閉輸送工藝及SCADA系統(tǒng)等先進技術(shù)。全線設(shè)有庫爾勒首站、馬蘭中間站、覺羅塔格減壓站、鄯善末站等四座站場;管道于1997年6月底完成建設(shè),6月30日全線具備投產(chǎn)條件。1997年7月18日庫鄯輸油管道順利地實現(xiàn)了投產(chǎn)一次成功,至今與安全運行16年。
二、技術(shù)路線及工作內(nèi)容
1.技術(shù)路線
通過歷史及近期實地調(diào)查資料,進行河床演變及河勢穩(wěn)定影響分析,分析管線穿越河段河床演變規(guī)律;通過河道沖刷分析計算河段防洪的影響;綜合評價工程建設(shè)對河勢及防洪的影響;提出評價意見和建議。
2.工作內(nèi)容
2.1基本資料收集整理
管線設(shè)計及竣工資料,水文站、泥沙實測資料,影響河段地形圖及實測橫斷面等。
2.2河道演變分析
河道演變分析主要工作內(nèi)容:利用已有的或調(diào)查的歷史河道資料對評價范圍的河道進行河勢變化分析。根據(jù)建設(shè)項目穿越河段的歷史演變過程與特點,分析其近期河床的沖淤特性和河勢變化情況,明確河床演變的主要特點、規(guī)律和原因,對河道的演變趨勢進行預估。
2.3水文分析計算
水文外業(yè)調(diào)查:對穿越河流工程處河流進行水文調(diào)查,包括斷面測量、流速儀測流、遠期、中期和近期洪水位勘測、糙率和洪水重現(xiàn)期等有關(guān)內(nèi)容。
水文分析計算主要工作內(nèi)容包括:水文資料的審查與分析、穿越河流工程設(shè)計洪水分析計算。根據(jù)項目所在流域概況及項目區(qū)內(nèi)、周邊水文站,分析計算建設(shè)區(qū)和流域的洪水特性,為防洪評價計算提供可靠的依據(jù)。
2.4根據(jù)項目區(qū)現(xiàn)狀和規(guī)劃水利工程設(shè)施,分析計算評價項目區(qū)現(xiàn)狀及規(guī)劃狀況防洪能力。
2.5沖刷計算
管線從河底穿越,不占用河道行洪斷面,管線建成后不存在壅水問題,對管線穿越河段進行沖刷計算。
2.6防洪綜合評價
分析該管道受水利水電規(guī)劃,樞紐建筑,河勢變遷及影響河段內(nèi)城鎮(zhèn)、人口生產(chǎn)生活活動等的影響。
三、庫鄯輸油管道穿越河流統(tǒng)計
通過對庫鄯輸油管道全線進行排查統(tǒng)計,全線共穿越各型河流沖溝24條,詳見下表:
從上表可以看出,庫鄯輸油管道穿越河流沖溝共計24條,其中大型河流1條,人工渠(河)道9條以及季節(jié)性沖溝14條。穿越方式為大開挖穿越(22條)或定向鉆穿越(2條)。
四、河道演變分析
1.河道歷史演變概況
根據(jù)評價區(qū)河流的地理位置和地形、地貌特點,其年內(nèi)、年際間的降水分配極不均勻,洪災經(jīng)常發(fā)生,這就造成了流域內(nèi)不同程度的水土流失。
庫鄯輸油管道穿越河流沖溝河道演變主要分為三類。
一是已建成團結(jié)渠、干線渠、南大渠、黑疙瘩渠、焉耆五號渠、焉耆糖廠排污渠及農(nóng)二師排污渠均為開都河水域的分流工程,二塘溝、柯柯亞河、清水河及曲慧河上游也均修建了引水樞紐,這些灌溉工程的修建以及土地的大面積開發(fā),使發(fā)源于山區(qū)的大部分河流(溝)、洪水溝的洪水已無法直接匯入開都河。加之日益頻繁的人類活動,如對山區(qū)森林過度采伐,中、低山草場過度放牧,天然植被遭受破壞,水土流失日益嚴重,河床內(nèi)的推移質(zhì)的堆積加強。
二是季節(jié)性沖溝,因近年來新疆極端天氣時有發(fā)生,山區(qū)局部地區(qū)降雨增多,導致季節(jié)性沖溝洪水增多,過洪時淘蝕嚴重,過洪后堆積物較多。
三是孔雀河為人工引水河,其流量為人工根據(jù)下游用水量綜合調(diào)節(jié),且含泥量較少,不致淤淺改道。河水流速較緩,洪水影響不大,河床處于淤積階段,河水對河床的沖刷作用不大,河床較穩(wěn)定,無坍塌、崩岸現(xiàn)象,穩(wěn)定性較好。
2.河道演變分析
對管線穿越河流河床演變影響的主要因素有:河流上游渠首引水、防洪護岸堤防和丁壩等。
開都河引水樞紐引水減小了下游河道的流量,小水歷時延長有利于主流線變彎,而大流量出現(xiàn)機遇的減少,經(jīng)長時期的積累之后,可以使彎曲出現(xiàn)單向增大的趨勢。
防洪護岸堤防和丁壩使河寬向穩(wěn)定性演變,河道形態(tài)向順直方向演變。
二塘溝、柯柯亞河、清水河及曲慧河引水樞紐引水導致下游河道常年無水流通過,僅在汛期泄洪時過洪,受上游水利樞紐泄洪量控制,大流量出現(xiàn)機遇的減少,經(jīng)長時期的積累之后,可以使彎曲出現(xiàn)單向增大的趨勢。
孔雀河為人工引水河,其流量為人工根據(jù)下游用水量綜合調(diào)節(jié),且含泥量較少,不致淤淺改道。河水流速較緩,洪水影響不大,河床處于淤積階段,河水對河床的沖刷作用不大,河床較穩(wěn)定,不會產(chǎn)生坍塌、崩岸現(xiàn)象,穩(wěn)定性較好。
五、防洪綜合評價
1.與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析
水利規(guī)劃設(shè)施對管線有影響的建筑物主要為二塘溝上游擬建二塘溝水庫樞紐、柯柯亞河上游擬建柯柯亞二庫。
水庫對管線的影響主要是通過水庫對洪水的調(diào)節(jié),改變洪水下泄流量,從而對處于水庫下游的管線產(chǎn)生影響。有利影響是通過減小洪水下泄流量,減小對主河槽的沖刷,不利影響是水庫下泄中小水流量歷時增長,增加河道的彎曲性,從而增大對河岸的沖刷。
在河道上修建水利樞紐后,其下游將發(fā)生兩種不同類型的沖刷,一種是在樞紐下游較長河道上普遍發(fā)生的一般沖刷,另一種是在樞紐下游附近較短河道內(nèi)發(fā)生的局部沖刷。管道穿越河流距規(guī)劃的二塘溝上二塘溝水庫樞紐、柯柯亞河上柯柯亞二庫較遠,不受水庫下游局部沖刷的影響,但受一般沖刷的影響。
河床的一般沖刷,將使河床和水位在較長時間內(nèi)降低,引起護岸工程和橋梁墩臺的基礎(chǔ)受到淘刷而導致破壞,并使沿岸原有引水口引水困難,河流主線可能發(fā)生改變,造成險工和平工易位,給防汛帶來不利,未設(shè)防的河岸的灘地可能發(fā)生坍塌,給沿岸工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸帶來不利影響。
在水庫清水下泄的條件下,水利樞紐下游將發(fā)生自上而下的普遍沖刷,當水庫淤滿后下泄渾水時,將發(fā)生自上而下的普遍淤積,表現(xiàn)出沖刷——粗化——回淤的過程。
考慮到管道穿越二塘溝、柯柯亞河時部分管段沿河床鋪設(shè),管道運行歷史上該管段發(fā)生過露管現(xiàn)象,建議對該處增設(shè)石籠鋪蓋等水工保護設(shè)施。
2.管道行洪安全的影響分析
通過表1可以看出,除庫米什泄洪道穿越處管道埋深小于河道最大沖刷深度以外,其余23處穿越處管道埋深均大于河道最大沖刷深度,滿足安全運行要求;庫米什泄洪道穿越處采取了上下游漿砌石截墻及漿砌石鋪蓋的方式保護管道,上下游截墻深度分別為2.0m和2.5m,大于1.63m的最大沖刷深度,滿足安全運行要求。
3.管道防汛搶險的影響分析
通過使用管道地質(zhì)災害風險管理系統(tǒng)對該24處管道穿越河道沖溝地質(zhì)災害風險進行評價,二塘溝、柯柯亞河穿越處風險等級為較高,其余22處風險均為較低或低,建議近幾年在二塘溝、柯柯亞河穿越處增設(shè)水工保護設(shè)施。
4.防御洪澇的設(shè)防標準與措施是否適當
管線穿越主要河流工程設(shè)計洪水標準為50年一遇,高于管線沿線農(nóng)田和村莊的防洪標準,管線設(shè)計使用年限為30年,以下埋方式穿越河流,設(shè)防標準適當。
根據(jù)《西部管道烏蘭線和西二線等管道已建水工保護工程效能評價報告》對庫鄯輸油管道水工保護工程的現(xiàn)狀和可用性較高,除二塘溝、柯柯亞河穿越處需增設(shè)部分水工保護設(shè)施外,其余穿越處已有水工保護設(shè)施滿足管道安全運行要求,管線設(shè)防標準與措施適當。
六、結(jié)語
管線穿越河流受水利工程和其它穿河建筑物的影響,河岸的穩(wěn)定性將加強,河床的橫向變形的強度和范圍受到限制,使河道向順直方向發(fā)展,河槽下切將增大。通過綜合評價分析得出以下結(jié)論:
1.庫鄯輸油管道24處穿越河道沖溝演變發(fā)展趨勢來看,河勢基本穩(wěn)定,不會發(fā)生較大的河型轉(zhuǎn)化和河道變遷的情況。
2.現(xiàn)有的管道防洪設(shè)施基本滿足安全運行要求,管道穿越二塘溝、柯柯亞河穿越處需增設(shè)水工保護設(shè)施,以確保上游新建水利樞紐后滿足安全運行要求。
3.管道管理單位需定期對管道穿越河道埋深進行復核,定期了解上游水利規(guī)劃等,發(fā)現(xiàn)問題及時治理消除安全隱患。
4.管道管理單位要重點關(guān)注穿越段管道防腐層質(zhì)量及陰保系統(tǒng)投運效果,避免發(fā)生腐蝕泄漏造成環(huán)境污染等事件。
參考文獻
[1] 曾 曉 劉小龍等 輪-庫-鄯油(氣)管道沿線河流(渠、坎兒井)水文調(diào)查分析報告.
[2] 王生新 齊化東等 輪南-鄯善段輸油(氣)管道地質(zhì)災害調(diào)查與防治規(guī)劃報告.
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[4] SYT6828-2011油氣管道地質(zhì)災害風險管理技術(shù)規(guī)范.
環(huán)境與發(fā)展是當今國內(nèi)外普遍關(guān)注的重大問題,過去相當長一段時間內(nèi),人類社會的傳統(tǒng)發(fā)展模式是以資源的過度消耗和環(huán)境惡化為代價來換取社會物質(zhì)文明的,結(jié)果造成了諸如自然資源的可持續(xù)利用率降低、環(huán)境污染、地質(zhì)災害頻繁、生態(tài)平衡遭到破壞等重大問題。
長期以來,正是由于缺乏持續(xù)科學發(fā)展的觀點,對保護環(huán)境的意識淡薄,在公路建設(shè)等大規(guī)模工程的勘察設(shè)計、施工及使用階段,都未把環(huán)境評估這一重要內(nèi)容列入工作計劃之中。隧道等地下工程修建于地殼表層,位于地下水最為活躍的部位,在巖土中開鑿的隧洞,它將可能成為其四周特別是工程上部地質(zhì)內(nèi)的地表、地下水的匯集場所或新的排泄通道,這勢必改變工程范圍內(nèi)的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)環(huán)境,進而影響地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。過去修建隧道等地下工程,除少數(shù)特殊工程采用以堵為主的全面防水措施外,大多數(shù)工程,特別是山區(qū)隧道工程都采用排堵結(jié)合、以排為主的防治方針。因此,,眾多隧道等地下工程在修建中和建成后長期存在著涌、漏水災害和環(huán)境惡化等問題。
隧道和礦山坑道等長期大量涌水或大量排放地下水,造成工程地區(qū)含水層被疏干,使生態(tài)環(huán)境惡化,主要表現(xiàn)為:地表水和泉、井枯竭;生活、工農(nóng)業(yè)用水缺失;地表沉降、巖溶塌陷、土壤沙化、水土流失;建筑物被破壞。鎮(zhèn)勝高速公路槽箐頭隧道施工中的大量涌水,使地表“四道溝”所有泉水干枯,從而截斷了該溝下游發(fā)電用的水源和農(nóng)業(yè)用水。巖溶地區(qū)隧道內(nèi)的長期涌水,引起的環(huán)境問題也更加嚴重。
2 隧道環(huán)境水文地質(zhì)工作
隧道環(huán)境水文地質(zhì)工作是一項十分重要的工作,既要查明工程地區(qū)的水文地質(zhì)條件及變化趨勢,又要對由于水的作用可能引起的地質(zhì)災害和環(huán)境惡化的可能性和程度作出預測預報。水文地質(zhì)工作應貫穿工程建設(shè)的全過程,不同階段的工作重點有共同點又有不同點。
2.1 勘測設(shè)計階段
2.1.1 水文地質(zhì)勘測主要任務
(1)探明工程區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件,進行水文地質(zhì)劃分,查明含水層的位置、水理性質(zhì)、水位等水文地質(zhì)參數(shù)和地下水的補給來源和排泄路徑;
(2)對隧道內(nèi)在施工階段的最大涌水量和運營期間的穩(wěn)定涌水量作出預測,并預測可能發(fā)生集中(或突發(fā))涌水的地段;
(3)評價地下水對圍巖分類、隧道掘進和支護結(jié)構(gòu)的影響;
(4)評估排出地下水后對工程周圍生態(tài)環(huán)境的影響程度和發(fā)展趨勢,充分估計隧道開挖引起表水漏失、地面沉降、巖溶塌陷等的程度和范圍,提出防治意見。
2.1.2勘測的重點地段
根據(jù)調(diào)查研究和大量的工程實踐,認為下列地質(zhì)環(huán)境是容易發(fā)生集中涌水和可能引發(fā)生態(tài)環(huán)境惡化的地段,也是水文地質(zhì)勘測的重點地段。
根據(jù)調(diào)查研究和大量的工程實踐,認為下列地質(zhì)環(huán)境是容易發(fā)生集中涌水和可能引發(fā)生態(tài)環(huán)境惡化的地段,也是水文地質(zhì)勘測的重點地段。
(1)巖體破碎帶.包括斷裂帶、節(jié)理裂隙密集帶、褶曲軸部等;’
(2)滲漏層與非滲漏層交界面(帶).主要有地層不整合接觸帶、可溶巖與非可溶巖交互帶、不同巖性和不同結(jié)構(gòu)巖體接觸帶等;
(3)地表水系發(fā)育或匯合地段,主要有:地表水體、古河床、山間河谷、盆地等地段;
(4)巖溶地區(qū)主要有:巖溶洞穴、洼地、地下河發(fā)育地段。
上述重點地段的勘測,除應按有關(guān)規(guī)范、規(guī)則執(zhí)行外,還應注意如下工作內(nèi)容,
①對巖體結(jié)構(gòu)破碎帶,應查明斷層的力學屬性、產(chǎn)狀、上下盤巖層和巖體裂隙發(fā)育程度及斷層帶的充填、膠結(jié)性質(zhì);對節(jié)理裂隙密集帶及褶曲軸部,主要應查明裂隙發(fā)育程度及裂隙的張開性、延伸性。上述地質(zhì)因素,決定著巖體的導水性和富水性。
②對滲漏層與非滲漏層交界面(帶),主要查明交界面的產(chǎn)狀、交界面(帶)的特性以及交界面底板的滲漏特性。若沿交界面有發(fā)育巖溶洞穴時,應查明洞穴標高與隧道標高的關(guān)系及洞穴的充水特性。
2.2 施工階段
施工階段環(huán)境水文地質(zhì)工作的重點是調(diào)查分析3地表水、地下水露頭的變化;隧道內(nèi)涌水、漏水狀況;水對圍巖穩(wěn)定性的影響以及各種防治措施的作用和效果。
(1)水文地質(zhì)觀測2①地表水體(如河水、溝流水、山塘、水庫)水位、流量及下滲量觀測;②井泉流量、鉆孔水位等觀測;⑧洞內(nèi)涌水、漏水調(diào)查,觀測出水部位、出水量、水質(zhì)、含泥沙量變化規(guī)律。
(2)調(diào)查隧道內(nèi)涌、漏水對圍巖穩(wěn)定的影響以及地下水與隧道內(nèi)各種地質(zhì)災害的關(guān)系。
(3)調(diào)查分析隧道內(nèi)大量涌水或排放地下水的環(huán)境效應,進行因地下水位迅速降低造成周圍生態(tài)環(huán)境惡化的可能性和災害程度的預測預報,了解環(huán)境影響的范圍及發(fā)展趨勢。
(4)調(diào)查分析防水治水措施的作用和效果。
2.3 運營階段
隧道建成后,若仍有地下水涌入和滲漏入隧道內(nèi),則運營階段仍需加強水文地質(zhì)工作,其重點是:
(1)調(diào)查水對隧道工程的襯砌、道床及線路上部建筑物的影響程度中建立工點履歷卡片;
(2)進行隧道內(nèi)工作環(huán)境分析;
(3)進行地表生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查和發(fā)展趨勢預測;,
(4)提出災害治理措施及環(huán)境保護措施。
3 新建公路隧道水文地質(zhì)及生態(tài)環(huán)境影響的評估
回顧以前的有關(guān)規(guī)范、規(guī)則,幾乎都未把隧道工程建設(shè)與環(huán)境工程作為一個系統(tǒng)來考慮,沒有關(guān)于隧道開挖對生態(tài)環(huán)境影響評價的專門條款和規(guī)定。在公路隧道設(shè)計規(guī)范中,對隧道防排水提出“以排為主,排、截、堵相結(jié)合的原則”,在實施中,由于突出了以排為主,大多數(shù)隧道工程(特別是山區(qū)公路隧道),不論涌、滲水的補給來源及水量大小與否,施工中多不作預防處理,因而隧道成了泄水洞,把周圍大量的地下水吸奪過來,破壞了原有的水文地質(zhì)環(huán)境
在總結(jié)前人經(jīng)驗和教訓的基礎(chǔ)上,通過近年來的研究,我們認為在新建公路隧道工程及其它地下工程項目的整個過程中,要把隧道工―環(huán)境水文地質(zhì)―生態(tài)環(huán)境影響作為一個系統(tǒng)工程來考慮,把穩(wěn)定原有隧道水文地質(zhì)環(huán)境和保護生態(tài)環(huán)境作為環(huán)境影響評估的重點。
3.1 隧道環(huán)境水文地質(zhì)評估方法
3.1.1 環(huán)境水文地質(zhì)及影響的評估范圍
隧道水文地質(zhì)勘測和環(huán)境影響評估的范圍與水文地質(zhì)條件復雜程度以及隧道埋深和長度有關(guān)。根據(jù)我國若干隧道因開挖改變地下水環(huán)境、并影響地表生態(tài)環(huán)境的實例,隧道兩側(cè)的影響寬度為400~2600m或更大,因此,隧道環(huán)境水文地質(zhì)勘察和環(huán)境影響評估的范圍以隧道兩側(cè)各1000~5000m為宜。這較“公路工程建設(shè)項目環(huán)境影響評價技術(shù)標準”第3.1.1條規(guī)定的“一般情況下宜為線路兩側(cè)各300m”范圍值要大。
3.1.2 環(huán)境水文地質(zhì)評估項目與方法
(1)環(huán)境水文地質(zhì)評估項目,主要包括:地形地質(zhì);水文地質(zhì)條件;水文地質(zhì)分區(qū);水文地質(zhì)參數(shù)計算、選擇;預報涌水量的方法、公式、成果。
(2)環(huán)境水文地質(zhì)評估方法
3.1.3 環(huán)境因素調(diào)查的主要項目及內(nèi)容
(1)地表水體(河流、井、泉、水庫、貯水池、水渠等)的長度、面積、容量、水位及其重要性分類;
(2)農(nóng)田、林業(yè)用地的類型、面積,需保護的重要性或名貴植物的數(shù)量和范圍;
(3)人口密度;
(4)建筑物和構(gòu)筑物的數(shù)量、類型和分布,特別注意有無重點保護文物景點;
(5)其它,如棄碴堆放場地的地形和水文條件、水土流失狀況、不良地質(zhì)現(xiàn)象等。
3.2隧道環(huán)境影響的評估方法和標準
當隧道通過強富水區(qū)(段)及中等富水區(qū)(段),以及巖溶發(fā)育區(qū)(段)時,即工程施工及運營期間大量地下水涌入或從中排放時,對周圍環(huán)境將有較大的影響。因此,在新建鐵路隧道時應對環(huán)境影響的內(nèi)容)程度和范圍進行評價,并應提出有關(guān)補救措施或相應對策。
3.2.1 生態(tài)環(huán)境評價內(nèi)容
主要評價由于隧道內(nèi)大量涌水或排水引起的環(huán)境問題。
(1)地表水、地下水的可能疏干程度,生產(chǎn)、生活用水缺失程度;
(2)淺埋隧道地面下沉的程度和范圍,對地面建筑物基礎(chǔ)的可能破壞程度;
(3)地表沉降、巖溶塌焰發(fā)生的程度和范圍;
(4)地表水、地下水可能被污染的程度;
(5)隧道內(nèi)環(huán)境可能惡化的程度;
(6)隧道開挖棄碴堆放引起的泥石流等環(huán)境問題的可能程度;
(7)工程竣工后,排出的地下水作為水資源的可利用程度;
(8)防治發(fā)生上述災害及環(huán)境惡化問題的對策。
3.2.2 隧道環(huán)境影響評估技術(shù)標準
(1)隧道環(huán)境影響評估范圍,一般情況下為隧道軸線兩側(cè)各1000m,巖溶發(fā)育區(qū)范圍可擴大至隧道軸線兩側(cè)3000m~5000m。
(2)隧道生態(tài)環(huán)境影響評估,不同的地下水類型和埋深狀態(tài)其評價的主要項目及評價的深度不同,可按表3建議的進行。
3.2.3 隧道工程防排水原則
隧道工程防排水措施是否恰當,是隧道環(huán)境保護質(zhì)量好壞的關(guān)鍵之一。就大多數(shù)隧道工程而言,施工和運營隧道的防排水,“以防、截、排、堵相結(jié)合及因地制宜綜合治理的原則”進行是合適的,但從環(huán)境保護的目標出發(fā):只是一般性的規(guī)定是不夠的,應該根據(jù)隧道等地下工程的長、短、重要性和隧道水文地質(zhì)條件的復雜性,以及隧道地區(qū)的人口密度、農(nóng)牧業(yè)發(fā)達程度等生態(tài)環(huán)境,采用不同的防治措施。
(1)淺埋隧道、城市地下鐵道及水下隧道,為防止表水疏干、地表下沉、地面塌陷等災害,應采取截、堵表水下滲和洞內(nèi)全封閉、洞內(nèi)不允許滲漏水的防治措施。
(2)山嶺隧道工程,可按下列情況采用不同的防排水對策:
①非巖溶隧道.若覆蓋層較薄或圍巖屬強滲透性的地層,對地表水應及早處理,以采用防止表水大量下滲的措施為主;若隧道埋深超過50m,除通過斷層破碎帶等富水區(qū)段采用預注漿堵水措施外,一般可按常規(guī)措施來處理。
②巖溶隧道.若隧道標高處于巖溶水循環(huán)的充氣帶,可不作防水的特殊處理;若隧道標高處于季節(jié)性充水帶或水平循環(huán)帶及深循環(huán)帶,一般以采用地表截堵、防止表土流失、洞內(nèi)注漿堵水等措施為主,其中若碰到原有動、靜水壓變化較大的集中股流(如暗河管道流),視對環(huán)境影響的程度,即可采用輔助工程引排,又可采用在未揭穿集中股流前進行預注漿封堵的措施進行處理。巖溶隧道地表覆蓋層若厚度較薄(小于20m)時,則應在隧道開挖前作地面預處理,以防止地面塌陷。
③生態(tài)環(huán)境需特殊保護地區(qū)的隧道工程。無論隧道長短和埋深如何,修建時均應采取全封堵水的措施。
4 結(jié)束語
隧道工程對環(huán)境水文地質(zhì)條件及周圍的生態(tài)環(huán)境會帶來程度不同的影響,其中地表、地下水的大量涌入或隧道內(nèi)地下水的大量排放是其主要原因。因此,我們認為,今后在新建隧道等地下工程時.-要認真開展隧道水文地質(zhì)環(huán)境變化規(guī)律及其對生態(tài)環(huán)境影響的評估這一重要工作。
(1)新建隧道環(huán)境影響評估應貫穿于隧道勘測設(shè)計、施工及運營各個階段。
(2)新建隧道環(huán)境影響評估范圍應規(guī)定為隧道軸兩側(cè)各1000~5000m為宜,特長巖溶隧道可根據(jù)需要適當擴大評估范圍。
(3)從保護環(huán)境的大目標出發(fā),新建隧道工程的防排水原則應以截、堵措施為主,以改變過去山嶺隧道建設(shè)中,以排為主的做法。
(4)環(huán)境影響評估應包括地表環(huán)境影響程度、范圍的評估和對隧道內(nèi)環(huán)境影響的評估兩方面的項目和內(nèi)容。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:油氣儲運工程;地面管道施工;管理方式
近幾年來在我國的各個城市中,以工業(yè)生產(chǎn)為主導,能源在持續(xù)不斷的發(fā)展,在這個競爭的過程中也出現(xiàn)了油氣資源的供應不足,為了能夠保證我國的油氣能源穩(wěn)步的發(fā)展,我國所建立的西氣東輸工程對東部的燃氣供應問題進行的有效的解決,在實際進行油氣儲運的工廠建設(shè)過程中,對于油氣的運輸一般是使用地面管道進行運輸,而地面管道運輸?shù)慕ㄔO(shè)在油氣運輸工程中有著極大的危險性,所以對于一些具有良好基礎(chǔ)的醫(yī)院工程,對于管道的建設(shè)要提升其健康水平,需要深入的研究和分析,這樣才能夠充分的保障油氣運輸過程中可以達到最安全的狀態(tài)。
1地面管道施工管理的現(xiàn)狀分析
當前所有的有機運輸?shù)捻椖慨斨?,地面管道進行有機運輸是一個及其重要的運輸技術(shù)。伴隨著社會和科技的不斷發(fā)展,一些行業(yè)的對油氣的需求量也在不斷的提升,這時就要對我國油氣生產(chǎn)規(guī)模進行增加,管道油氣運輸在運輸時往往會產(chǎn)生超負荷現(xiàn)象,其實際的油氣運輸量高于所規(guī)定的運輸量,這樣對管道的使用壽命有和使用安全有很大的影響。由于我國對油氣需求量高,所以地面管道的數(shù)量非常多,在進行油氣運輸?shù)倪^程當中制作管道的質(zhì)量會受到各個方面的影響,所以在對管道的制作時要針對不同的環(huán)境選用合適的材料,一般情況下,對于管道的制作通常是使用不銹鋼,所以對管道建設(shè)有很高的成本,同時對于管道之間有著很強的密封性,所以在對管道進行焊接的過程當中也會會遇到一定的施工難度。另外我國在地面管道施工技術(shù)方面仍然是處于初級階段,很多的技術(shù)方面遠遠不及發(fā)達國家,這樣也會導致在施工的過程中存在較多的風險隱患,一旦發(fā)生管道泄漏,就可能導致整個運輸介質(zhì)的有的物質(zhì)發(fā)生揮發(fā),不僅會給環(huán)境帶來一些危害,同時也會威脅到工作人員的人身安全,更嚴重的是還會給周圍的居民帶來生活中的不便,目前仍然存在的一個問題,就是在實際進行有機儲運的過程中,通常介質(zhì)的溫度會處在比較高的一個狀態(tài),這會導致地面管道在完工以后實際運行的過程中出現(xiàn)各種各樣的問題,對于整個油氣儲運的安全性是極大的威脅。
2加強地面管道施工質(zhì)量的管理措施
2.1提高相關(guān)員工的專業(yè)素質(zhì)。想要對整個地面管道的施工質(zhì)量進行有效的提升,就要在實際的管道建設(shè)施工前招聘一些先進的技術(shù)以及專業(yè)素質(zhì)較高的工作人員,同時也需要在原有的基礎(chǔ)上對這些具有較高專業(yè)能力的施工人員進行綜合能力的提升,所以對人員的培訓要先提升其專業(yè)能力,以提升整個施工隊伍的工作水平,這樣能夠更好的進行地面管道的安裝,減少了安裝過程中的問題,提升了油氣運輸?shù)陌踩?。對于施工人員也要加強其安全意識和工作熱情,這樣才能讓他們在日后的工作中不會懈怠,時刻保持警惕和進取的心。當然在考核的過程中,也需要進行一定的獎懲制度,對于表現(xiàn)優(yōu)秀的員工需要給予精神以及物質(zhì)等多方面的鼓勵,并且在整個施工隊伍中予以表揚,建立典型的模范,這樣才能夠激發(fā)更多的人學習的積極性。當然對于一些成績不理想的員工,也需要有批評和懲罰。在這還要針對整個地面管道施工的隊伍進行安全意識方面的強化,同時要加強大家的責任意識以及危險意識。盡量在施工過程中避免不必要的安全事故。最后我們還需要不斷的尋找專家以及更加專業(yè)性強的人才,來對我國的地面管道安裝工作進行指導。2.2健全質(zhì)量管理監(jiān)督制度。有了制度便有了行為的準則,通過不斷的完善有基礎(chǔ)用地面管道建設(shè)的質(zhì)量管理監(jiān)督體系,可以也進一步提升地面管道的施工質(zhì)量和水平,因為我國油氣運輸是想東部盡運輸所以其分布是比較分散的,這樣就會導致施工量增加,并且工程施工較為復雜,因此在實際進行地面管道建設(shè)過程中往往會需要大量的施工人員來進行施工,若是缺少完善的監(jiān)督管理體系就無法對施工人員進行良好的約束,這樣施工人員在施工過程當中進行偷懶,影響施工質(zhì)量和施工進度。有時甚至會造成更加嚴重的后果導致整個地面管道工程施工工期達不到預期。這就需要企業(yè)根據(jù)自身的情況,制定切實可行的施工管理監(jiān)督體系,并明確每個施工人員的具體職責,還要針對現(xiàn)場的施工質(zhì)量,配備專門的監(jiān)督工作人員來對現(xiàn)場的施工過程進行監(jiān)管,這樣才能夠充分的保障整個施工隊伍的工作質(zhì)量和效率。
3結(jié)語
根據(jù)以上的綜合論述,有基礎(chǔ)用的地面管道管理,在我國的油氣資源運輸過程中扮演著十分重要的角色,因此在對地面的管道進行施工的過程中,必須要加強每一個環(huán)節(jié)的管理和監(jiān)督,質(zhì)量上一定要過關(guān),并通過建立完善的施工體系,有效的提升整體的管理水平,這樣才能夠充分保證我國油氣儲運可以健康和諧的發(fā)展。
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