馬顯春 黃譜 喬坤 田波 魏楠 聶軍 梁永龍

1中鐵西南科學(xué)研究院有限公司

2中國石油西南油氣田分公司川中油氣礦

3青海油田監(jiān)督監(jiān)理公司

隨著人類工程活動(dòng)日益強(qiáng)烈，堆載體誘發(fā)滑坡對(duì)油氣管道的危害日漸突出。擬建油氣管道受滑坡威脅而繞避改線導(dǎo)致成本增加的案例增多，在建油氣管道因滑坡災(zāi)害影響導(dǎo)致成本和工期大幅提升的事件時(shí)有發(fā)生[1-2]，滑坡危害將導(dǎo)致運(yùn)營油氣管道發(fā)生安全事故[3-4]，堆載體誘發(fā)滑坡嚴(yán)重威脅油氣管道的建設(shè)、生產(chǎn)及運(yùn)營安全。

目前針對(duì)滑坡與油氣管道的單方面研究成果較多。在國外，一些學(xué)者相繼研究了土壓力對(duì)不同管徑油氣管道的影響或管道的力學(xué)機(jī)制[5-9]。在國內(nèi)，林冬等[10-11]研究了油氣管道滑坡的分類，并通過模型試驗(yàn)研究了橫向滑坡作用下管道的破壞方式。張東臣等[12]、郝建斌等[13]、鄧道明等[14]、謝強(qiáng)等[15]研究了滑坡作用下管道的受力狀態(tài)與變形特征。但對(duì)滑坡與管道相互作用方面的研究較少，且對(duì)管道滑坡的研究仍側(cè)重于自然滑坡，針對(duì)堆載體誘發(fā)的滑坡研究偏少。

堆載體誘發(fā)滑坡對(duì)油氣管道造成的危害不可估量，其中油氣管道橫穿滑坡體最為嚴(yán)重。以川東地區(qū)10 余例油氣管道區(qū)堆載體誘發(fā)滑坡的工程實(shí)例為基礎(chǔ)，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，分析總結(jié)堆載體特點(diǎn)及其誘發(fā)滑坡的發(fā)育階段，進(jìn)而通過理論分析及模型試驗(yàn)研究油氣管道與滑坡橫交模式下的相互作用機(jī)制，在此基礎(chǔ)上提出油氣管道區(qū)堆載體誘發(fā)滑坡的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及綜合防控方法，為滑坡區(qū)油氣管道的防災(zāi)減災(zāi)提供理論依據(jù)。

1 堆載體分析

1.1 油氣管道區(qū)堆載體特點(diǎn)

紅層油氣管道區(qū)堆載體多為新近人工堆積體，其物質(zhì)組成復(fù)雜、強(qiáng)度較低，容易誘發(fā)滑坡，從而對(duì)油氣管道造成危害。通過多處油氣管道區(qū)堆載體誘發(fā)滑坡實(shí)例的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，油氣管道區(qū)堆載體一般具有以下特點(diǎn)：

（1）堆載體以挖方砂泥巖棄渣為主，局部含建筑垃圾，顆粒分選較差，粒徑不一。

（2）堆載體結(jié)構(gòu)松散，孔隙較大，利于地表水下滲，難以形成統(tǒng)一的地下水位，且缺乏地表水排導(dǎo)工程。

（3）堆載體大多直接堆積在原有斜坡地形之上，且堆積體高度較大、坡度較陡（坡度＞土體綜合內(nèi)摩擦角），前緣臨空面大。

（4）堆載體方量通常＜10×104m4，且無支擋防護(hù)措施。

按原始斜坡坡度可將堆載體劃分為緩傾斜坡堆載體（原始地形坡度≤15°）和陡傾斜坡堆載體（原始地形坡度＞15°）兩大類，進(jìn)而又可根據(jù)堆載方式分為單一坡率堆載體及臺(tái)階收坡堆載體。油氣管道區(qū)堆載體特點(diǎn)及其分類見表1。

表1 油氣管道區(qū)堆載體特點(diǎn)及其分類Tab.1 Characteristics and classification of surcharge load in pipeline areas

1.2 油氣管道區(qū)堆載體物理力學(xué)性質(zhì)

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，在原始地面以上1 m 范圍內(nèi)選取10 組代表性土樣進(jìn)行堆載體（堆載時(shí)間1 年以上）的室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，堆載體主要由粒徑0.05～0.005 mm 粉粒和0.25～0.075 m 砂粒組成，其次為粒徑＜0.005mm 黏粒；堆載體滲透系數(shù)值介于0.000 9～0.001 m/d 之間，屬于極微透水～微透水；堆載體蒙脫石含量在12.19%～22.95%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），伊利石含量在9.38%～11.85%；堆載體含水率約為 13%～28.3%，密 度1.88～2.08 g/cm3，天然快剪的黏聚力為20～35 kPa，內(nèi)摩擦角為11.8～19°；固結(jié)不排水剪（有效應(yīng)力）的黏聚力為17～35 kPa、內(nèi)摩擦角為13～18.5°。

2 堆載體誘發(fā)滑坡的發(fā)育階段

油氣管道區(qū)堆載體多為新近人工堆積體。堆載誘發(fā)的典型滑坡孕育過程一般包括：沉降壓密、蠕變擠壓、滑動(dòng)破壞、逐漸穩(wěn)定四個(gè)階段。

（1）沉降壓密。在自重以及降雨沖刷、入滲等作用下，堆載體不斷壓密固結(jié)，使原本較為松散的堆載體更為密實(shí)。

此階段坡體以豎向沉降變形為主，堆載體表面發(fā)育有裂縫，但裂縫無明顯規(guī)律性，貫通性和延展性差，堆載體整體上仍能保持穩(wěn)定。

（2）蠕變擠壓。隨著時(shí)間的推移，堆載體表層的碎塊石等粗粒物質(zhì)在風(fēng)化作用下逐漸解體成細(xì)粒物質(zhì)，并隨地表水的下滲逐漸向下運(yùn)移、堆積，使大顆粒之間孔隙通道填充物粒徑從下至上由細(xì)變粗，并在原始地面附近形成軟弱界面。由于泥質(zhì)黏粒含量較大且透水性差，軟弱界面附近稱為地下水匯集與徑流通道，隨著地表水的不斷下滲，堆載體內(nèi)動(dòng)靜水壓力增大，界面附近的土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)逐漸降低，堆載體在自重作用下的抗滑力逐漸減小，下滑力逐漸增大，坡體表現(xiàn)出緩慢的蠕滑變形。

蠕變擠壓階段的變形特征為：在堆載體中后部由于某種原因首先出現(xiàn)不可逆的塑性變形，導(dǎo)致后緣逐漸拉裂；由于后部坡體的擠壓作用，導(dǎo)致堆載體的主滑段和抗滑段逐漸貫通，滑坡周界逐漸貫通，前緣剪出口逐漸出現(xiàn)，并呈現(xiàn)鼓脹隆起、縱向擠壓裂縫發(fā)育的特征。

（3）滑動(dòng)破壞。當(dāng)堆載體軟弱界面附近土體的剪應(yīng)力達(dá)到甚至超過抗剪強(qiáng)度時(shí)，剪應(yīng)力將軟弱界面附近的各鎖固段（點(diǎn)）逐個(gè)剪斷，滑面完全貫通，滑坡從前緣剪出口滑出而與母體脫離，此后滑體處于快速位移狀態(tài)，滑坡發(fā)生。

此階段堆載體上各種類型的裂縫都可能出現(xiàn)，但變化很快。后緣和側(cè)緣裂縫兩邊出現(xiàn)滑坎，后壁上常有小崩塌發(fā)生，中部出現(xiàn)很多的拉張裂縫，前部出現(xiàn)扇形裂縫等。

（4）逐漸穩(wěn)定。堆載體經(jīng)過大量位移后重心降低，滑面強(qiáng)度提高，在自重作用下的抗滑力逐漸增大、下滑力逐漸減小，且抗滑力已經(jīng)大于下滑力，堆積體逐漸停止滑動(dòng)，達(dá)到新的平衡狀態(tài)。

3 誘發(fā)滑坡與管道的相互作用機(jī)制

3.1 滑坡作用下油氣管道受力分析

滑坡作用下油氣管道的受力模型如圖1所示[16]。

圖1 滑坡作用下管道的受力模型Fig.1 Force model of pipeline under the effect of landslide

假設(shè)作用在管道上的滑坡推力q為均布荷載，不考慮管道內(nèi)壓及管道內(nèi)外環(huán)境溫差，管道彎曲的微分方程為

式中：y為管道的撓度，m；E為管道的彈性模量，Pa；I為管道的截面慣性矩，m4；y0為管道在x=0處的撓度，m；M0為管道在x=0截面的彎矩，N·m；N0為管道在x=0 截面的軸力，N；L為管道滑坡段寬度，m；d為管道的內(nèi)徑，m。

彎矩的計(jì)算公式為

則滑坡體縱向中部管道的撓度、彎矩分別為

計(jì)算中先求解N0，進(jìn)而可依次求出M0、Mx=0.5L、yx=0.5L。

當(dāng)管道范圍一定時(shí)，即滑坡段寬度L已知，經(jīng)計(jì)算可知，隨著滑坡體縱向中部管道的撓度yx=0.5L不斷增大，管道在x=0、x=0.5L、x=L截面的彎矩M0、Mx=0.5L、Mx=L也隨之增大，滑坡破壞時(shí)管道兩端的彎矩略大于中部的彎矩，但均達(dá)到最大值。

下面再用室內(nèi)模型試驗(yàn)驗(yàn)證此結(jié)論的正確性。

3.2 滑坡與油氣管道相互作用的物理模型試驗(yàn)分析

物理模型試驗(yàn)的幾何相似比Cl=10、應(yīng)變相似比Cε=1、密度相似比Cρ=1。原型滑坡γ=19.6 kN/m3，C=30 kPa，φ=19°；原型管道抗彎剛度EIp=4.15×1013N·mm2。

2.2.1 模型材料的選取

本次模型試驗(yàn)滑坡材質(zhì)為石膏∶重晶石粉∶水=5∶20∶6，其γ=20.2 kN/m3，C=3.0 kPa，φ=19°，與目標(biāo)值一致；管道采用D32×2.0 的空心圓形鋼管，其抗彎剛度EIm=4.15×109N·mm2，與目標(biāo)值一致。

2.2.2 模型的制作

室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖溟L200 cm、寬120 cm、高120 cm，兩側(cè)及前部用透明有機(jī)玻璃板限位，后部用加壓桿施加推力，邊界條件與理論分析模型相似。模型試驗(yàn)示意圖見圖2。按照模型滑體、滑床配比試驗(yàn)結(jié)果填筑物理模型，自然狀態(tài)下靜置14 d。

圖2 模型試驗(yàn)示意圖Fig.2 Schematic diagram of model test

模型試驗(yàn)量測(cè)內(nèi)容包括管道壓力、管道應(yīng)變和管道位移。管道壓力量測(cè)元件為電阻式雙膜土壓力盒，管道應(yīng)變量測(cè)元件為柵長5 mm、柵寬3 mm 的應(yīng)變片，管道位移量測(cè)元件為量程30 mm、精度0.01 mm的位移計(jì)。量測(cè)元件埋設(shè)位置見圖3。

圖3 管道量測(cè)元件埋設(shè)位置示意圖Fig.3 Schematic diagram of the buried position of the pipeline measuring element

模型試驗(yàn)加載模式采用后緣連續(xù)加載法，利用螺桿在滑體后部施加荷載，每0.2 t為一級(jí)，待荷載達(dá)到指定值后停止加載并恒定3 min，測(cè)讀各測(cè)試元件讀數(shù)后，施加下一級(jí)荷載。如此繼續(xù)直到荷載變化不大、位移持續(xù)增加（此時(shí)滑坡已經(jīng)形成）時(shí)試驗(yàn)結(jié)束，試驗(yàn)過程不得中間停滯。

2.2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

管道壓力、管道應(yīng)變和管道位移分布曲線見圖4～圖6。

圖4 管道壓力分布曲線Fig.4 Pipeline pressure distribution curve

圖5 管道換算彎矩分布曲線Fig.5 Pipeline conversion bending moment distribution curve

從圖4～圖6可以看出：

圖6 管道水平位移與加載值的關(guān)系Fig.6 Relationship between horizontal displacement and loading value of pipeline

（1）隨著加載等級(jí)的增加，管道所受的滑坡推力、管道彎矩及位移逐漸增大。在第一次至第三次加載時(shí)（荷載值≤0.6 t），管道所受的滑坡推力、管道彎矩及位移緩慢增加，說明滑坡處于沉降壓密階段；在第四至第五次加載時(shí)（荷載值大于0.6 t，小于等于1.0 t），管道所受的滑坡推力、管道彎矩及位移均突然增大并快速增加，說明滑坡變形已進(jìn)入蠕變擠壓階段；從第六次加載開始（荷載值＞1.0 t），管道所受的滑坡推力、管道彎矩及位移均快速增加，說明滑坡變形已進(jìn)入滑動(dòng)破壞階段。

（2）管道在滑坡推力作用下，變形為彎曲變形。管道彎矩呈現(xiàn)出兩端附近為負(fù)彎矩、中部為正彎矩的分布特點(diǎn)，符合兩端固定簡(jiǎn)支梁承受均布荷載的彎矩形態(tài)；且管道的彎矩在中部和兩端都達(dá)到了峰值，與理論分析結(jié)果相同。

（3）管道變形與滑坡發(fā)育階段具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，在沉降壓密階段，管道為彈性變形；從蠕變擠壓階段開始管道已進(jìn)入塑性變形階段。

4 堆載體誘發(fā)滑坡的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

4.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

管道區(qū)堆載體誘發(fā)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)包括滑坡發(fā)生的可能性（穩(wěn)定性）以及管道破壞后產(chǎn)生的損失（危害性）兩方面。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果并結(jié)合本次具體研究對(duì)象，選取12 個(gè)控制因素作為管道區(qū)堆載體誘發(fā)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子，其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Landslide risk assessment factors and grading standards

管道破壞后產(chǎn)生的損失（危害性）分別從“管道易損性”和“管道失效后果”兩個(gè)方面指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)（表3）。

表3 管道滑坡危害性評(píng)價(jià)分級(jí)指標(biāo)Tab.3 Grading index of hazard assessment of pipeline landslide

滑坡風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)價(jià)的多因素綜合動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型如下：

式中：DL為風(fēng)險(xiǎn)度指數(shù)；A1為滑坡自身穩(wěn)定性；A21為管道易損性；A22為管道失效后果。

將各評(píng)價(jià)指標(biāo)的賦值及權(quán)重代入評(píng)價(jià)模型，根據(jù)計(jì)算結(jié)果將管道失效后果劃分為5 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)（表4）。

表4 管道失效后果評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)Tab.4 Risk grade of pipeline failure consequence assessment

4.2 實(shí)例分析

以物理模型試驗(yàn)的原型管道滑坡為例進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。管道規(guī)格D457×5.6/11.9 mm，設(shè)計(jì)壓力1.6 MPa，輸氣量250×104m3/d?；w為人工堆積塊石土及粉質(zhì)黏土（含建筑垃圾），堆積于管道之上，坡向與管道近似垂直?；虑熬壐叱?47 m，后緣高程378 m，縱長約90 m，寬約100 m，滑體厚5.80～10.00 m，面積6 860 m2，體積約4.1×104m3，屬小型滑坡，主滑方向175°?；挛挥谝粵_溝上游地段，該處坡體地形相對(duì)較陡，坡體內(nèi)側(cè)為當(dāng)?shù)亟煌ú块T2015 年施工的新建公路，公路開挖后的堆填土置于坡體上，改變了坡體原有應(yīng)力環(huán)境，使原坡體底部軟弱面發(fā)生變化。2018 年8 月18～19 日連續(xù)強(qiáng)降雨后，由于地面排水不暢，導(dǎo)致降雨不斷入滲坡體使其軟化，從而導(dǎo)致坡體產(chǎn)生位移?；聦?dǎo)致位于坡體前緣的天然氣管道受到擠壓變形并懸空。目前滑坡區(qū)右后側(cè)地表仍有裂縫，管道已經(jīng)改線至滑坡后緣公路內(nèi)側(cè)耕地中通過。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子賦值見表5。將表5 賦值代入式（5），經(jīng)計(jì)算DL=2.685，評(píng)價(jià)為風(fēng)險(xiǎn)中等，符合滑坡發(fā)生前的實(shí)際情況。

表5 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子賦值Tab.5 Risk assessment factor assignment

5 堆載體誘發(fā)滑坡的風(fēng)險(xiǎn)防控

5.1 堆載體及滑坡的早期識(shí)別

根據(jù)滑坡與管道相互作用的物理模型試驗(yàn)結(jié)果，管道變形與滑坡發(fā)育階段具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)滑坡的發(fā)育階段，可將堆載體滑坡的早期識(shí)別可劃分為三個(gè)階段（圖7）。

圖7 土質(zhì)滑坡失穩(wěn)識(shí)別圖譜Fig.7 Instability identification map of soil landslide

（1）早期識(shí)別階段（沉降壓密）。識(shí)別指標(biāo)：地形坡度15°～40°；上部為松散土體，下部為外緩傾不利結(jié)構(gòu)面（基覆界面、軟弱夾層等）；坡體拉張裂縫斷續(xù)分布；坡體剪切裂縫斷續(xù)分布；坡腳偶見滲水現(xiàn)象。

（2）前兆判別階段（蠕變擠壓）。識(shí)別指標(biāo)：后緣出現(xiàn)弧形拉張裂縫且有變寬、貫通趨勢(shì)，并形成錯(cuò)臺(tái)；兩側(cè)出現(xiàn)剪切裂縫且有變長、貫通趨勢(shì)，并形成錯(cuò)臺(tái)；前緣隆脹或有小規(guī)模滑塌；坡腳常見滲水現(xiàn)象。

（3）成災(zāi)判別階段（滑動(dòng)破壞）。識(shí)別指標(biāo)：后緣弧形拉張裂縫貫通并形成明顯錯(cuò)臺(tái)位移；兩側(cè)剪切裂縫貫通并形成明顯錯(cuò)臺(tái)位移；前緣滑出堆積在緩坡地帶；坡腳滲水嚴(yán)重。

根據(jù)不同遙感方法和分辨率條件下坡體變形特征的可解釋程度，從早期變形裂縫、滑坡的形態(tài)特征和滑坡微地貌三個(gè)方面建立堆載體及滑坡的早期識(shí)別標(biāo)記（表6）。

表6 坡體辨識(shí)特征標(biāo)志統(tǒng)計(jì)Tab.6 Statistics of characteristic signs for slope identification

5.2 滑坡監(jiān)測(cè)技術(shù)

管道區(qū)堆載體誘發(fā)滑坡的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為5 類：風(fēng)險(xiǎn)低、風(fēng)險(xiǎn)較低、風(fēng)險(xiǎn)中等、風(fēng)險(xiǎn)較高和風(fēng)險(xiǎn)極高。根據(jù)不同的風(fēng)險(xiǎn)類別，分別對(duì)應(yīng)常規(guī)巡查、簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)、一般監(jiān)測(cè)、選擇性監(jiān)測(cè)和全面監(jiān)測(cè)5 個(gè)監(jiān)測(cè)等級(jí)，每個(gè)監(jiān)測(cè)等級(jí)采用不同的監(jiān)測(cè)手段（表7）。

表7 堆載體誘發(fā)滑坡不同風(fēng)險(xiǎn)類別的監(jiān)測(cè)手段Tab.7 Monitoring methods for different risk categories of landslides induced by surcharge loads

5.3 滑坡防治技術(shù)

根據(jù)早期識(shí)別及監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，變形較大且持續(xù)增加的滑坡應(yīng)適時(shí)采取相應(yīng)的防治技術(shù)。

管道周邊或沿線地質(zhì)災(zāi)害的防治，由于地質(zhì)環(huán)境較差、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、人工活動(dòng)的影響等，要完全治理需要大量的資金和較長的時(shí)間。因此，在選擇防治措施時(shí)，需詳細(xì)調(diào)查地形、地質(zhì)和水文條件，認(rèn)真研究、確定地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模及其發(fā)育程度，分析災(zāi)害形成的主要、次要因素及彼此的聯(lián)系，并結(jié)合工程的重要程度、施工條件及其他各種情況綜合考慮。

5.3.1 避讓為主、穿越為輔

（1）規(guī)劃選線期間的避讓，即在管道建設(shè)初期就開展專門的地質(zhì)災(zāi)害勘查，查清管道經(jīng)過的區(qū)域人工堆積體分布位置、規(guī)模及穩(wěn)定性，尤其是對(duì)那些規(guī)模較大、穩(wěn)定性差、治理難度大的人工堆積體應(yīng)盡量采取避讓的方法，使管道一勞永逸，永保安全。

（2）管道建成后的改線避讓，一般是針對(duì)管道穿越的地區(qū)由于后期人工堆載誘發(fā)的管道滑坡。對(duì)于這一類的災(zāi)害體應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)價(jià)論證和經(jīng)濟(jì)的比較核算，如果治理需要較大的投資或經(jīng)過大量的治理后仍無法徹底根治，可采取改變管道的走向或建設(shè)備用管道等方法對(duì)管道地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行避讓。

（3）管道穿越方式應(yīng)首選縱向穿越，且優(yōu)先選用截面抗彎模量大的管道。

5.3.2 主動(dòng)防治

管道地質(zhì)災(zāi)害最為關(guān)鍵的問題是及早發(fā)現(xiàn)和盡快治理，很多災(zāi)害在發(fā)生前或在一定的區(qū)域均有前兆，如果在災(zāi)害尚未發(fā)生或處于萌芽階段時(shí)就進(jìn)行及時(shí)治理，很多管道地質(zhì)災(zāi)害是可以避免的。在管道選線階段、建設(shè)期間或建成后，采取主動(dòng)防治的方法，提前對(duì)管道沿線的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行必要的治理，消除或減小災(zāi)害發(fā)生的可能性；同時(shí)，在治理時(shí)要有前瞻性，采取綜合的工程治理措施，最大限度降低地質(zhì)災(zāi)害對(duì)管道造成的威脅。

主動(dòng)防治措施主要包括：開挖換填、地表截排水工程、地下截排水工程、卸載和反壓工程、抗滑工程、格構(gòu)錨固工程等。

5.3.3 被動(dòng)防護(hù)

被動(dòng)防護(hù)是對(duì)管道及其附屬設(shè)施采取防護(hù)，消除或減輕地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后對(duì)管道的影響。對(duì)一些難以治理或徹底根除的地質(zhì)災(zāi)害，可以采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?duì)管道及其附屬設(shè)施進(jìn)行被動(dòng)防護(hù)，如設(shè)置套管、改變管道埋深、開挖管道釋放應(yīng)力等；同時(shí)在進(jìn)行治理方案比選時(shí)，要充分考慮工程方案的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。

（1）設(shè)置套管。在管道外側(cè)設(shè)置套管，管道與套管之間用EPS（Expanded Polystyrene 聚苯乙烯泡沫）塑料填塞[17]。EPS 是一種輕型高分子聚合物，它是采用聚苯乙烯樹脂加入發(fā)泡劑，再加熱進(jìn)行軟化，產(chǎn)生氣體，形成一種硬質(zhì)閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料。EPS 為柔性材料，可提高滑坡區(qū)管道抵抗滑坡位移的變形能力，緩解管道應(yīng)力，從而有效保障輸油氣管道的安全性。

（2）改變管道埋深。將管道埋設(shè)于滑面以下，以此消除滑坡對(duì)管道的影響，從而有效保障輸油氣管道的安全性。

（3）開挖管道釋放應(yīng)力。在滑坡處于蠕變擠壓階段時(shí)，管道開始發(fā)生塑性變形，在此前通過開挖管溝釋放管道應(yīng)力，使管道恢復(fù)安全受力狀態(tài)。

6 結(jié)論

（1）堆載體按原始斜坡坡度和堆載方式可為4類：緩傾（坡角≤15°）單一坡率堆載體、緩傾臺(tái)階收坡堆載體、陡傾（坡角＞15°）單一坡率堆載體、陡傾臺(tái)階收坡堆載體；堆載體誘發(fā)的典型滑坡發(fā)育過程可為4 個(gè)階段：沉降壓密、蠕變擠壓、滑動(dòng)破壞、逐漸穩(wěn)定，并相應(yīng)提出了其早期識(shí)別方法。

（2）管道在滑坡推力作用下，兩端附近為負(fù)彎矩、中部為正彎矩，且在中部和兩端都達(dá)到峰值；管道變形與滑坡發(fā)育階段具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，在沉降壓密階段管道為彈性變形，從蠕變擠壓階段開始管道進(jìn)入塑性變形。

（3）根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)度指數(shù)DL大小將管道區(qū)堆載體誘發(fā)滑坡的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為5 類：DL＜1.8 風(fēng)險(xiǎn)低、1.8≤DL＜2.5 風(fēng)險(xiǎn)較低、2.5≤DL＜3.1 風(fēng)險(xiǎn)中等、3.1≤DL＜3.6 風(fēng)險(xiǎn)較高、DL≥3.6 風(fēng)險(xiǎn)極高，并分別對(duì)應(yīng)常規(guī)巡查、簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)、一般監(jiān)測(cè)、選擇性監(jiān)測(cè)和全面監(jiān)測(cè)5 個(gè)監(jiān)測(cè)等級(jí)，繼而提出了避讓為主、穿越為輔、主動(dòng)防治及被動(dòng)防治相結(jié)合的綜合風(fēng)險(xiǎn)防控方法。

（4）堆載體誘發(fā)滑坡與管道相互作用機(jī)制是一個(gè)很復(fù)雜的問題。本文的研究其結(jié)果尚未考慮管道本身的特性、管道暴露于滑坡體的長度、管道和滑坡體之間的約束程度、滑坡發(fā)生范圍、滑坡土體特性等因素，其作用機(jī)制還有待進(jìn)一步深入研究。

（5）提出的堆載體誘發(fā)滑坡的風(fēng)險(xiǎn)防控措施，是對(duì)既有工程實(shí)例的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，其合理有效性尚需大量工程實(shí)例驗(yàn)證，并持續(xù)改進(jìn)完善。