Problemas geológicos de los oleoductos de dióxido de carbono
China tiene un vasto territorio y las cuestiones geológicas relacionadas con la seguridad de los oleoductos de transporte de CO2 son complejas. El entorno natural, las condiciones geográficas, la topografía, las estructuras geológicas, los movimientos neotectónicos, los peligros geológicos y los medios geotécnicos a lo largo de los oleoductos existentes varían de un lugar a otro. En particular, los riesgos de seguridad de los oleoductos causados por desastres geológicos y el terreno complejo y las complejas condiciones geológicas por las que pasan los oleoductos de larga distancia determinan que la selección de rutas de los oleoductos de transporte de CO2 sea particularmente importante. Para resolver mejor el problema de la selección de rutas en tramos de carreteras complejos, se introdujo el concepto de selección de rutas geológicas (Xixin, 2002). Con base en esto, se propone inicialmente que en la investigación y evaluación del almacenamiento geológico de CO2, se debe aumentar la comparación e investigación del trabajo geológico a gran escala y el esquema de tuberías de transporte de CO2, y la selección de la ruta de las tuberías de CO2 se debe combinar con estudios geológicos para proporcionar Esquemas de tuberías de CO2. Proporcionar base geológica.
Según Xixin (2002), los oleoductos de larga distancia son largos y a menudo pasan por zonas complejas. Debido a las grandes ondulaciones del terreno y las complejas condiciones geológicas de los tramos de carretera complejos, hay muchas opciones de ruta para elegir. El contenido principal de la selección de rutas geológicas es considerar no sólo el terreno, la dificultad de construcción, el nivel regional y los factores económicos, sino también el impacto de los factores geológicos (como la distribución de las zonas de fallas activas, el grado de desarrollo de los peligros geológicos, etc.) en el plan de ruta.
1. Principales problemas en la selección de rutas de tramos de carretera complejos
Actualmente, los oleoductos de larga distancia de mi país pasan por cada vez más áreas y las unidades geomorfológicas son cada vez más complejas. , lo que hace que la elección de la ruta sea cada vez más difícil. En el pasado, se han ido exponiendo gradualmente algunas deficiencias en la selección de líneas. Los principales problemas son:
1) Debido a las limitaciones del área de trabajo de la franja de selección de líneas de tubería, el alcance de la investigación del programa es demasiado limitado. lo que a menudo conduce a la pérdida de importantes antecedentes geológicos y macroeconómicos. Ignorar o no comprender las cuestiones geológicas puede fácilmente perder opciones de ruta valiosas.
2) Hay muchas opciones para la selección de líneas en áreas complejas, que involucran un área grande. El tiempo y los fondos invertidos en la exploración convencional dificultan la realización de investigaciones en profundidad y la comparación de planes y el descubrimiento de algunos problemas geológicos ocultos complejos, lo que afecta directamente la calidad y profundidad de la selección de líneas en áreas complejas.
3) Para las condiciones geológicas de ingeniería controladas de los cruces de ríos (cruces) y túneles a gran escala, los métodos de exploración convencionales basados únicamente en la perforación tienen largos períodos y altos costos, lo que dificulta el cumplimiento de los requisitos.
2. Principales contenidos de la investigación de selección de alineamientos geológicos en zonas complejas
1) Investigación y comparación de múltiples planos. Con base en las condiciones geológicas regionales preliminares de la ruta, y considerando factores como terreno, dificultad de construcción, pendiente regional, etc., se estudiará y comparará una combinación de múltiples opciones. Primero, determine el área máxima que puede estar involucrada en planos de secciones transversales complejos y, inicialmente, descarte los planos representativos y ventajosos.
2) Profundizar previamente el trabajo geológico y realizar estudios geológicos a gran escala. Según el área máxima posible del oleoducto de transmisión de CO2, con el fin de identificar problemas geológicos importantes (como fallas activas y desastres geológicos que no son propicios para la construcción de oleoductos de larga distancia, etc.). ), combinado con la interpretación de la selección de líneas por teledetección, lleva a cabo temas especiales como la evaluación de la actividad de fallas y la evaluación de peligros geológicos en secciones complejas a lo largo de la línea, descubre los factores macrogeológicos y la distribución de las opciones de la línea de control, evalúa las condiciones geológicas regionales y Proporcionar la base para una mayor optimización y selección.
3) Según el plan seleccionado en la etapa de estudio a pequeña escala, aproveche al máximo los resultados del estudio de la etapa anterior en la etapa de estudio a gran escala para investigar más a fondo las condiciones geológicas de ingeniería geotécnica del planifique la ruta y realice una segunda evaluación del plan, y continúe profundizando la profundidad y precisión de la comparación y selección del plan.
En resumen, el oleoducto de larga distancia de CO2 es un proyecto de construcción de extensión en forma de cinturón, y el estudio geológico en la industria de estudios geológicos de oleoductos se lleva a cabo siguiendo la tendencia en forma de cinturón. Sin embargo, en áreas con terreno y condiciones geológicas complejas, especialmente en proyectos de control clave como grandes ríos y cruces de túneles (cruces), el alcance de las operaciones de franja es demasiado limitado, lo que fácilmente puede conducir a la omisión de buenos planes y fenómenos geológicos importantes. y, en ocasiones, incluso provocar errores de diseño irreparables.
La práctica ha demostrado que sólo comprendiendo los factores de control geológico regional que tienen un mayor impacto en los grandes proyectos y las diferencias de distribución de estos factores podemos hacer una buena elección de planes. Por lo tanto, al realizar estudios nacionales de reservas geológicas de CO2 a pequeña y gran escala en áreas clave, se debe llevar a cabo simultáneamente un estudio geológico integral de los ductos de CO2 de larga distancia para obtener datos geológicos ricos a diferentes escalas, diferentes niveles y diferentes investigaciones. y proponer soluciones para tuberías de CO2 de larga distancia. Comparar opciones.
Dos. Investigación de peligros geológicos en tuberías de CO2 de larga distancia
Según la investigación de Zhao Zhonggang et al (2006), el impacto de los peligros geológicos en la seguridad de las tuberías es multifacético.
Para garantizar la operación segura de los oleoductos, es necesario evaluar los procesos y etapas de desarrollo y evolución de diversos desastres y sus factores que influyen en los mecanismos que causan los desastres geológicos de los oleoductos, se deben tomar las medidas preventivas correspondientes contra los desastres geológicos. desastres que pueden enfrentar los oleoductos.
(1) Tipos de desastres geológicos de oleoductos
Según los desastres geológicos que enfrentan los oleoductos y gasoductos existentes en mi país, los desastres geológicos que afectan la operación segura de los oleoductos se dividen en tres categorías (Zhao Zhonggang et al., 2006): la primera categoría son los desastres geológicos causados por procesos geológicos dinámicos dentro de la corteza terrestre, incluidos terremotos, hundimientos del suelo, fisuras del suelo y desastres por fracturas; la segunda categoría son los desastres geológicos causados por la dinámica; procesos geológicos fuera de la corteza terrestre, incluidos deslizamientos de tierra, derrumbes y flujos de escombros y desastres de erosión por inundaciones, enterramiento de arena y erosión eólica; la tercera categoría son los desastres geológicos causados por suelos especiales, que se refieren principalmente a desastres causados por loess colapsable y suelo expansivo; , suelo salino y deformación del suelo congelado.
1. Desastres geológicos provocados por procesos geológicos dinámicos en la corteza terrestre
(1) Terremotos
Los terremotos y las fallas activas son los responsables de provocar grandes desastres en los oleoductos. , incluidas las estaciones. Los accidentes son uno de los principales peligros geológicos y países de todo el mundo los consideran elementos clave en el diseño de tuberías. El posible daño causado por los terremotos a la seguridad de las tuberías de larga distancia incluye principalmente dos aspectos (Dong Lusheng et al., 2002): primero, los terremotos destruyen la integridad y la continuidad del suelo, como la dislocación de fallas, las fisuras del suelo, deslizamientos de tierra, licuefacción de arena, etc. En segundo lugar, se produce un fuerte terremoto cerca de la tubería y la propagación de ondas sísmicas en el suelo dañará la tubería y sus instalaciones auxiliares, como corrosión o secciones de tubería débiles con mala calidad de soldadura o causarán desastres secundarios; , como roturas de oleoductos y gasoductos e interrupciones en el suministro eléctrico. El daño más directo causado por los terremotos es el hundimiento desigual, arqueamiento y dislocación de las tuberías, lo que hace que los cimientos debajo de la tubería se hunda o abolle, lo que hace que los cimientos pierdan su fuerza de soporte y que la tubería quede suspendida en el aire. El aumento de la tensión axial hace que el material de la tubería falle, provocando grietas e incluso fallas por tracción. Esta situación ocurre a menudo en tuberías con uniones rígidas o secciones de tubería verticales conectadas a secciones de tubería horizontal, y las uniones soldadas también son donde a menudo ocurren fracturas (Zheng et al., 2004). Todo ello puede provocar fugas de CO2 en la tubería, poniendo en peligro la seguridad de las personas y el medio ambiente.
Una gran cantidad de hechos demuestran que los daños causados por terremotos en las tuberías se deben principalmente al desplazamiento de fallas a gran escala. Por ejemplo, muchas secciones del oleoducto Golmud-Lhasa en el noroeste de China pasan por zonas de fallas activas y se encuentran en áreas de alta intensidad sísmica. 2001 165438 + El 14 de octubre, se produjo un fuerte terremoto de magnitud 8,1 en las montañas Kunlun, en la meseta norte del Tíbet, seguido de cientos de réplicas. El terremoto formó una zona de ruptura superficial con tendencia NO-NO de 350 a 426 km de largo y de 30 a 50 m de ancho. Esta zona de ruptura intersectó el oleoducto refinado de Jela de norte a sur, provocando que el oleoducto sufriera compresión, flexión, corte, etc. Por acción de una tensión alterna compleja, se comprime hasta adquirir una forma plana y se producen pliegues y fracturas en forma de Z en la boca de la carcasa. El terremoto también causó daños de distinto grado a algunas instalaciones y equipos de las estaciones de bombeo 3#, 5#, 6# y 9# (Zeng, 2004).
Los daños causados por los terremotos a las tuberías son catastróficos, por lo que las medidas de ingeniería para mitigar los desastres sísmicos deberían centrarse en las fracturas de la superficie. Para evitar o reducir el daño a las tuberías causado por las actividades de fractura, es particularmente importante investigar y evaluar las actividades de los principales bloques de fractura a lo largo de la tubería. Fortalecer el monitoreo del desplazamiento de las tuberías o los cambios de tensión en las secciones de fallas activas e incorporarlos en la gestión de las tuberías para realizar un seguimiento de la actividad de las fallas y la seguridad de las tuberías para garantizar una operación segura de las mismas. Al seleccionar una línea, trate de evitar fallas activas (zonas) y áreas de alta intensidad sísmica bajo la premisa de obedecer la dirección general de la línea. Cuando los oleoductos cruzan fallas activas o áreas con alta intensidad sísmica, deben elegir áreas con terreno abierto y una espesa cobertura cuaternaria para pasar, y tomar medidas de fortificación antisísmica para mejorar las capacidades de prevención de terremotos y reducción de desastres del oleoducto.
(2) Fisuras estructurales del terreno
Las fisuras tectónicas del terreno se forman por tensiones internas (Wang Jingming, 2000). Las fisuras tectónicas del suelo en la meseta Qinghai-Tíbet están ampliamente distribuidas y existen tres tipos principales: ruptura por terremoto, ruptura por fluencia de fallas y zonas de fractura de fallas, y grietas por heladas desiguales. Entre ellos, el oleoducto Jela se construyó para cruzar la zona de fisuras tectónicas de la meseta Qinghai-Tíbet. El oleoducto refinado del suroeste (Maoming, Guangdong-Changpo, Kunming) cruza la zona de falla de Sichuan-Yunnan. En la parte oriental del Proyecto del Gasoducto Oeste-Este, también hay fisuras en el terreno en las provincias de Jiangsu y Henan (Li Zhiyi et al., 2004). Las fisuras del suelo en Suxichang, Jiangsu, son una forma de hundimiento desigual del suelo. Son causadas principalmente por el levantamiento de un lecho de roca o acumulaciones sueltas de la Serie Cuaternaria subyacentes a acantilados escarpados, que provocan cambios repentinos en la estructura del suelo o el espesor de las capas de arena de agua confinada. y terreno irregular inducido por el bombeo.
Las fisuras del suelo en Henan se distribuyen en la parte norte de Xingyang y en las áreas de Taikang y Huaiyang. Las grietas del suelo estructural pueden atravesar la tubería y causar daños a la tubería. En casos severos, pueden causar grietas y daños.
Para prevenir el impacto de las grietas estructurales del terreno en la seguridad de las tuberías, se pueden tomar las siguientes medidas necesarias (Li Danjie, 2002) Trate de evitar el tendido de tuberías, estaciones y edificios en zonas de fractura estructural; es imposible evitar grietas estructurales del suelo Las áreas más peligrosas con fisuras (más jóvenes y más activas) y áreas con fallas superficiales donde ocurren grandes terremotos ② Seleccione el ángulo apropiado para cruzar las fisuras del suelo para transformar estados de tensión desfavorables y patrones de deformación en más; estados de tensión y deformaciones favorables; ③ Tomar medidas antisísmicas prácticas cuando la tubería cruza fisuras del terreno, como aumentar el grado de libertad de deformación de la tubería (con zanjas inclinadas o usando revestimiento, etc.). ), aumentar la resistencia de la tubería o adoptar conexiones flexibles, etc. (4) Reforzar el seguimiento y la alerta temprana de zonas activas de fisuras tectónicas y desastres geológicos.
(3) Subsidencia del terreno
Las principales razones del hundimiento del terreno son: primero, debido a estructuras geológicas especiales, como el terreno kárstico en Guangxi y Yunnan; segundo, la minería subterránea de; minerales sólidos (como carbón, mineral de hierro).
El área de distribución kárstica de China es de 365×104 km2, lo que representa más de 1/3 de la superficie terrestre del país. Es uno de los países con el karst más desarrollado del mundo. En los últimos años, con el rápido desarrollo de la urbanización en las zonas kársticas, el desarrollo de los recursos terrestres, hídricos y minerales en las zonas kársticas ha seguido aumentando, y el problema resultante del colapso kárstico se ha vuelto cada vez más prominente (Lei et al., 2004). Los minerales sólidos se encuentran ampliamente distribuidos en todo el país. La existencia de terreno kárstico y protuberancias minerales puede provocar fenómenos geológicos adversos como hundimiento del suelo, deformación por colapso y agrietamiento de la superficie. El colapso del suelo hará que las tuberías subterráneas se doblen, deformen, cuelguen o se rompan, lo que plantea peligros ocultos para la seguridad de las mismas. El colapso de los tontos traerá graves consecuencias a los proyectos de oleoductos y gasoductos y debería ser motivo de gran preocupación. Por ejemplo, en la sección media del Proyecto del Gasoducto Oeste-Este, ya existen agujeros bajo las líneas del gasoducto, especialmente en la sección Jiaojiagou-Wangjiawan de la mina de carbón Zichang en la provincia de Shaanxi, la mina de carbón Puxian-Linfen en la provincia de Shanxi y la mina de carbón Fushan. Mina, donde están densamente distribuidas las minas de carbón. Cape Coal Mine.
Al seleccionar líneas en áreas donde la superficie del suelo se ha asentado, agrietado o colapsado, se deben utilizar métodos para evitarlo; si no es posible evitarlo, se puede utilizar relleno o lechada a presión;
2. Desastres geológicos causados por procesos geológicos dinámicos extracrustales
(1) Flujo de escombros
Los desastres por flujo de escombros de mi país ocurren principalmente entre 7 y 7 años. Septiembre, es provocado por fuertes lluvias y es rápido y potente. Especialmente en la meseta de Loess, la estructura del suelo está suelta y colapsa, se desarrollan deslizamientos de tierra y barrancos, lo que proporciona abundantes fuentes de flujos de escombros. Estimulada por fuertes lluvias, una inundación con un contenido extremadamente alto de arena fluye desde densos barrancos y zanjas secundarias hacia las zanjas y ríos principales, y converge para formar un poderoso flujo de escombros, causando desastres como el colapso de presas y la sedimentación de embalses. La mayor parte de la sección media del Proyecto del Gasoducto Oeste-Este está ubicada en la meseta de Loess, y los desastres por flujo de escombros son particularmente dañinos para el gasoducto. En mayo de 1994, el oleoducto Changqing Oilfield Yuan (Cheng)-Yue (Le) sufrió una inundación catastrófica que se produjo una vez cada 70 años. El posterior flujo de escombros en el tramo superior del río Rouyuan destruyó hasta 26 oleoductos, lo que representa una pérdida total de 26 oleoductos. El 35% de todo el oleoducto se rompió (Zhu Sitong, 1998).
Además, la corrosión por cárcavas es uno de los métodos de erosión más graves en la ingeniería de tuberías. El desarrollo de barrancos se produce en las zonas de loess del norte de Shaanxi y del oeste de Shanxi. La erosión del origen del barranco, el socavamiento del barranco y el ensanchamiento del barranco hacen que el suelo en la pendiente del barranco sea inestable y propenso a colapsos o deslizamientos de tierra, provocando que la parte inferior de la tubería quede ahuecada y poniendo en peligro la seguridad de el oleoducto. Por ejemplo, debido al bajo coeficiente de permeabilidad del suelo (1,54 × 10-5 ~ 6,61 × 10-5) y la rápida confluencia a lo largo del oleoducto Mahuining, los barrancos se forman fácilmente y rápidamente se produce una acumulación de agua en los barrancos, lo que daña los caminos de mantenimiento y deja expuestos. y tuberías suspendidas. En 1994, una inundación formó un barranco de 2,5 m de profundidad, 8 m de ancho y 50 m de largo, lo que representó una grave amenaza para la seguridad de las tuberías (Mei, 2003).
Para flujos de escombros grandes y medianos que causan daños graves, en principio, evite la selección de rutas y evite el cruce directo; si no puede evitarlo, puede dar un gran paso; optar por ir aguas abajo del flujo de escombros (área de acumulación de abanicos aluviales) y, al mismo tiempo, se proporcionarán medidas adicionales de interceptación y detención en el río aguas arriba. Se deben reforzar los barrancos que representan una amenaza para la seguridad de las tuberías. Los métodos de tratamiento específicos son los siguientes: aumentar la profundidad enterrada de la tubería, al menos por debajo de la capa estable, y el relleno superior debe compactarse en capas para cortar la fuente de agua para evitar que el relleno continúe desarrollándose; y reforzar el sitio; utilizar bolsas tejidas para llenar el suelo. El apilamiento a lo largo de la pendiente mejorará la resistencia a la erosión del barranco.
(2) Deslizamiento de tierra
Este tipo de desastre es repentino y extremadamente dañino para la construcción de ingeniería. La geología de ingeniería tradicional y los peligros geológicos de pendientes de ingeniería geotécnica generalmente dividen los peligros geológicos de gravedad de pendientes en dos categorías: deslizamientos de tierra y deslizamientos de tierra. La gran mayoría de los deslizamientos de tierra en la meseta de Loess son deslizamientos de tierra de loess. Los deslizamientos de tierra profundos son ricos en carbonato de calcio, son sueltos y porosos, han desarrollado juntas verticales y están sustentados por lutitas de arenisca mesozoica o laterita neógena. Durante la temporada de inundaciones, el agua de lluvia que se filtra a través de las juntas de loess es bloqueada hacia el acuífero subyacente, formando una zona de escurrimiento superficial de contacto, desencadenando la ocurrencia de deslizamientos, generalmente a gran escala, además, existen muchos deslizamientos superficiales causados por las precipitaciones de las juntas verticales; de loess a lo largo de la pendiente. Provocado por corrientes subterráneas durante la infiltración.
El mecanismo y modo de falla de los deslizamientos de laderas de loess se encuentran entre colapsos y deslizamientos. El desastre por deslizamiento de tierra de Loess se refiere a un desastre geológico en el que el cinturón de pendiente de loess tiene características tanto de deslizamiento como de colapso bajo la influencia de factores naturales o actividades de ingeniería humana. Su aparición está controlada por su composición material única y sus propiedades de ingeniería, y tiene las características de distribución regional. Generalmente requiere las siguientes condiciones (Qu Yongxin et al., 2001): ① La altura es de más de 100 m, o incluso más. de 100 m, compuesta de capas gruesas La zona de pendiente compuesta de loess de Malan suele estar por encima de los 55° ② La frecuencia de ocurrencia en la estación lluviosa es mayor que en la estación seca (3) En condiciones naturales, ocurre en ambas; llanuras de valles y grandes barrancas debido a la erosión lateral de los ríos o inundaciones que erosionan el pie de las laderas de loess (4) En valles fluviales, áreas de llanura o grandes barrancas, también puede inducir el aumento del nivel del agua causado por la construcción de embalses y la filtración de agua de los embalses al agua. pie de pendientes de loess; ⑤ En áreas de pendientes de loess como el borde de la fuente de loess, debido a la altura de la pendiente y la tasa de pendiente Grande, inducida por la excavación artificial.
Dado que los costos de gestión y reparación de este tipo de desastre geológico son relativamente altos, se deben adoptar planes para evitarlos en la medida de lo posible al seleccionar las rutas de los oleoductos. Para áreas generales propensas a deslizamientos de tierra, se pueden tomar medidas apropiadas para estabilizar la pendiente, como corte de pendiente, protección de pendiente o plantación de árboles, almacenamiento de agua en fosas de escamas de pescado para la conservación del suelo y el agua y gestión de ingeniería o un sistema de drenaje y drenaje; construido en el borde posterior del deslizamiento de tierra para prevenir el agua superficial Cuando se fusiona con un deslizamiento de tierra, use piedra de mortero para proteger la pendiente en el borde frontal del deslizamiento de tierra para evitar la erosión lateral por el flujo de agua y reducir la resistencia al deslizamiento, estabilizando así la pendiente y garantizar la seguridad de la tubería. Para el colapso de taludes que puede ser causado por la excavación de zanjas en taludes de loess, se pueden adoptar medidas de manejo integrales como desvío, retención de suelo y corte de taludes. Al mismo tiempo, se toman medidas para mejorar la resistencia al impacto de los cimientos de la tubería y el suelo de relleno para garantizar la seguridad de la construcción y operación de la tubería (Wei Liang et al., 2005).
(3) Las dunas de arena en movimiento (crestas) y los entierros de arena erosionados por el viento
Las dunas de arena en movimiento (crestas) tienen una alta movilidad y la dirección del movimiento es perpendicular a la tubería. Si la tubería se cubre con tierra y se la lleva el viento, quedará expuesta y suspendida. Si se excede la resistencia a la flexión de la tubería, ésta se romperá.
La erosión eólica y el entierro de arena también son los peligros geológicos más destacados. Por ejemplo, en las dunas de arena (crestas) de Taklimakan, Badain Jaran, Tengger y Mu Us, las dunas de arena que fluyen tienen de 3 a 15 m de altura y se mueven a una velocidad de 4 a 6 m/a; algunas depresiones de erosión eólica pueden alcanzar los 30 m, lo que es desfavorable para el entierro de tuberías y los sitios de estaciones.
Se pueden tomar medidas preventivas y de control para aumentar la profundidad de enterramiento de las tuberías, instalar acero (o pilotes) para fijar las tuberías y barreras verticales de arena para prevenir y controlar el flujo de dunas de arena (crestas). Por otro lado, en las dunas del borde sur del desierto de Tengger y del borde sur del desierto de Mu Us, las rutas pueden pasar por colinas más bajas debido a su tamaño y movilidad relativamente pequeños. Alternativamente, se deben cavar zanjas después de que las dunas estén aplanadas y enterradas adecuadamente. Al mismo tiempo, se pueden llevar a cabo proyectos de prevención y fijación de arena, como plantar pasto y árboles y construir barreras de arena para prevenir y controlar los peligros de las tormentas de arena y mejorar. el entorno ecológico.
3. Desastres geológicos causados por suelos especiales
(1) Loess plegable
La naturaleza del loess determina que la capa de loess colapsará fácilmente cuando se exponga al agua. , formando loess Cuevas, escondites, grietas y columnas dificultan la construcción de tuberías, especialmente cuando se cruzan zonas de barrancos de loess, y al mismo tiempo amenazan y dañan el uso normal de las tuberías. La característica estructural del loess plegable son las juntas verticales, que pierden resistencia cuando se exponen al agua. Durante la temporada de lluvias es probable que ocurran fenómenos geológicos adversos como deslizamientos de tierra, derrumbes y cuevas, lo que resulta en la formación de barrancos escarpados. Al mismo tiempo, debido a la penetración de agua a lo largo de las juntas verticales del loess, se forman posibles erosión y socavación, lo que da lugar a nuevos barrancos (Sun Guoxiang et al., 1996).
Estos factores provocarán un asentamiento desigual y deformación de la tubería. La fricción negativa generada por una deformación excesiva por colapso puede hacer que la tubería se doble, deforme, quede expuesta, cuelgue en el aire o incluso se rompa. Además, también puede causar asentamientos desiguales y grietas en la formación, o inducir colapsos y deslizamientos de tierra, causando daños a la tubería.
Otro aspecto de los desastres geológicos causados por el loess colapsable es la corriente subterránea de loess, que es básicamente lo mismo que el loess colapsable y es más común en el loess del Plioceno y el Holoceno.
Bajo la influencia de las aguas subterráneas se forman fenómenos de "loess karst", como sumideros, sumideros y puentes naturales. Debido a su proceso de acción oculta, a menudo hay zanjas ocultas. Una vez que se hunda repentinamente, traerá graves consecuencias para la seguridad de la tubería.
Si el loess colapsable no es su propio peso, ya que el peso de la unidad de longitud de la tubería es menor que el peso del mismo volumen de loess excavado, la tubería colapsará sin presión adicional después del tendido. lo que generalmente no es posible, es necesario tratarlo; si se trata de loess plegables de peso propio, las medidas de tratamiento adoptan principalmente medidas de mejora del suelo y de interceptación y drenaje.
(2) Suelo expansivo (rocoso)
El desastre geológico del suelo expansivo se ha convertido en uno de los problemas globales de ingeniería geológica y geotécnica. El suelo expansivo (rocoso) se distribuye principalmente en las áreas de desarrollo de lutitas del Paleógeno-Neógeno en montañas bajas, colinas y áreas desérticas. Tiene una expansión potencial de débil a media y colapsa cuando se expone al agua.
La expansión del suelo (rocoso) ha causado daños extremadamente graves a la seguridad de las tuberías en nuestro país. Por ejemplo, el proyecto del oleoducto de Aershan a Saihantala, de Mongolia Interior, se puso en funcionamiento en 1989. Al año siguiente, se produjeron diversos grados de grietas y daños en los pisos y paredes de las estaciones de calefacción N° 4 y N° 6. El desastre del colapso del banco de roca expansiva de color rojo púrpura del Cretácico cerca de Sumugou del oleoducto Lanzhou-Chengdu-Chongqing, y la gran área de suelo expansivo distribuido entre Fuyang, Anhui y Jiangpu, Jiangsu en el Proyecto del Gasoducto Oeste-Este también causó deformación y colapso de los cimientos.
(3) Suelo salino
El suelo salino se forma en un ambiente de clima árido debido a la profunda migración de agua subterránea, migración lenta y fuerte evaporación, que concentra la sal en la superficie del suelo. formado. El suelo salino con un alto contenido de sal es muy corrosivo para las tuberías de hormigón y de acero. Cuando la sal disuelta cristaliza, se expande y crea una presión adicional sobre las tuberías y los cimientos de las estaciones. Por lo tanto, el asentamiento y la expansión de sal del suelo salino son extremadamente destructivos para el suelo en los cimientos de la tubería y pueden causar fácilmente el fenómeno de "colgamiento oculto" de las tuberías.
Dado que la salinización está directamente relacionada con el agua subterránea, el aumento del nivel del agua subterránea tendrá un impacto negativo en la construcción de tuberías durante la temporada de lluvias, en áreas con salinización, la profundidad del agua subterránea es generalmente poco profunda y, si bien es anti-; Corrosión Se deben tomar medidas de precipitación y la construcción debe realizarse en la estación seca tanto como sea posible. Las medidas preventivas para suelos salinos pueden incluir colocar una capa de tierra caliza compactada en la parte superior de la tubería para bloquear la penetración de agua superficial; rellenar la zanja con tierra de grano grueso que no sea salina para bloquear el ascenso de agua capilar dañina; al mismo tiempo, anticorrosión El diseño debe prestar atención a la resistencia mecánica de los materiales anticorrosión resistentes a las sales y los álcalis y las capas anticorrosión.
(4) Suelo congelado
La principal amenaza del suelo congelado para las tuberías es el levantamiento del suelo por heladas. El mecanismo principal es que cuando el agua del suelo se convierte en hielo, el suelo se congela. el suelo se expande y el suelo se eleva. Las tuberías enterradas en suelo congelado también flotarán con el suelo después de las heladas cuando el suelo se congela y se descongela, debido a que la base de la tubería o los pequeños espacios debajo de la tubería se han llenado parcialmente con tierra, la tubería no puede volver a caer después de muchos años. congelación y descongelación, -llenado-recongelación, se elevan tuberías. El oleoducto de Jela se arqueó varias veces desde el suelo, lo que provocó que se deformara. El arco sobresalía del suelo unos 0,7 metros de alto y 3,6 metros de largo y se rompió bajo la acción de la tensión de flexión, lo que representa una amenaza para el funcionamiento seguro del oleoducto.
Para no dañar la capa de permafrost, se deben tomar las siguientes medidas para las tuberías que pasan a través de áreas de permafrost: ① Enterrar la tubería en el "área débil de heladas" donde la fuerza de heladas es relativamente mínima para evitar que la tubería quede expuesta al permafrost Capa de suelo (2) Para evitar daños al suelo congelado causado por cavar zanjas para tuberías demasiado profundas o por estar expuesta a la atmósfera durante demasiado tiempo después de la excavación, se debe realizar la excavación, el tendido de tuberías y el relleno; tanto como sea posible mientras se controla la profundidad para mantener estable el suelo congelado ③ La profundidad enterrada de la tubería debe determinarse segmentariamente en función del contenido de humedad del suelo en diferentes secciones y el espesor de la capa de deshielo estacional; Se debe colocar tierra fina en el fondo de la zanja y la profundidad máxima de excavación no debe exceder el límite superior de suelo congelado de 0,5 m. ⑤ Cuando la profundidad total enterrada de la tubería es inferior a 0,8 m, para mantener la estabilidad de La tubería bajo la acción del estrés térmico, es aconsejable construir suelo en la superficie y asegurar un cierto ancho.
(2) Investigación de peligros geológicos en tuberías de dióxido de carbono de larga distancia
1. Preste atención a la interpretación de los peligros geológicos en tuberías de dióxido de carbono mediante teledetección.
Utilizar la teledetección para interpretar los peligros geológicos de los ductos de transmisión de CO2 y utilizar sistemas de información geográfica para calibrar los posibles peligros geológicos a lo largo del ducto en áreas clave (como áreas propensas a terremotos, zonas de fallas, etc.) . Al delinear las áreas de distribución de suelos especiales, como suelos salinos, desérticos, loess y suelos expansivos, podemos interpretar de manera integral los peligros geológicos que se desarrollan a lo largo del proyecto del oleoducto y luego usar tecnología de detección remota para predecir los peligros geológicos (Fang Jie et al. , 1997;
2. Realizar una investigación especial de los peligros geológicos en las tuberías de transmisión de dióxido de carbono.
Llevar a cabo una investigación especial de los desastres geológicos en las tuberías de transmisión de CO2 de acuerdo con los estándares industriales pertinentes y realizar un análisis en profundidad de los desastres geológicos que desempeñan un papel importante o decisivo.
Por ejemplo, de acuerdo con los requisitos del actual "Código de diseño sísmico para oleoductos (gas) de acero enterrados", identificar la dirección de las fallas geológicamente activas, los lugares donde se cruzan con las tuberías y las posibles dislocaciones horizontales y verticales, y evaluar la El próximo siglo La magnitud máxima que puede ocurrir y las dislocaciones repentinas que pueden ocurrir.
3. Establecer gradualmente un sistema nacional de predicción y pronóstico de peligros geológicos del gasoducto de dióxido de carbono.
En primer lugar, hemos establecido la investigación de predicción de peligros geológicos con el monitoreo como medio principal: utilizando métodos geofísicos para monitorear la temperatura del suelo y el estrés del suelo, estudiando los terremotos mediante el monitoreo de fallas subterráneas y la liberación de gas subterráneo y llevando a cabo la desertificación de la tierra; y salinización. Esperar seguimiento en tiempo real. El segundo es centrarse en la predicción del mecanismo causante de los desastres geológicos. El tercero es establecer un modelo de predicción adecuado para la ingeniería de tuberías.