海底滑坡识别在坦桑尼亚管道工程中的应用

黄扬 宋龙荣 刘其民 祁建忠 武玉梁

摘要：本文对坦桑尼亚输气管道工程海底管道路由上可能分布的主要海洋地质灾害之一海底滑坡进行分析，确定其分布、范围及稳定性，并给出合理的设计施工建议。

关键词：坦桑尼亚输气管道工程；海底滑坡；预防

一 工程概况

坦桑尼亚输气管道工程的海底管道从位于达累斯萨拉姆东南约200千米的松戈松戈岛出发，向西北方向敷设至萨曼加中间联络站，全长26.6673千米，海底管道路由最大水深约46米，平均深度23米。

海底管线是在海底铺设的输送石油及天然气的管道，是海洋油气集输和储运的重要组成部分，被喻为海上油气田的“生命线”。作为坦桑尼亚达累斯萨拉姆区缓解能源压力的重要措施、中坦两国传统友谊的延续，海底管线建设意义重大，对海底管线可能遇到的海洋地质灾害的研究必不可少。

二 海底滑坡

滑坡分为滑动、流动、崩落、扩展、倾倒，以及复合型。海底滑坡是指海底岩土体受海洋环境动力（如浪、潮和流）和内动力地质作用（如地震、断裂、火山活动）等多种因素综合影响下发生失稳破坏，并在自身重力作用下朝下坡方向运动（滚动、滑动或流动）的地质现象（李本川等，1992；杨子庚，2000；胡光海等，2004; Hampton et al. , 1996; Locat et al. , 2002; Prior et al. , 1979）。

本次勘察对海底管道路由沿线进行调查，对各种可能在海洋环境动力和内动力等诱发因素作用下发生海底滑坡的区段进行分析并给出设计和施工建议。

三 工程地质

1．工程地质概况

路由区管道沿线及附近海底坡度较大的斜坡有5处，地质情况如下：

（1）KP1+850至KP2 +100段，管道横穿水下洼地，洼地边坡坡向与管道走向近垂直，最大相对高差约6.5m，沟壁坡度为2°—4°，坡体为细砂，厚度2.0—5.0m，标贯击数为5—7击，土体松散，强度低。

（2）KP2+560至KP2 +927段，坡向与管道走向近垂直，管道横穿水下冲沟，最大相对高差约7.0m，西侧沟壁坡度为5°—8°，东侧沟壁坡度2°—4°，坡体为碎贝壳、混细沙及淤泥质土，厚度3.0—5.0m，标贯击数为2—7击，土质松散，强度低。

（3）KP5+000至KP5 +185段，坡向与管道走向近垂直，最大相对高差约13.0m，一般坡度为6°—8°，最大坡度约11°，坡体为碎贝壳、混细沙及淤泥质土，该段贝壳厚度6.0—10.0m，坡体钻孔S7，标贯击数为1—4击，土质松散，强度低，为新近沉积。

（4）KP6+160至KP10 +160段，坡向与管道走向近平行，管道沿斜坡敷设，在KP9+800至KP10 +160段，管道下斜坡，相对高差6.0—16.0m，一般坡度为2°—3°，局部5°—7°。KP6 +160至KP7 +860段坡体松散细沙，强度低，据坡体钻孔D8、S9、D9、S10、D10揭露情况，厚度3.0—9.0m; KP7+860至KP10+160段坡体为流泥、淤泥、淤泥混沙等软土，据坡体钻孔S11、D11、S12、D12、S13揭露情况，软土厚度3.0—7.5m，呈流动—流塑状，土质软，天然含水率高，抗剪强度低。

（5）KP11+930至KP12 +760段，管道沿斜坡敷设，最大相对高差约5m，一般坡度为2°—3°。坡体为流泥、淤泥混沙及淤泥质黏土等软土，厚度9—12m，呈流塑状，表层呈流动状态，土质软，天然含水率高，抗剪强度低，固结程度低。

2．稳定性分析

（1）KP1+850至KP2 +100段，评价此斜坡稳定性一般，受诱发因素影响，可发生滑塌及连续滑坡。设计施工过程中，建议加大管道埋深，辅以一定的锚固措施，保持管道稳定。

（2）KP2+560至KP2 +927段，在地震、施工扰动等因素影响下，可能发生滑动。同时，海流冲刷发生的沉积物运移，尤其是底流对坡脚的冲蚀，使斜坡土体逐渐摆脱受力平衡状态，造成边坡失稳。总体评价此斜坡稳定性差，易发生滑坡。

（3）KP5+000至KP5 +185段，在地震、施工扰动等因素影响下，易发生滑动。同时，斜坡位于水下Ⅰ、Ⅱ级侵蚀台地交界处，海流冲刷发生的沉积物运移，尤其是底流对坡脚的冲蚀，使斜坡土体逐渐摆脱受力平衡状态，造成边坡失稳。总体评价此斜坡稳定性差，易发生滑坡。

（4）KP6+160至KP10 +160段，在地震、施工扰动等因素影响下，存在发生滑动的可能。同时，该斜坡位于路由区冲刷深槽东侧沿岸冲刷区，海潮的侵蚀，使斜坡土体不断地接收外力冲击，管沟开挖，斜坡土体受震动荷载后，易产生侧向滑动、沉降和土体挤出等现象，导致边坡失稳。总体评价此斜坡稳定性一般，受诱发因素影响，易发生滑坡。

（5）KP11 +930至KP12 +760段，在地震、施工扰动等因素影响下，易发生滑动。同时，该斜坡位于路由区冲刷深槽西侧冲刷区，海潮的侵蚀，使斜坡土体不断地接收外力冲击，管沟开挖，斜坡土体受震动荷载后，易产生侧向滑动、沉降和土体挤出等现象，导致边坡失稳。总体评价此斜坡稳定性一般，受诱发因素影响，易发生滑坡。

3．预防措施

设计施工过程中，KP1 +850至KP2 +100段，建议加大管道埋深，辅以一定的锚固措施，保持管道稳定。

KP2 +560至KP2 +927段、KP5 +000至KP5 +185段、KP6 +160至KP10+160段、KP11+930至KP12+760段，建议削坡减小坡度，加大管道埋深，在满足承载力要求的前提下，坡脚抛填沙袋或一定级配的碎石、块石，对斜坡体起到一定支挡作用，建议辅以一定的锚固措施，保持管道稳定，锚桩的形式可为“丁”字形锚桩，由锚桩体、上横梁、下横梁、固紧件组成。

四 结语

海底管线是海上油气集输及储运的重要组成，海底管道在海床各种机制的作用下，即便是在极缓的坡度下，也可能发生滑坡。海底滑坡直接影响着海底管道的稳定和安全，甚至会导致海底管线断裂以致影响海洋环境等事故，造成巨大经济损失。在勘察过程中对路由区管道沿线及附近海底坡度较大的斜坡进行调查和分析，分析是否为海底滑坡并给出了合适有效的解决方案，以保证管道建设的顺利推进。

 

参考文献

[1] 胡光海：《东海陆坡海底滑坡识别及致滑因素影响研究》，博士学位论文，中国海洋大学，2010年。

[2] 宋龙荣：《坦桑尼亚输气管道工程海底管道路由岩土工程勘察报告》（文件编号：TNGP-ODE-GT-RP-5008），江苏省水文地质海洋地质勘查院，2013年。

[3] 谬成章：《海底滑坡及其对海底管线的影响》，硕士学位论文，浙江大学，2007年。