西气东输管道工程盐渍土病害危害性分析

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摘要： 西气东输工程干线西起新疆塔里木的轮南，东迄于上海西郊的白鹤镇，途经9个省、市、自治区，全长逾3800km。工程通过的新疆段、甘肃段、宁夏段和陕西段分布有较多的盐渍土，盐渍土病害对输气管道的影响是长期的、不可忽视的，笔者根据西气东输工程沿线的盐渍土病害情况，对盐渍土进行分类，并且根据盐渍土的工程特性，评价了盐渍土病害对西气东输管道的危害性。

Abstract: The overall length of West-to-East Gas Pipeline Project which east from Lunnan in xinjiang tarim, west to Baihe in western shanghai is over 3,800 km, by the way of 9 provinces, cities and autonomous regions. The Salty Soil which is widely distribution in Xinjiang Province, Gansu Province, Ningxia Province and Shanxi Province takes a long-term and unneglectable influence to gas pipes. Based on disease situation and engineering properties of Salty Soil along the West to East Gas Pipeline Project line, the author has classified Salty Soil and evaluated harmfulness of gas pipes due to Salty Soil disease.

关键词： 盐渍土；分类方法；工程特性；西气东输

Key words: Salty Soil；Classification Method；Engineering Properties；West to East Gas Pipeline Project

中图分类号：U172 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）18-0059-02

0引言

西气东输工程是一项巨型的线型工程，干线西起新疆塔里木的轮南，东迄于上海西郊的白鹤镇,途经9个省、市、自治区，全长逾3800km。工程主要形式是浅埋的输气管道，输气管道内径1016mm，埋置深度2m左右[1]，沿线地面上还布设有升压站、清管站和分输站。西气东输管道环境地质盐渍土病害主要分布在新疆段、甘肃段、宁夏段和陕西段，盐渍土病害对输气管道的影响虽然没有其他地质灾害破坏力大，但对于管道的长期运行而言，盐渍土病害对管道的危害也是不可忽略的，对盐渍土病害的治理也是一项长期的而艰巨的任务。

1西气东输沿线盐渍土的分类

国内外对盐渍土的分类方法比较多，现行的主要有以下几种：根据地理位置，可将盐渍土分为滨海盐渍土、内陆盐渍土、冲击平原盐渍土；根据含盐化学成分可将盐渍土分为氯盐渍土、亚氯盐渍土、亚硫酸盐渍土、硫酸盐渍土、碱性盐渍土；根据含盐量的大小，盐渍土课分为弱盐渍土、中盐渍土、强盐渍土、过盐渍土；根据按形成条件的不同，盐渍土可分为盐土、碱土、胶碱土。西气东输管道环境地质盐渍土病害主要分布在新疆段、甘肃段、宁夏段和陕西段，其余各段工程沿线未见盐渍土病害。现对具有代表性的甘肃、宁夏和陕西段进行盐渍土分类。

1.1 甘肃段盐渍土的分类甘肃段盐渍土按地理位置分类，小泉段与峡东车站东南段属于内陆盐渍土，白墩子冲积湖积平原属于冲击平原盐渍土；按形成条件的不同分类，甘肃段盐渍土都属于盐土；根据含盐化学成分对盐渍土进行分类，甘肃段盐渍土主要含有硫酸盐与氯盐；根据含盐量对盐渍土进行分类，甘肃段盐渍土从弱盐渍土~过盐渍土均有分布，具体分类见表1。

1.2 宁夏段盐渍土分类宁夏盐渍土按地理位置分类，盐池县的一些丘间洼地属于内陆盐渍土，中卫下河沿至中宁古城乡黄河冲积平原地区属引黄灌溉区，属于冲击平原盐渍土；按形成条件的不同分类，宁夏段盐渍土盐土与碱土均有分布；根据含盐化学成分对盐渍土进行分类，中卫段属碳酸盐渍土，分布长度41.93m；中宁古城子西的沼泽地长0.75km，属碳酸盐渍土；盐池县境的两个盐碱滩洼地，长3.5km，属于硫酸盐渍土；根据含盐量对盐渍土进行分类，宁夏段盐渍土从弱盐渍土、中盐渍土和强盐渍土均有分布。具体分类见表2。

1.3 陕西段盐渍土分类陕西段管道工程沿线盐渍土主要分布于红柳河以西内流盆地安边―郝滩之间，按盐渍土含盐类型划分，以亚硫酸盐渍土为主，盐分多聚集于地表，平均地表土壤含盐量0.7~1.5%，而土体内含盐量低，平均土壤易溶盐含量多小于0.5，按土壤含盐量划分，陕西段盐渍土属于中盐渍土。另外，苟池、花马池、烂泥池等盐湖周围分布少量氯盐渍土。

2盐渍土的工程性质

盐渍土的工程特性主要表现在三方面：溶陷性，盐胀性，腐蚀性[2，3]。

2.1 溶陷性盐渍土的含盐类型多为硫酸盐、碳酸盐和氯化物，这些盐类成为土颗粒之间胶结物的主要成分。干燥状态下它具有强度高、压缩性小的特点，但遇水后，可溶性盐类溶解。土体在荷载或自重作用下下沉。这就是盐渍土的溶陷性。盐渍土地基的溶陷对塔、罐、槽、井、池和管道及地下设施也会造成一定的危害。调查资料表明，有水源的建（构）筑物破坏的比例较大，无水源的建（构）筑物，则比较安全。因此，盐渍土地基上的工程建设应重视防水问题。对于西气东输工程而言，盐渍土的溶陷性对输气管道的影响轻微，对于修建在盐渍土地基上的升压站、清管站和分输站，盐渍土盐胀性对建筑物的危害性中等。

2.2 盐胀性相对于常见的几种易溶盐中，硫酸盐的盐胀性最强，氯盐次之。当温度上升到33°以上时，芒硝的溶解度随温度上升反而下降，此时它的以无水芒硝（Na2SO4）形式析出。而当温度又下降到33°以下时，无水芒硝又会结合10个水分子而成为芒硝，此时它的体积可增大2~3倍[3]。新疆、陕西、甘肃、宁夏等地区盐渍土多为硫酸盐与氯化物，加之工程通过区日温差与年温差均较大，由于温度与湿度的变化，硫酸盐的体积时缩时胀，影响建筑物的耐久性和稳定性。对于西气东输工程而言，盐渍土的溶陷性对输气管道的影响轻微，但对于修建在盐渍土地基上的升压站、清管站和分输站则要注意盐渍土溶陷性的危害。对于西气东输工程而言，盐渍土的盐胀性对输气管道的影响轻微，但对于修建在盐渍土地基上的升压站、清管站和分输站，盐渍土盐胀性对建筑物的危害性中等。

2.3 腐蚀性盐渍土地区的建设工程受腐蚀的危害相当普遍。研究分析表明，建筑物受到破坏的原因主要是含盐溶液和含盐的地下水，通过毛细水作用或直接浸入基础、管、沟等地下设施内，造成的盐溶液直接与建筑材料发生化学反应；特别要注意的是盐渍土中氯盐对金属构件的腐蚀是非常强烈的。氯盐的腐蚀机理一般属于电化学腐蚀，氯离子先与铁反应生成FeCl2，但是氯离子与铁离子的结合物是非常不稳定的，在有氧的条件下，铁离子会与氧结合形成氧化物，而氯离子将重新离解出来，这种情况下氯离子就相当于“催化剂”一样大大加快了铁的腐蚀速度[4]。腐蚀不仅对建筑物，而且对埋入盐渍土中的其他设施的危害更大，例如新疆的克拉玛依地区的钢筋混凝土电线杆，曾大量因腐蚀而报废，又如预应力钢筋混凝土大直径输水线路，也曾遭到严重破坏，造成巨大的经济损失。

对于西气东输工程而言，盐渍土的氯盐的腐蚀性虽然对输气管道的影响很大，但根据管道途经的地区盐渍土含盐量主要集中于地表面向下约30cm的范围内，地表深度30cm以下盐渍土的含盐量随着地层深度的增加而急剧减少，西气东输工程输气管道内径1016mm，埋置深度2m左右，可以看出在输气管道的埋藏位置，盐渍土的危害性很小，考虑到管道的长期运行，确定盐渍土的腐蚀性对管道的影响程度中等，盐渍土的腐蚀性对升压站、清管站和分输站等建筑物的危害程度较小。

3结论

西气东输管道环境地质盐渍土病害主要分布在新疆段、甘肃段、宁夏段和陕西段，研究区盐渍土的含盐类型主要为硫酸盐与氯化物；含盐量各段都有差别，从弱盐渍土到过盐渍土均有分布；盐渍土的工程特性主要表现在三方面：溶陷性，盐胀性，腐蚀性，这三种工程特性造成了盐渍土对工程建设的危害。盐渍土的溶陷性和盐胀性对埋地的输气管道危害性轻微，盐渍土的腐蚀性对于埋地输气管道的危害性中等；对于升压站、清管站和分输站等建筑物而言，盐渍土溶陷性和盐胀性的危害中等，盐渍土腐蚀性的危害轻微。

参考文献：

[1]李智毅，颜宇森，雷海英.西气东输工程建设用地区的地质灾害[J].地质力学学报，2004.9（3）：253-258.

[2]徐攸在.盐渍土地基[M].北京：中国建筑出版社.1993：19-151.

[3]谷云峰，王国体，俞竟伟.盐渍土的基本特性及其工程治理[J].安徽建筑，2004（1）：84-86.

[4]谌文武，董兰凤.公路盐渍土路基处理与病害防治[J].天津城市建设学院学报，1999（5）：61-65.