乐东22-1/15-1油气管线路由区工程地质灾害研究

摘要

21世纪是“海洋开发的时代”，随着社会的发展与进步，人类将工程建设的中心转移到了海洋。浅海石油的勘探开发，通讯电(光)缆、油气管线的铺设等项目都要求对工程场址或路由进行细致的地质灾害研究，预防可能发生的各种海洋灾害。 乐东22-1/15-1预定路由管线位于北部湾南部陆架，该区油气资源丰富，海上平台、海底管线数量众多，许多学者都对该区的地质灾害进行过大量的研究工作，但将各种灾害性地质现象同海底管道稳定性结合起来的研究较少。本文在各种工程报告、论文、资料的基础上，分析预定管线路由区的工程环境和底质特征，研究了可能影响管线稳定性的不良的工程地质现象，包括活动性沙波，海底滑坡等，同时对海底管线铺设后可能发生的管线冲刷和悬跨问题进行了预测。本文的研究内容对未来海底管道的规划和施工具有一定的指导意义。 按照地形地貌、底质和沉积环境特征将研究区由陆向海方向依次划分为近岸平坦区，中部强冲刷剥蚀区和平台平坦区。在中部强冲刷剥蚀区，距岸12km-15km的区域广泛分布大型沙丘和小型沙波，前期调查报告定义该区为沙波区，由测年资料可知该区大型沙丘为残留地貌，形成时代大约在距今8000年；距岸40km-42km和68km-75km两处区域发育走向大致垂直于管线的硬脊，前期调查报告定义该区为硬质海底区，由测年资料可知其为晚更新世河湖沉积粘性土在第四纪海侵过程中的侵蚀残余。沙波区和硬质海底区地形变化复杂，为不良的工程地质区域。硬质海底区由于分布规模较小，管线可考虑在底形平稳处绕过该区，但沙波区分布规模较大，管线无法避让，因此沙波区是本文研究的重点区域。 由沙波区沙波的形态和浅部地层特征分析可知，该区沙波活动性较强。在常态条件下，研究区以小型沙波的迁移为主，迁移速率较慢，约为0.2m/a，对海底管线影响不大。在台风等极端气候影响下，中小型沙波移动速率骤增，最大可达1m/h～5m/h；大型沙丘表面松散砂层(活动层)的移动性增强，在活动砂体发生迁移的部位则可能出现冲蚀凹坑或沟槽，通过计算与类比研究表明，沙波区底床冲刷深度约为0.4m，在台风等极端气候影响下可达1.0m。小型沙波的快速移动与冲蚀凹坑的出现都可能产生管线悬跨，威胁管线安全。海底冲刷与沙波移动造成的海底管线悬跨长度在15m～40m之间，在沙波区预定路由的少数区段大于海管容许悬跨值，海管可能发生位置错动、破裂、折断的危险。特别在极端天气影响下，这种危险性增大。为了管线安全，设计路由最好选在沙丘背水坡侧沟槽内穿过，且铺设过程中加大挖沟深度。研究表明在研究区斜坡带(距岸10km-12km)海底土体比较稳定，但不排除在地震或极端气候影响下发生滑坡的可能。

目录

文摘

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0前言

0.1研究意义

0.2研究现状

0.3研究内容

1区域概况

1.1地质构造背景

1.2研究区地形地貌特征

1.2.1莺歌海盆地

1.2.2路由区

1.3研究区海底地层特征

1.3.1沉积物分类

1.3.2地层分布及工程特性

1.4研究区水动力条件

1.4.1潮汐

1.4.2潮流

1.4.3波浪

1.5沙波区与硬质海底区沉积环境研究

1.5.1沉积物样品14C测年结果

1.5.2沉积物样品的210Pb测定结果

1.5.3沉积环境

2沙波活动性研究

2.1沙波的分布和形态特征

2.2大型沙丘浅部地层分析

2.3沙波活动性分析

2.3.1计算模型的选取

2.3.2计算方法

2.3.3沙波迁移速率与方向的讨论

2.3.4乐东沙波区与东方沙波区类比分析

2.4结语

3海底管线冲刷悬跨研究

3.1海底管线冲刷稳定性研究

3.1.1沙波区冲淤分析

3.1.2沙波区海底管线冲刷深度计算

3.2海底管线冲刷悬跨研究

3.2.1海底管跨形成机理及演化特点

3.2.2海管容许悬跨分析

3.3.3沙波区海底管线悬跨研究

4其他地质灾害因素

4.1滑坡

4.2埋藏古河谷

4.3浅层气

5结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

附录

致谢