山区天然气管道—滑坡体系下花管微型桩与螺纹微型桩支护性能对比试验

• 作者: 高建章 方迎潮 王学军 葛华 沈茂丁 梁栋 孟建
• 来源期刊: 中国地质灾害与防治学报
• 学科: 工学
• 关键词: 滑坡 天然气管道 花管微型桩 螺纹微型桩 支护机理
• 年，卷（期）: 2023,（2）
• 页码范围: 120-131
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202202046

摘要

山区天然气管道工程难免会遭遇滑坡等地质灾害的影响，这给穿越滑坡区域的沿线管道的安全运营造成严重威胁。文章以中贵天然气管道K558+700滑坡为工程背景，通过室内大型物理模型试验，研究对比花管微型桩与螺纹微型桩两种新型支挡结构在管道滑坡中的支护机理及适用性。试验表明：（1）花管微型桩山侧及河侧峰值土压力沿桩深分布形式基本相似，大体呈“S”曲线形，桩后土体土拱效应明显，且在各级荷载下分布形式大致保持一致，总体来说花管桩侧土压力分布规律为桩中最大，桩顶次之，桩底最小；滑带附近的桩体周围土压力较大，在抗滑桩设计工作中应重点考虑优化。（2）螺纹桩山侧峰值土压力沿桩深分布图大体呈双“S”曲线形，河侧峰值土压力相比山侧分布形式产生了较大差异，桩底的土压力相比山侧有很大幅度减小；随外部荷载的增加桩周土压力增加幅度较大，表明螺纹微型桩在横向承载性能方面有所欠缺。（3）花管桩桩身弯矩沿深度方向呈“M”形分布，桩身离模拟滑面以上5 cm位置处产生最大正弯矩；螺纹桩桩身弯矩分布沿深度方向呈“S”形，桩体正负弯矩位置在模拟滑面附近大致呈旋转对称分布，滑面以上大部分区段为负弯矩，滑面以下为正弯矩；在相同推力荷载工况下，螺纹微型桩变形程度大于花管微型桩。（4）在滑坡作用下花管微型桩可以有效减小传递到管道的坡体应力，在一定程度上预防管道受力破坏；而螺纹桩在较大横向荷载下抗弯性能不足，变形严重，破坏后不能有效承担滑坡推力，传递到桩前管道的应力较大，从而导致管道变形程度更为强烈。在本试验条件下，花管微型桩对管道的保护效益突出，更适用于作为管道—滑坡区域的支挡结构。