中段地质灾害类型及分布
该段地质灾害类型最多，主要有滑坡、崩塌、泥石流和洪水侵蚀、风蚀和沙埋、采空塌陷、黄土崩塌和潜蚀；局部地区还有地震液化、盐渍土、瓦斯爆炸、煤层自燃等灾害。下面分别讨论。
一.滑坡和崩塌
由于该段自然地理和地质环境条件的特殊性，滑坡和崩塌是最主要的地质灾害，主要分布在黄土高原和山西山区。黄土高原，山脊起伏，沟壑发育，沟壑又深又陡。黄土深厚，垂直节理发育，湿陷性强。山西山区的吕梁山、太岳山、太行山与汾河、沁河相间排列，河谷发育，地形起伏大。基岩裸露，多为薄层黄土覆盖。因此，在强降雨和河流侵蚀等触发因素的作用下，容易发生滑坡和崩塌，两者往往相伴而生，是这两种地质灾害的易发区和危险区。
评估区发现滑坡116；山西段崩塌45处，陕西段6处52处，总长约46km，宁夏段8处，极为常见。
(1)滑坡
黄土高原绝大多数滑坡为土质滑坡，陕西83处，山西14处。滑坡的成因模式有两种:一种是沿黄土与下伏中生代基岩面或新近纪红土的接触面滑动，一般分布在河流的冲刷岸或梁峁沟壑区(图4-2(a)、(b))，规模大，滑动面深；另一方面，在黄土高原和梁峁边缘，由于坡度较陡，黄土沿坡垂直节理发育，雨水下渗时会导致潜流，引发滑坡(图4-2(c))。这种滑坡一般规模较小，属于浅层滑坡。陕西段沿下伏基岩面滑动的滑坡较多，且多为大中型滑坡。对管道影响较大的滑坡有枣树坪滑坡(DD 143-DD 144)、王家园滑坡群(DD 279-DD 281)、梁家渠滑坡(DD 288-DD 289)和韩石水库滑坡(de 003-de 005)。
图4-2滑坡形成模式
山西山区共有滑坡19处，其中基岩滑坡8处，土质滑坡11处。基岩滑坡发生在石炭系和二叠系灰岩与砂质泥岩(页岩)的互层中，包括顺层滑坡和剪切滑坡。密集分布在阳城县城北、城东20公里路段(EH 035-EH 114)。滑坡的原因与降雨、河流冲刷和人工切路等有关。稳定性差的有4处，其中1距离管道仅20m(20m(eg 026)附近)，影响较大。土质滑坡的原因与黄土高原相似。对输气管道影响较大的滑坡有三处，分别是好渔村西滑坡(EH086附近)、杜老坳滑坡(EF022)和老坛窑滑坡(EF054)。
(2)崩溃
黄土高原的崩塌主要是黄土的崩塌，而山西山区则是基岩的崩塌。鄂尔多斯高原(宁夏)也有几处塌岸。
黄土高原的崩塌一般分布在各河流分水岭的跨梁线上，地貌以黄土梁为主。由于来自沟源的侵蚀和沟底的强烈侵蚀，高陡边坡随处可见。黄土垂直节理发育，高陡边坡路肩前缘土体似悬臂梁板，底部在弯矩作用下突然断裂坍塌(图4-3(a))。还有一种情况是基岩出露在一个又深又窄的山谷里。在河流侧向侵蚀和风化侵蚀的作用下，下部的泥岩形成凹陷，上部的坚硬砂岩悬浮，产生张裂缝，危岩体最终崩塌(图4-3(b))。清涧河谷中三叠统胡家村组(T2h)和大理河谷下白垩统洛河组(K1l)是常见的崩塌机制。此外，河流中上游岸坡多由黄土或阶地堆积物组成，在曲流强烈的河段普遍存在岸坡冲刷和塌岸现象。崩塌规模一般较小，但数量较多，对公路、管道工程危害较大。
图4-3坍塌地层示意图
山西山区发现的34处崩塌均分布在基岩区，地层岩性为:上奥陶统尚家沟组(O2s)厚6层灰岩，中石炭统本溪组(C2b)厚2层灰岩，上石炭统太原组(C3t)和山西组(C3s)厚4层砂岩和灰岩，下二叠统下石盒子组(P1x)厚5层砂岩和泥岩。集中在阳城县北部和东部。崩塌一般分布在坡度大于40°，高度大于10m的陡坡上。岩体陡倾构造节理发育，坡缘形成张性裂隙，并逐渐扩展，在暴雨、爆破等触发因素作用下发生坍塌。塌陷规模也小，一般几十到几百立方米。最大的是晋城市下河村崩塌体(EJ001附近)，为2.25×104m3。影响燃气管道的地方有20处，有的直接被管道穿越，有的距离管道只有几米到十几米，且目前处于不稳定状态，危岩耸立，应引起注意。
二。泥石流和洪水侵蚀
泥石流和洪水侵蚀是本段输气管道沿线另一种较发育的地质灾害。
据调查，宁夏共有泥石流沟20条，主要分布在陕西省盐池县下河沿至古城子和东红井子至定边县红柳沟乡两个地段。前段主要为稀疏泥石流类型。泥石流沟均发源于南部基岩山区，沟长，流域面积大。离开山区后进入并深入山前冲洪积倾斜平原，在倾斜平原口形成小型堆积扇，大部分物质冲入黄河。泥石流的固体物质主要来自倾斜的平原，主要是砾石和泥沙。该地区是宁夏段沿线的严重泥石流区。古城子至红井子有5条稀疏的泥石流沟。输气管道一般布置在堆积区，并垂直于沟道。后段为泥流型，上红柳沟南侧为白垩系砂岩组成的基岩丘陵，侵蚀严重。山前堆积的淤泥厚50m，树枝状冲沟极为发育，侵蚀深度达15 ~ 45m。由于宁夏段管道人烟稀少，目前尚无泥石流造成人员生命财产损失的报告。
陕西省泥石流分布在靖边县马路壕东南黄土高原。是当地常见的地质灾害。常发生在每年7-9月的雨季，常由强降雨引发。它是突然的，迅速的，灾难性的。显然，这对拟建的输气管道是有害的。由于黄土高原沟壑纵横，沟壑又深又陡，沟蚀异常强烈。松散的土壤结构、崩塌和滑坡的发育都为泥石流提供了动能优势和丰富的固体物质来源。受强降雨刺激，对泥石流的形成非常有利。根据泥石流所含固体物质的颗粒级配特征，常以泥流的形式出现，分为稀性、粘性和可塑性，前两种概率较大。暴雨时山谷中常出现含沙量大于600 ~ 900 kg/m3的山洪，从密布的冲沟和支沟流向主沟和河流，形成强大的泥石流，溃坝、淤塞水库、分割坝地，危害严重。
山西泥石流也很发育，评价区内有15泥石流沟。按物源组成可分为泥流、水岩流和泥石渣流。泥石流主要分布在黄土高原西部，其特征与陕西段相似。水岩流主要分布在沁水县和浮山县交界处。当地是林场，水土流失较弱。其来源主要是河谷两侧的基岩崩塌堆积。泥石流沟的流域面积较小。泥岩渣流集中在沁水、阳城两县矿区，固体物质为堆积在山谷中的煤矸石、铁矿渣，一般排水面积较小。据调查，泥石流已经造成了一些灾害。7条输气管道与泥石流沟相交，应引起注意。
第三，风蚀和沙埋
宁夏和陕西西部的管道段正好处于毛乌素沙漠和黄土高原的过渡带，生态环境脆弱，植被稀少。此外，几十年来，由于滥采甘草、过度放牧和不当开发矿业，土地荒漠化非常严重并加剧。所以风蚀沙埋也是一种需要注意的地质灾害。
该段沙丘主要为固定和半固定的草沙丘。宁夏段的沙丘主要分布在中宁县双井子至盐池县大水坑之间的丘间洼地，呈星状散布在管道两侧。部分管道直接穿过，一般土丘高度在1.5m以下由于风蚀，很多沙丘呈半丘状。山丘用沙子铺成，沙丘的密度在30%左右。
陕西的沙丘从定边县红柳沟镇一直分布到靖边县李家良，在长城以北地区几乎连续不断地分布。定边县的何权、张坊湾、洋盆等地有多处流动沙丘，高度3 ~ 10m，沙丘以东南向为主，平均移动速度4 ~ 6m/a..在靖边县附近，黄土被沙丘掩埋，甚至在田埂和坡地上还有又细又低的月牙形沙丘，高3 ~ 5 m，风蚀严重。输气管道基本敷设在沙丘以南3 ~ 8公里的平坦沙地上，受风蚀和沙埋影响较小。只有靖边北侧一条20公里长的管道铺设在沙丘上，必须采取必要的防护措施，避免风蚀。
四、采空区塌陷
固体矿产资源地下开采形成的采空区，在一定的地质构造条件下，采空区上覆岩层在自重和围岩应力的作用下，会导致顶板冒落和顶底板闭合，引起上覆岩层变形破坏，进而引起地面开裂下沉。一般煤矿的地面下沉是渐进式的，而一些围岩坚硬的金属矿往往是突发性的。煤矿等层状矿产采空区地面塌陷的机理是地下开采一般采用柱状采空区的空间结构(图4-4)。如果某些柱子的实际强度低于设计承载力，或者在长期承载过程中由于风化、地震等影响导致承载力降低，这些柱子会首先被破坏，它们所承受的荷载会转移到相邻的柱子上，也会导致它们相继被破坏。渐进破坏将导致整个支柱系统的破坏。矿柱破坏的形式是采空区顶板冒落。顶板冒落引起上覆岩层变形破坏，自下而上可分为冒落区(ⅰ)、破碎区(ⅱ)和弯曲区(ⅲ)(图4-5)。由于采空区面积、开采厚度、煤层埋深不同，上述三带不一定同时存在。当开采厚度较大，煤层埋深较小时，冒落带可直达地表，形成塌陷坑。煤层开采到地表沉陷需要一定的时间，受多种因素影响。地表沉陷凹陷的面积一般大于采空区。
该段固体矿产资源丰富，主要是煤矿，还有铁矿、铝土矿和粘土矿。
煤矿主要分布在山西省，分布广，储量大。含煤地层主要是上石炭统太原组和山西组。太原组含煤5 ~ 8层，山西组含煤4层；部分煤层厚7 ~ 8m，稳定。现在大量开采，全部采用地下开采方式。据调查，评价区内共有大小煤矿159座，其中有25座矿井的瓦斯管道直接从采空区上方通过或靠近管道，总长37km。特别是沁水煤田矿山密集，开采历史悠久，开采方式落后。正在开采和闭坑的矿井遍布地下采空区，其分布多无记载。河东煤田，临汾以西，也是尧都区和蒲县煤矿密集分布，遍布地下采空区，在输气管道两侧相互连通。陕西省的煤矿集中在管道通过段的子长和永平地区。含煤地层为上三叠统瓦窑堡组，含煤地层7 ~ 15，单层最大厚度约3m，层位稳定。采矿有着悠久的历史。目前，子长矿区有45个小煤矿，永平矿区有5个小煤矿。开采方式原始落后，无序开采现象严重。大部分采空区都没有记录。直接通过采空区顶部或附近的输气管道总长约5km。下河岩煤矿位于宁夏西部的中卫县，含煤地层为上石炭统太原组和Topo组，目前有4 ~ 8个可采煤层。煤层分布在输气管道的南部，对管道无影响。
图4-4采空区矿柱系统示意图
图4-5采空区冒落引起的上覆岩层变形和错动分区
铁矿石也主要分布在山西。矿体赋存于石炭系底部，属风化残积巢状矿体。储量小且不稳定，但开采历史悠久。目前大部分是村庄和个人开采。根据调查，评估区内共有53个铁矿。因为坑的深度，很容易造成地面塌陷；但由于规模较小，对输气管道影响不大。
此外，豫西北太行山区还有铝土矿和粘土矿。输气管道经过的路段已发现60多个矿井，均为私挖小矿，开采深度较浅，地面塌陷严重。虽然目前已经停止开采，但给管道的建设和运行带来了潜在的危险。
从以上分析可以看出，煤矿采空塌陷会对燃气管道造成严重危害。根据地面调查，最严重的采空区在山西省浮山县和阳城县，浮山县后角煤矿和阳城县白山煤矿有三个塌陷坑，总塌陷面积36×104m2，最大埋深6m，已造成3024亩农田和2580间房屋被毁，迫使一所学校搬迁，造成严重的经济损失。煤气管道正好穿过塌陷坑。采空区塌陷也导致地裂缝。在蒲县-临汾段、浮山后角煤矿、阳城和泽州发现了采矿地裂缝。已造成1995间房屋开裂，1300亩耕地荒芜，约200户居民搬迁。
该段煤矿区还存在瓦斯爆炸和自燃灾害。1995陕西省子长县道源煤矿发生瓦斯爆炸事故，造成12人死亡；红石峁沟口老煤窑和南家嘴煤矿也发生过瓦斯爆炸事故。都靠近煤气管道。宁夏下河岩煤矿历史上有煤层自燃的记载，十几年前就有自燃迹象。山西沁水煤田南端，阳城、泽州段为高瓦斯煤矿，发生过多次瓦斯爆炸事故，泽州段利川地区也有煤层自燃。
采空区塌陷会导致严重后果，甚至致命危害，应引起高度重视。由于许多地区老煤矿较多，目前乡镇企业和私营企业开办的小煤矿无序开采，难以查清采空区的空间分布范围。虽然在重点地区进行了浅层地震勘探，初步查明了一些采空区，但仍不能满足工程设计的要求。未来应分布在陕西段子长煤矿焦家沟-王家湾段(DD 184-DD 277)、山西段蒲县-临汾煤矿(EC 119-ED 073)、福山后角煤矿区(EF 043-EF 056)、泽州煤矿。
五、黄土崩塌和潜在的侵蚀灾害
黄土的湿陷性和潜流经常同时发生，通常是突发性的，对建筑物和人民生命财产造成危害。它是黄土状土分布区的一种特殊地质灾害。
(一)黄土的湿陷性
该段位于黄土高原东部边缘及山西山区，地面广泛分布以更新统(Q3)风成黄土为主的黄土状土，其中Q3、Q4黄土为湿陷性黄土，大部分属于自重湿陷类型。据统计，输气管道穿越黄土连续分布段，陕西境内长185km，山西境内长71km(从陕西靖边马路壕至山西临汾盆地西部)。分布厚度大，主要在梁茂沟地形，湿陷性最强。临汾盆地以东，浮山段较强，向东逐渐减弱。沿线黄土的湿陷性因其形成时代、成因、结构和地形位置而异。总的来说，Q3风成黄土的湿陷性最强，属于中-强湿陷性；Q4坡积-冲积黄土状土，弱湿陷，属中等湿陷性；而Q2黄土具有轻微的湿陷性-无湿陷性。表4-1列出了陕西和山西段的黄土湿陷性指标。
表4-1黄土湿陷指数
关于黄土湿陷性的形成机理有多种解释，其中加筋的粘聚力降低或消失的假说更有说服力。黄土湿陷是一个复杂的物理化学过程，是黄土固有的特殊成分和结构与外界诱发条件共同作用的结果。湿陷性黄土含有一定量的碳酸盐胶结物和大孔结构特征是湿陷的内因，而浸水和加压是外因。黄土浸水压缩时，水膜的楔入和水的溶解降低甚至消失了盐晶胶结产生的加筋凝聚力，使土颗粒分散。多孔、受压和密实的土壤下沉，结构被破坏。
黄土崩塌造成的灾害是多方面的，包括大规模的地表不均匀沉降、地裂缝以及滑坡和崩塌。因此，它可能对气体管道有害。
(2)黄土潜流
黄土潜蚀的分布区域与湿陷性黄土基本相同，多见于Q3、Q4黄土，形成天坑、落水洞、盲沟、漏斗、竖井、天然桥梁等“黄土岩溶”现象。地下侵蚀的发展受地形、地层和降雨的控制。由于降雨的积累和渗透，在河谷阶地、堤坝、土地等平缓地形上可形成直径几米至十几米、深约1m的碟形天坑。根据陕西段的调查资料，输气管道沿线的地下侵蚀与地形和黄土地层的关系见表4-2。
表4-2隐蔽侵蚀汇与地形和黄土地层关系统计表
由于潜蚀的形成与黄土的湿陷性密切相关，其作用过程是隐蔽的，所以往往存在隐蔽沟。一旦突然坍塌，会给燃气管道的安全带来严重后果。
六、其他地质灾害
地震液化
分布于宁夏黄河冲积平原和山西临汾盆地。这两段都是地震烈度ⅷ-ⅸ度的强震区，历史上发生过多次7 ~ 8级地震，是输气管道经过的地震危险区。
宁夏段地震液化分布在中卫县黄河冲积平原一级阶地，岩性为Q4粉土、粉砂、细砂，埋深1.5 ~ 5.3m，地下水位埋深0.8 ~ 3.0m..根据现场标准贯入试验，CA123-CA136、CA164-CA170液化等级为轻微，CA144-CA164液化等级为中等。
山西临汾盆地地震液化分布在汾河河漫滩和一级阶地，岩性为Q4中细砂和粉砂。夹粉土、粉质粘土，地下水位埋深0.7 ~ 2.6m..根据现场标准贯入试验，管道ED 089-ED 103在ⅶ度地震力条件下液化等级为中到重度。历史上曾有该地区地震时喷砂、突水等砂土液化现象的描述。显然，输气管道的安全将受到严重影响。
(二)盐渍土腐蚀和盐胀灾害
分布在宁夏和陕西部分。发现宁夏有三个盐渍土区。其中中卫县黄河冲积平原，碳酸盐(碱性)盐渍土和硫酸盐盐渍土交替分布，管道长度约42km，危险性较小。中宁县古城子溪的沼泽地是硫酸盐渍土，长约0.75km，危险性中等。盐池县两处盐碱地洼地为硫酸盐渍土，长约3.5km，比较危险。陕西段盐渍土主要分布在定边县安边镇曲院子-四十里铺(DA056—DA076)和靖边县小滩泽，累计管道长度约21km。盐渍土的可溶性盐含量一般为0.34% ~ 1.73%，为硫酸盐。据判断，曲院子-四十里铺主要为中度盐渍土。
(3)地面沉降
输气管道临汾段(ED 089-ED 103)穿越地面沉降区，沉降中心位于临汾西部汾河河谷。累计最大沉降量为240 mm，该地区地面沉降是由超采中深层地下水引起的。自20世纪70年代中期以来，地下水开采强度逐渐增加。由于过度开采，地下水位持续急剧下降。至1986，已形成面积50km2以上的椭圆形下降漏斗，中心水位较1978下降30m，年降幅近4m。1986后，水位仍以平均3 m/a的速度下降，目前降落漏斗中心最大降落深度已达80 m，在目前地面沉降条件下，不会对燃气管道造成危害。