錢祖國 艾虎 楊濤

中國石油西氣東輸甘陜管理處

西氣東輸一線、二線、三線，陜京一線、二 線、三線及蘭鄭長成品油管道等穿越甘肅、陜西的 黃土塬地區(qū)。本文通過分析黃土塬地區(qū)油氣管道線 路選擇對后期管道安全保護的影響，為管道路由的 規(guī)劃選址提供參考意見。

1 黃土塬地區(qū)不同線路選擇下的影響

1.1 橫坡鋪設(shè) 西氣東輸一線經(jīng)過的子長、延川兩縣，地形地 貌特殊，溝壑縱橫，有20%的管道線路橫坡鋪設(shè)。

圖1 西氣東輸一線DD282橫坡段坡面裂縫

圖2 西氣東輸一線DD282橫坡段滑坡分析

如子長縣境內(nèi)樁號為DD282兩處管段，就屬于 典型的橫坡鋪設(shè)段，順氣流左側(cè)方向為秀延河，因 受河道侵蝕影響，坡腳一側(cè)水土逐漸流失，坡腳失 穩(wěn)后，引起靠管道一側(cè)階地出現(xiàn)牽引式下滑。一旦 坡面出現(xiàn)滑動跡象將對管道產(chǎn)生一定的應(yīng)力，如應(yīng) 力無法得到釋放，達到一定限值后管道將會出現(xiàn)局 部變形或者斷裂的風險。DD282處管段因受滑坡影響 先后多次對管溝開挖釋放應(yīng)力，并修建坡面排水系 統(tǒng)，坡腳采取石籠反壓的方式進行保護，以進一步 抑制滑坡體的變化。采取橫坡鋪設(shè)的管道如遇地質(zhì) 災(zāi)害，需要投入大量的資金進行保護。（圖1、2）

1.2 穿越采空區(qū)

西氣東輸一線、二線經(jīng)過的靈臺縣、子長 縣、麟游縣地下煤礦資源豐富，線路選擇出現(xiàn)壓覆 礦的情況無法避免。部分管段距離采空區(qū)較近，在 后期管道保護工作中，壓覆礦區(qū)域要合理預(yù)留安全 礦柱，同時要定期對安全礦柱進行有效性評價，以 避免越界采礦行為。如無專業(yè)設(shè)備，難以及時判斷 采礦行為是否超越安全警戒范圍，增加了管道保護 工作的難度。如果發(fā)生采空區(qū)塌陷，將引起管道局 部褶皺或者斷裂，危及管道安全。

1.3 穿越黃土大沖溝

管道敷設(shè)時多采用大開挖方式穿越黃土大沖 溝，由于黃土的濕陷性，結(jié)構(gòu)破壞后，受降雨、農(nóng) 田灌溉等因素影響極易造成管溝水土流失，出現(xiàn)陷 穴，當陷穴進一步擴大形成貫通的潛蝕環(huán)境時管道 就會懸空。（圖3、4）

圖3 黃土大沖溝大開挖穿越方式

圖4 沖溝段穿越管道底部懸空情況

對西二線黃土塬地區(qū)多處大沖溝穿越段管道 進行開挖驗證，均發(fā)現(xiàn)管底出現(xiàn)不同程度的懸空現(xiàn) 象，懸空高度局部可達2m，懸空暴露處長度已經(jīng) 達到10m左右。如果管底空穴進一步擴大，達到管 道懸空最大限度后，管道將承受上方覆土造成的垂 直應(yīng)力作用，威脅管道安全。

1.4 與城鎮(zhèn)近距離并行

黃土塬地區(qū)的城鎮(zhèn)多坐落于山谷之中，沿縣 道、省道呈帶狀分布。管道路由選擇因受地形限 制，距離鄉(xiāng)鎮(zhèn)、城區(qū)較近。隨著經(jīng)濟發(fā)展，城市規(guī) 模逐年擴大，造成了管道穿越區(qū)域地區(qū)等級升級、 管道安全距離不足和第三方施工威脅等諸多問題。

圖5 管道周邊林立的高樓

如，西氣東輸一線管道從子長縣城區(qū)邊緣經(jīng) 過，但后來管道周邊逐漸規(guī)劃了大型居民區(qū)，目前 管道50米范圍內(nèi)高樓林立，造成地區(qū)等級升級。同 時第三方施工增多，施工挖掘傷害引起的管道安全 風險加大。一旦管道出現(xiàn)泄漏、爆炸等事故，將會 嚴重威脅周邊公共安全。為此，管道企業(yè)需要投入 大量資金來控制風險。（圖5）

2 黃土塬地區(qū)線路選擇有關(guān)建議

2.1 應(yīng)采取順坡鋪設(shè)

從管道運行、保護的實踐看，山體滑坡、崩 塌等地質(zhì)災(zāi)害對管道的影響橫坡段較順坡段嚴重。 因此，在黃土塬地區(qū)管道線路選擇應(yīng)盡量采取順坡 鋪設(shè)的方式。

2.2 應(yīng)避免穿越礦區(qū)

除受地形限制外，管道路由選擇應(yīng)盡量避免壓 覆礦或者穿越礦區(qū)，除了降低管道保護難度外，還能 大大減少后期監(jiān)測、治理費用。對采空區(qū)穿越區(qū)域應(yīng) 實時監(jiān)控管道的應(yīng)力變化，關(guān)注土體位移情況，一旦 管道應(yīng)力超越警戒值需要及時釋放管道應(yīng)力。

2.3 合理選擇穿越方式

由于黃土被擾動后結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，遇水極易 流失，在線路選擇時應(yīng)盡量避免穿越黃土大沖溝， 或者采取橋梁跨越的方式穿越，以減少擾動范圍。 其他黃土區(qū)域的施工,應(yīng)盡量減少開挖作業(yè)面，部 分地區(qū)可采取斜井、隧道方式穿越。

2.4 與城區(qū)保持足夠的距離

黃土塬地區(qū)的城鎮(zhèn)由于受地形限制，一般呈 縱向擴張發(fā)展。長輸管道線路選擇應(yīng)充分考慮城區(qū) 的擴張速度，保持足夠的距離。

3 結(jié)論和建議

黃土塬地區(qū)不同的管道線路選擇，影響了后期 安全保護工作難度和工作量。因此，在線路規(guī)劃階 段應(yīng)關(guān)注途經(jīng)區(qū)域的地質(zhì)條件等重要因素，選擇最科 學(xué)、合理的路由，為確保管道安全創(chuàng)造有利條件。◢

參考文獻：

[1] 李喜安，宋焱勛，葉萬軍. 黃土洞穴潛蝕工程地 質(zhì)，2010

[2] 王建，董振. 淺談油品長輸管道路由的選擇，2013

《管道保護》2015年第6期（總第25期）