荊宏遠(yuǎn)1，鄧清祿2，盧啟春1

1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司管道分公司；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）

摘要：  地質(zhì)災(zāi)害是長(zhǎng)輸油氣管道的主要風(fēng)險(xiǎn)之一，將伴隨管道全生命周期，需建立以防為主的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制體系。通過(guò)對(duì)澀寧蘭、忠武線、蘭成渝三條管線地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查分析，指出地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地段和多發(fā)時(shí)段。提出管道建設(shè)期是地質(zhì)災(zāi)害的主要防治階段，防治工程應(yīng)與管道同步設(shè)計(jì)、施工；管道運(yùn)營(yíng)期應(yīng)持續(xù)積極防治，做好地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素的監(jiān)控，建立完善的應(yīng)急搶險(xiǎn)體系，盡可能降低災(zāi)害后果損失。

關(guān)鍵詞：管道；地質(zhì)災(zāi)害；風(fēng)險(xiǎn)管理；控制策略

地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)往往伴隨管道全生命周期，是與第三方損壞、制造缺陷、腐蝕、誤操作并列為影響長(zhǎng)輸油氣管道運(yùn)營(yíng)安全的主要風(fēng)險(xiǎn)源之一。由于地質(zhì)災(zāi)害常導(dǎo)致管道斷裂，造成大量的管輸介質(zhì)泄漏，且更多的發(fā)生在地形地貌條件復(fù)雜的山區(qū)，搶險(xiǎn)困難，事故造成的經(jīng)濟(jì)損失往往較大。隨著社會(huì)對(duì)安全和環(huán)境的重視程度日益提高，對(duì)管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制的要求越來(lái)越嚴(yán)格，建立規(guī)范、系統(tǒng)、有效的管道地質(zhì)災(zāi)害控制策略對(duì)減緩地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、提高管道運(yùn)營(yíng)安全十分重要。

1 管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)特征

1.1 地質(zhì)災(zāi)害的空間分布特征

管道常見地質(zhì)災(zāi)害類型包括滑坡、崩塌、泥石流、水毀、地面塌陷、多年凍土融沉等�；�坡、崩塌、泥石流、地面塌陷（包括巖溶塌陷和采空區(qū)塌陷）主要表現(xiàn)為巖土體的移動(dòng)，對(duì)淺埋管道的危害較大，但數(shù)量相對(duì)少。水毀災(zāi)害是最主要的災(zāi)害類型，但其危害相對(duì)較小，不過(guò)部分河溝道水毀仍可能造成管道斷裂和發(fā)生泄漏，造成污染的后果更加嚴(yán)重。多年凍土融沉災(zāi)害主要發(fā)生在大興安嶺、青藏高原等高寒凍土區(qū)，發(fā)展過(guò)程相對(duì)緩慢。

我國(guó)長(zhǎng)輸油氣管網(wǎng)已逐步覆蓋全國(guó)，穿越了山地、平原、戈壁、黃土、水網(wǎng)、沙地及高寒凍土等各種地形地貌單元，管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)水平主要取決于管道沿線周邊的工程地質(zhì)環(huán)境，不同地形地貌單元地質(zhì)災(zāi)害類型及風(fēng)險(xiǎn)水平有顯著差異。管道建設(shè)環(huán)節(jié)，如路由選擇、敷設(shè)方式、施工方式等，可以選擇和營(yíng)造管道周邊一定范圍內(nèi)的工程地質(zhì)環(huán)境，管道建成后，周邊工程地質(zhì)環(huán)境即基本確定，因此管道建設(shè)階段成為地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)水平的決定性環(huán)節(jié)。

以澀寧蘭、忠武線、蘭成渝地質(zhì)災(zāi)害情況為例，2005—2010年間調(diào)查識(shí)別4084項(xiàng)，對(duì)比結(jié)果見圖1~3。其中水毀災(zāi)害占地質(zhì)災(zāi)害總量的77%，40%發(fā)生在橫坡敷設(shè)地段，37%發(fā)生在河谷地帶，18%發(fā)生在縱坡敷設(shè)地段�；�坡、崩塌、泥石流等災(zāi)害數(shù)量占23%，主要發(fā)生在橫坡敷設(shè)地段，達(dá)到82%�？梢钥闯龅刭|(zhì)災(zāi)害在空間位置上分布極度不均，重大地質(zhì)災(zāi)害密集分布在幾處很短的區(qū)段，這些區(qū)段在管線總長(zhǎng)度占比不大，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度卻很高。

圖1  管道地質(zhì)災(zāi)害類型

圖2  水毀災(zāi)害在不同地段的分布

圖3  除水毀災(zāi)害之外的地質(zhì)災(zāi)害在不同地段的分布

1.2 地質(zhì)災(zāi)害的時(shí)間分布特征

上述三條管線2003—2010年地質(zhì)災(zāi)害防治資金投入變化見圖4�？梢�，管道建成投產(chǎn)初期的3~5年是地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)期，這是因?yàn)閽呔�、管溝開挖等管道工程建設(shè)活動(dòng)對(duì)管道沿線工程地質(zhì)環(huán)境造成了擾動(dòng)，如切坡、松散填方（包括管溝松散回填）、地表植被破壞、微地貌改變導(dǎo)致地表水匯流路徑改變等，短期誘發(fā)了大量的地質(zhì)災(zāi)害，主要有小型滑坡、崩塌，較為嚴(yán)重的水土流失等。經(jīng)系統(tǒng)治理和工程地質(zhì)環(huán)境的自然再平衡，災(zāi)害發(fā)育逐漸平穩(wěn)，但不會(huì)消失。若遇到強(qiáng)烈地震、極端氣象、大規(guī)模人工活動(dòng)等造成管道沿線工程地質(zhì)環(huán)境發(fā)生較大變化時(shí)，地質(zhì)災(zāi)害可能再次進(jìn)入多發(fā)期，如蘭成渝自2008年汶川地震后，防治資金投入再次上升。

圖 4  澀寧蘭、蘭成渝、忠武管道地質(zhì)災(zāi)害防治投資變化情況

2 建設(shè)期管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制策略

2.1 選線階段風(fēng)險(xiǎn)控制

在選線階段，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范、技術(shù)手冊(cè)的要求，對(duì)滑坡區(qū)、采空區(qū)、高溫多年凍土區(qū)等地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)采取避讓措施，盡可能避免橫坡敷設(shè)、不穩(wěn)定河道內(nèi)敷設(shè)或反復(fù)穿越。對(duì)部分區(qū)段可以選擇隧道、定向鉆、跨越等敷設(shè)方式，避開地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。但這種敷設(shè)方式可能導(dǎo)致建設(shè)成本、施工難度、施工工期的增加，需要與安全效益的提高、維護(hù)成本的減少進(jìn)行對(duì)比分析。2015年投產(chǎn)的忠武線與2010年投產(chǎn)的川氣東送管道在渝東鄂西山區(qū)基本并行，川氣東送管道采用隧道等方式避開了地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的重慶市石柱縣黃水鎮(zhèn)張家溝地區(qū)、湖北省宜昌市長(zhǎng)陽(yáng)縣榔坪河谷地帶，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)顯著低于忠武管道，便很有說(shuō)服力。

2.2 設(shè)計(jì)階段風(fēng)險(xiǎn)控制

在設(shè)計(jì)階段，對(duì)無(wú)法避讓或比選確定不避讓的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)采取防治措施，應(yīng)與管道施工同步或更早實(shí)施，避免地質(zhì)災(zāi)害對(duì)管道和施工人員造成安全影響。由于管道運(yùn)行壽命可達(dá)30~50年，在敷設(shè)方式選擇和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)選擇上，應(yīng)充分考慮管道生命周期內(nèi)可能的環(huán)境變化和人類工程活動(dòng)。河道挖沙導(dǎo)致河床下切嚴(yán)重威脅管道安全即是一個(gè)典型例子，這種情況在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的地區(qū)尤為顯著。即使是在遠(yuǎn)離管道穿越點(diǎn)數(shù)百米以外的區(qū)域，挖沙活動(dòng)在短短幾年內(nèi)也可導(dǎo)致管道穿越處河床下切數(shù)米，導(dǎo)致大開挖穿越該河流的管道埋深不足、外露、受水流沖擊，甚至個(gè)別定向鉆穿越管道也出現(xiàn)埋深不足、露管等情況，給管道的管理和維護(hù)帶來(lái)巨大困難，被迫采取復(fù)雜的河床穩(wěn)固措施或改線。

2.3 施工階段風(fēng)險(xiǎn)控制

在施工過(guò)程中，應(yīng)避免過(guò)度掃線、大挖大填等，盡可能降低對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境的擾動(dòng)。對(duì)水工保護(hù)工程、水土保持工程進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)和施工，做好植被恢復(fù)，減少對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)作用。在施工過(guò)程中也應(yīng)開展地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)隨時(shí)整治，不留后患。

綜上所述，建設(shè)期間由于管道尚未敷設(shè)或未投產(chǎn)，不需要考慮對(duì)管道的特別保護(hù)，在地質(zhì)災(zāi)害防治工程采取的措施、施工方式上有更多的選擇空間，施工更方便、成本更低。同樣對(duì)于管體應(yīng)變監(jiān)測(cè)、土體位移監(jiān)測(cè)等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)措施，在管道建設(shè)期隨管道敷設(shè)同步實(shí)施，實(shí)施成本更低，可獲得管道應(yīng)力應(yīng)變的初始狀態(tài)。如中緬管道在管道建設(shè)期間開展了大量、系統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害防治工作，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制效果十分顯著。

3 運(yùn)營(yíng)期管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制策略

3.1 地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)防治工作

（1）管道地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與整治規(guī)劃。定期組織地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估專業(yè)機(jī)構(gòu)開展管道地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和分級(jí)，制定整治規(guī)劃。對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的山區(qū)管道可3年左右開展一次，其他管道可5年左右開展一次。新投產(chǎn)管線宜在管道建設(shè)完工后一個(gè)水文年后開展，或調(diào)查周期能覆蓋第一個(gè)汛期。當(dāng)發(fā)生強(qiáng)烈地震、極端氣象、大規(guī)模人工活動(dòng)等造成管道沿線工程地質(zhì)環(huán)境發(fā)生較大變化時(shí)，可隨時(shí)啟動(dòng)。

（2）地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)動(dòng)態(tài)管理。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，每年汛前、汛后對(duì)在冊(cè)管理的災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行再調(diào)查、再評(píng)價(jià)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的新災(zāi)害點(diǎn)隨時(shí)納入動(dòng)態(tài)管理范疇，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果制定并實(shí)施監(jiān)測(cè)、工程治理等風(fēng)險(xiǎn)控制措施。對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)處于可忽略狀態(tài)的災(zāi)害點(diǎn)可進(jìn)行銷項(xiàng)處理。對(duì)汛后排查需進(jìn)行工程治理的災(zāi)害點(diǎn)，應(yīng)在下一個(gè)汛期來(lái)臨前完成治理工程施工。對(duì)汛前排查出影響管道度汛安全的災(zāi)害點(diǎn)，應(yīng)采取臨時(shí)防護(hù)措施，確保汛期安全。

（3）定期巡檢。定期巡檢不僅包括地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)、地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，還應(yīng)包括對(duì)地質(zhì)災(zāi)害主要影響因素的巡檢，如邊坡開挖堆填、河道挖沙取土等人類工程活動(dòng)。

（4）高后果區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治。對(duì)于高后果區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)優(yōu)先安排治理，對(duì)河流穿越、斜坡、人類工程活動(dòng)影響等可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)段，進(jìn)行登記并作為巡檢點(diǎn)。另外，由于環(huán)焊縫缺陷對(duì)軸向應(yīng)力十分敏感，而地質(zhì)災(zāi)害一般導(dǎo)致管道軸向應(yīng)力變化，兩種因素疊加作用容易導(dǎo)致管道斷裂，因此對(duì)存在環(huán)焊縫缺陷的管段更應(yīng)優(yōu)先安排治理。

3.2 應(yīng)急搶險(xiǎn)工作

（1）應(yīng)急準(zhǔn)備工作。應(yīng)急準(zhǔn)備包括應(yīng)急預(yù)案編制與演練、應(yīng)急隊(duì)伍建設(shè)、應(yīng)急物資管理、應(yīng)急值班、氣象與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等。應(yīng)急預(yù)案的編制應(yīng)根據(jù)所轄管道的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)情況、所在單位應(yīng)急搶險(xiǎn)能力等因素編制，每年更新并在汛前完成演練。應(yīng)急隊(duì)伍可為專職或兼職，包括管道管理人員、管道維搶修隊(duì)伍和可依托社會(huì)資源。應(yīng)急物資是搶險(xiǎn)過(guò)程中可能用到的設(shè)備、材料等，其種類、數(shù)量、存放位置等應(yīng)根據(jù)所轄管道存在的風(fēng)險(xiǎn)情況、周邊市場(chǎng)情況、應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容等綜合確定，一般存放在基層站場(chǎng)，對(duì)于一些重大風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，宜就近存放。在汛期應(yīng)進(jìn)行24小時(shí)應(yīng)急值班，實(shí)時(shí)跟蹤氣象與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警信息，開展針對(duì)性防汛。

（2）應(yīng)急搶險(xiǎn)工作。險(xiǎn)情出現(xiàn)或?yàn)?zāi)情發(fā)生后應(yīng)按照相關(guān)預(yù)案立即組織搶險(xiǎn)工作，以達(dá)到快速控制險(xiǎn)情或?yàn)?zāi)情的目的。對(duì)于重大險(xiǎn)情及災(zāi)情，宜由地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)機(jī)構(gòu)制定搶險(xiǎn)方案。應(yīng)急搶險(xiǎn)是一個(gè)系統(tǒng)工程，應(yīng)與各相關(guān)單位協(xié)同工作。如密切關(guān)注氣象、河道行洪和水庫(kù)泄洪等信息，據(jù)此采取針對(duì)性措施、調(diào)整搶險(xiǎn)工作安排。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及預(yù)期發(fā)展情況，必要時(shí)采取降壓、停輸、就近預(yù)設(shè)封堵點(diǎn)等措施。保持與地方政府應(yīng)急機(jī)構(gòu)和相關(guān)依托資源的聯(lián)系，以備隨時(shí)支援。對(duì)汛期發(fā)現(xiàn)的小型水毀、水工損壞應(yīng)立即組織修復(fù)，避免險(xiǎn)情擴(kuò)大。搶險(xiǎn)過(guò)程中還應(yīng)特別注意管道、搶險(xiǎn)人員及周邊人員的安全。

4 問(wèn)題及建議

管道地質(zhì)災(zāi)害防治仍存在一些問(wèn)題，其中較為突出的是如何提高地質(zhì)災(zāi)害的早期識(shí)別率�？商剿魍ㄟ^(guò)先進(jìn)感知技術(shù)識(shí)別地質(zhì)災(zāi)害早期的輕微活動(dòng)，如在重點(diǎn)管段設(shè)置分布式管體應(yīng)變傳感器實(shí)時(shí)感知管道應(yīng)力應(yīng)變變化，沿管溝設(shè)置應(yīng)變光纜感知管道周邊巖土體的輕微位移，采用合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)（InSAR）對(duì)大范圍地面變形情況進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)測(cè)等，及早發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，從而避免災(zāi)難事故發(fā)生。

作者：荊宏遠(yuǎn)，1983年生，2007年碩士研究生畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢），有14年管道地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，主要從事管道防汛與管道地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)相關(guān)的科研、技術(shù)咨詢和管理工作，SY/T 6828《油氣管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)規(guī)范》第一起草人。

《管道保護(hù)》2018年第2期（總第39期）