《管道保護》編輯部：我國山區(qū)面積占國土總面積的三分之二。隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，對油氣資源的需求日益增長，帶動了管道建設的大發(fā)展。高質(zhì)量建設山區(qū)管道，保障油氣輸送安全，事關國家能源安全和公共安全，具有重要的戰(zhàn)略意義。目前，國家管網(wǎng)集團西南管道公司在國內(nèi)運營的山區(qū)管道里程最長，經(jīng)過區(qū)域地理環(huán)境最為復雜，安全運行面臨的挑戰(zhàn)最為嚴峻，同時在山區(qū)管道建設和運營管理方面積累的經(jīng)驗也最為豐富。為此我們邀請了管道管理專家、西南管道公司常務副總經(jīng)理鄒永勝就做好山區(qū)管道建設和安全運營的有關話題發(fā)表見解，與廣大讀者交流。（郵箱：guandaobaohu@163.com）

編輯部：鄒總您好，在第二屆“中國智能化油氣管道與智慧管網(wǎng)技術交流大會暨山區(qū)油氣管道安全與智慧運行技術交流會”上，與山區(qū)管道發(fā)展和安全運行的相關議題格外引人關注。請問為什么要特別提出“山區(qū)管道”這一概念？

鄒永勝：“山區(qū)管道”這個概念目前在國內(nèi)外尚無明確的定義。我們理解“山區(qū)管道”就是建設運行在山地、丘陵、崎嶇高原等復雜地形環(huán)境下的管道，特點為管道途經(jīng)高山深谷多，穿跨越河流多，連續(xù)落差大，設計、施工、運行及搶修存在較大難度，相對平原管道而言，工藝運行更為復雜。以西南管道公司為例，目前管理運營中緬、中貴、廣南支干線等7條天然氣干線，中緬、蘭成2條原油管道，蘭成渝、蘭鄭長、欽南柳、云南4條成品油管道，里程超過11 000 km。管網(wǎng)干線70%以上位于山區(qū)，地理環(huán)境復雜，地質(zhì)條件變化劇烈，給企業(yè)安全運營帶來很大挑戰(zhàn)。

上述管道作用非常重要，可以稱之為西南地區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的“生命線”。其中天然氣管道保障了西南7省1市天然氣供應；原油管道保障云南石化和四川石化的煉化需求；成品油管道保障了云南、四川、重慶、廣西、甘肅等5省區(qū)市的燃油供應。如蘭成渝成品油管道是國內(nèi)首條大口徑、高壓力、長距離管道，經(jīng)過18年運行現(xiàn)基本處于滿負荷狀態(tài)，至2019年9月累計輸油量突破1億噸。保障山區(qū)管道安全運行，維護國家能源安全和公共安全，是西南管道公司所擔負的重大政治責任。

編輯部：山區(qū)管道途經(jīng)區(qū)域地理環(huán)境復雜，地質(zhì)條件變化劇烈，給西南山區(qū)管道安全運行帶來哪些重大挑戰(zhàn)？

鄒永勝：我國地勢西高東低，整體呈三級階梯分布。第一級階梯是青藏高原，平均海拔在4000 m以上，其北部與東部邊緣以昆侖山脈、祁連山脈、橫斷山脈與地勢第二級階梯分界。第二級階梯平均海拔在1000～2000 m之間，其間分布著大型盆地和高原，東面以大興安嶺、太行山脈、巫山、雪峰山與地勢第三級階梯分界。第三級階梯上分布著廣闊的平原，中間有丘陵和低山，海拔多在500 m以下。

西南管道公司是目前國內(nèi)唯一管理運營跨越了中國地勢三級階梯管道的公司。管道途經(jīng)高程在100～4000 m之間，地形切割強烈、高差懸殊。從北到南：管道分別通過了黃河沖積平原、黃土高原等黃土地區(qū)，跨過中國氣候分界線的秦嶺，南下至四川和重慶的低山丘陵區(qū)、盆地。由西向東：依次翻越滇西橫斷山脈、滇中高原、云貴高原，延伸至粵桂低山平原。

管道沿線山多、河多、降水多，地質(zhì)條件復雜，氣候多變，地質(zhì)災害發(fā)育種類多樣。如黃土高原經(jīng)常發(fā)生塌陷、塬邊滑坡。在秦巴山區(qū)，受地形限制，管道長距離沿河溝鋪設，山洪、泥石流沖刷下易露管。在四川盆地，管道大開挖河流穿越處水毀災害嚴重，穿過綿陽石亭江、羅江、涪江的油品管道，多次被沖出。貴州、重慶地區(qū)山勢陡峭，滑坡、崩塌等巖土體災害多發(fā)，中緬天然氣管道晴隆改線段就建設在最大坡度達79.8度的陡坡上；2020年7月發(fā)生一起滑坡災害，堡坎鼓脹變形垮塌，嚴重威脅管道安全。在橫斷山脈，管道跨越兩側(cè)多為峭壁的瀾滄江、怒江等國際河流，存在江水流速快、河面溢油攔截困難的環(huán)境風險；尤其是貴州南部、廣西地區(qū)的喀斯特地貌普遍，地下河流分布廣泛，漏油擴散范圍不易判斷，攔截難度更大。以上都是西南山區(qū)管道目前面臨并亟需解決的地質(zhì)條件變化帶來的問題。

西南山區(qū)管道建設與西南地區(qū)高鐵、高速公路的建設相似，管道鋪設盡量選取了中、小起伏區(qū)域，但在川陜甘交界地區(qū)、渝貴地區(qū)、云貴交界地區(qū)、云南橫斷山脈地區(qū)等四處不可避免地進入連續(xù)大起伏區(qū)域，油氣管道并行鋪設，谷底和山嶺的高差經(jīng)常超過1000 m。經(jīng)過橫斷山脈的中緬油氣管道設計之初，國外專家認為難度太大，不適合修建管道，我們克服重重困難，只用了4年時間就建成了這一管道，可謂管道建設史奇跡，但也不可避免地留下了隱患。

編輯部：對于西南山區(qū)管道建設和運行所面臨的巨大困難和眾多風險，您認為我們目前需要重點解決好哪些問題？

鄒永勝：公司通過9年多的建設發(fā)展，不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓，分析總結(jié)了目前影響西南山區(qū)管道安全運行的三大矛盾。

一是，普適性法律法規(guī)標準與山區(qū)管道高風險不匹配。西南山區(qū)管道設計標準采用的是普遍適用的標準，在設計理念、設計系數(shù)等多方面都與山區(qū)實際不相符。

在設計理念方面。常規(guī)管道都是基于應力設計的，但是由于山區(qū)環(huán)境復雜多變，管道將承受較大的位移和應變，失效主要由應變引起。近年來，國外提出了基于應變的設計理念和方法，減小了山區(qū)管道運營期的風險，如加拿大已將管道應變設計納入相關標準。2014年巴布亞新幾內(nèi)亞新建液化天然氣管道在通過陡峭山坡、狹窄山脊地段，就采用了基于應變的設計方法，運行實踐證明效果良好。西南管道公司也在探索基于應變的管道設計，中緬天然氣管道羅細河跨越單側(cè)采用Z字型補償設計，也是應變設計的一種嘗試。

在設計系數(shù)方面。設計系數(shù)是計算管道壁厚、從整體范疇控制管道安全的重要參數(shù)。國內(nèi)設計標準（GB 50251―2015《輸氣管道工程設計規(guī)范》）的設計系數(shù)主要依靠地區(qū)等級，即由管道周圍人口密度來決定，這是典型的對平原型管道的要求。西南山區(qū)管道穿越大落差、環(huán)境敏感、地質(zhì)災害頻發(fā)等特殊地段，需要增大設計系數(shù)以強化管道本質(zhì)安全。2008年，歐洲阿爾卑斯原油管道穿越地形復雜的奧地利段，就采用了針對性的設計系數(shù)；西南山區(qū)管道也應考慮調(diào)整設計系數(shù)，以保障管道本質(zhì)安全。

二是，建設和管理成本與山區(qū)管道高風險不匹配。

從不同行業(yè)投資對比分析。山區(qū)管道建設投資水平與同為線性工程的山區(qū)高速公路、高鐵建設投資相比還存在不小差距。山區(qū)大口徑干線管道防護投資約30～120萬元/km，占總投資的3%～8%；高速公路、高鐵防護投資約400～3000萬元/km，占總投資的5%～30%。管道防護工程投資不到高速公路、高鐵的十分之一，且占總投資比例也較低。我們調(diào)研了云南省的交通建設情況，并與管道建設投資做了對比。以中緬管道大理—瑞麗段與大瑞鐵路為例，該段管道與鐵路路由基本并行，所經(jīng)區(qū)域地質(zhì)地貌也大體相同。但大瑞鐵路防護工程投資約1100萬元/km，總投資占比14.0%；該段管道防護工程投資約100萬元/km，總投資占比5.8%；管道防護工程投資不到鐵路的十分之一，總投資占比不到鐵路的一半。

從管道途經(jīng)不同地貌區(qū)段投資對比分析。隨著管道穿越地形地貌復雜程度的增大，建設期管道防護工程有所加強，投資額度也有所增加，但增幅較小，不能滿足實際防護需要，給管道運營期帶來隱患。比如中貴天然氣管道的寧夏中衛(wèi)－甘肅靜寧段、甘肅靜寧－禮縣段、重慶段，從緩丘及河谷沖積扇地貌，升至黃土丘陵溝壑地貌，再到中低山區(qū)地貌，高程逐步提升。水工保護投入也從24萬元/km增加至45萬元/km和51萬元/km，但還是難以避免重慶段地質(zhì)災害多發(fā)的影響。

三是，山區(qū)管道技術進步?jīng)]有跟上山區(qū)管道建設速度。

高陡坡、橫坡鋪設隱患多。高陡坡容易造成管道軸向失穩(wěn)；橫坡鋪設遇土體滑動時管道單邊受力大。管道路由選擇存在優(yōu)化問題，設計上也應更充分考慮后期管道管理及安全。如果能像鐵路建設多采用隧道鋪設、穩(wěn)固架空等方式，可以有效避免地質(zhì)災害隱患。這也與前面提到的設計標準和建設投資相關。

多彎頭變壁口，結(jié)構(gòu)不合理。例如，中緬天然氣管道瑞麗－芒市段處于典型的地形起伏劇烈的第一級階梯，104 km管道有彎頭和變壁厚口3099個，約3個焊口中就有1個彎頭變壁口。彎頭變壁口是管道結(jié)構(gòu)中受力不均、較不穩(wěn)定的部分。所以在地勢復雜區(qū)域的管道建設或遷改時，應適當采用等壁厚或錐形口設計，以減少變壁厚的影響；利用多段臺階型斜坡體適當加大埋深、優(yōu)化轉(zhuǎn)向角度、降/削坡、彈性鋪設、多冷彎代替熱彎等，減少熱煨彎管使用；彎頭下溝時做好下部細土夯墊等。

建設施工、運營巡護搶險難度大。山區(qū)管道建設在國外鮮有先例，但在國內(nèi)受地形條件限制不可避免。我們?nèi)狈�可借鑒的經(jīng)驗，更沒有針對性的技術和設備，所以帶來了很大的困難。 

編輯部：您剛才對西南山區(qū)管道安全運行存在的問題和解決思路分析得比較透徹。請簡要介紹公司近年來為保障管道安全運行所開展的具體工作。

鄒永勝：我們在山區(qū)管道建設和運營管理中所遇到的矛盾和問題，絕大部分都沒有現(xiàn)成經(jīng)驗和答案。只有堅持以問題為導向，深入實際調(diào)查研究，在實踐中不斷探索總結(jié)規(guī)律，才能逐步取得工作的主動權。

在山區(qū)管道地質(zhì)災害監(jiān)測預警方面。對管道沿線地面進行了衛(wèi)星圖像采集、無人機傾斜攝影；建立地質(zhì)災害風險圖形庫，分析地質(zhì)條件變化產(chǎn)生的潛在隱患；在一些地質(zhì)災害高發(fā)區(qū)安裝地質(zhì)災害、管道本體監(jiān)測設備，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析計算，掌握地質(zhì)災害及管道本體狀態(tài)，提前介入避免管道受到影響和遭到破壞。如成功預警2018年8月中緬管道K321滑坡、2020年6月中貴管道K466+500米滑坡等，有效提升了山區(qū)管道地質(zhì)災害風險管控水平。

在山區(qū)油品管道投運方面。山區(qū)管道由于連續(xù)大起伏，U型彎較多，投運情況特別復雜。例如，中緬管道進入國門后的管段處于擠壓強烈、斷層發(fā)育地質(zhì)區(qū)域，特別是怒江段高山深谷、地形陡峭，局部地段水平距離僅有20 km，但垂直高差超過1500 m；2017年6月，中緬原油管道以“常溫密閉輸送+管道充水+以油頂水”的方式投運，由于對投運油水密度差考慮不足、泵和管輸設計余量偏小等原因，出現(xiàn)了怒江后高點無法翻越的情況，通過3次在油頭前排放部分投產(chǎn)水、啟泵增壓等“前引后推”模式才投運成功。山區(qū)油品管道投運的特殊性使我們認識到：對于連續(xù)大落差油品管道的設計，應充分考慮設計余量并多方評估；投運方案應運用臨界工況邊界條件進行室內(nèi)計算機模擬或相似性試驗驗證，避免氣阻、彌合水擊等情況出現(xiàn)。

另外，我們正在開展自動化、智能化管道建設和運營管理技術研究，如山區(qū)高強鋼管道全自動焊裝備研制和流程設計；建設智能工地，實現(xiàn)建設資料數(shù)字化交付；建設管道孿生體綜合控制管道運行及安全；探索軸向應變內(nèi)檢測等針對性內(nèi)檢測技術；研發(fā)便捷化搶險裝備；研究山區(qū)油品泄漏擴散影響范圍和控制機制；研發(fā)管道永久修復材料和方法。2020年6月，公司研發(fā)的X70 B型套筒國內(nèi)首次在線焊接試驗成功，新型套筒壁厚較Q345R套筒減薄19%～30%，現(xiàn)場組裝及焊接工作量降低約20%，并形成了配套的焊接、焊后熱處理以及無損檢測等關鍵技術，使我國管道缺陷套筒修復技術邁上了一個新臺階。

雖然公司在上述領域取得了一定的成果，但由于公司成立時間較晚，技術和管理相對薄弱，還有一些難題亟待解決。借助第二屆中國智能化油氣管道與智慧管網(wǎng)技術交流大會在成都舉行的契機，我們組織召開了西南山區(qū)管道重要難題研討會，認真聽取與會院士和專家學者就保障山區(qū)管道建設和安全運行的意見建議。希望能進一步加強國內(nèi)外交流合作，共同為山區(qū)管道安全發(fā)展出謀劃策，早日將我國山區(qū)管道建設運營管理水平提升到國際領先水準。

編輯部：非常感謝您接受采訪。

專家簡介：鄒永勝，教授級高級工程師，現(xiàn)任國家管網(wǎng)集團西南管道有限責任公司黨委委員、常務副總經(jīng)理，負責公司生產(chǎn)運行、市場經(jīng)營、客戶服務、科技信息、標準計量及行政事務等工作。

先后負責并參與西部原油管道加劑綜合熱處理順序輸送現(xiàn)場工業(yè)試驗研究，獲得中國石油西部管道公司科技進步獎特等獎；多品種原油同管道高效安全輸送新技術，獲得中國石油集團公司科技進步獎一等獎；西部管道“無人站”建設規(guī)劃（西部管道站場區(qū)域管理規(guī)劃）,獲得中國工程咨詢協(xié)會優(yōu)秀工程咨詢成果獎三等獎；復雜山區(qū)跨越油氣管道事故預測和應急處置關鍵技術及應用，獲四川省科技進步獎二等獎；典型地質(zhì)災害下山區(qū)油氣管道風險管控關鍵技術研究與應用，獲四川省科技進步獎二等獎。

先后發(fā)表了《天地聯(lián)合的區(qū)域山地管道地質(zhì)災害監(jiān)測預警體系研究》《西南地區(qū)管道保護法律實踐》《法國GRTGAZ和TRAPIL管道公司運營管理模式分析》《西南管道公司應急處置能力建設》等多篇論文。