天然氣管道地質災害及其風險控制分析

錢東良

（山西省燃氣規劃設計研究院有限責任公司 030024）

天然氣是一種清潔型能源，環保高效，隨著社會的發展，這一能源在居民生活中得到了廣泛的應用，為了滿足生活需要，國家大力建設天然氣管網工程，天然氣輸送范圍逐步擴大，輸送距離逐步加長[1]。不過，收益與風險是并存的，天然氣雖然擁有諸多優點，但風險系數較高，管道如果收到地質災害影響破損，天然氣泄露，容易引發火災及爆炸等事故。為了保障天然氣輸送的安全性，應加強對于天然氣管道地質災害的防控，采取合理防護措施及治理措施。

1 常見天然氣管道地質災害

1.1 滑坡

如若天然氣管道敷設于滑坡區，受到具體敷設位置的影響，所產生的危害是不一樣的。最危險的情況，是天然氣管道垂直主滑方向敷設于滑坡體上，管道需滑坡下滑力，如若受力超過管道抗剪強度，天然氣管道將直接被剪斷，天然氣管道敷設于滑坡前緣滑動面的剪出口上方，情況也與此類似。當天然氣管道處于滑坡前緣滑動面剪出口下方，滑動體會逐步堆積在管道上方并覆蓋管道，破壞敷設區域的地形地貌，形成穩定性不好的斜坡，一旦出現強降雨、地震等情況，天然氣管道極易被剪斷。當天然氣管道敷設于滑坡后緣影響范圍內，雖然無需承受滑坡體的下滑力，但由于滑坡體的移動，滑坡后壁臨空，繼而會形成不穩定斜坡，導致特定條件下管道有被剪斷的風險。此外，天然氣管道敷設方向與滑坡主滑方向平行，靜止管道與下滑坡體將會產生剪切作用，當管道抗拉強度超過滑坡下滑力，絕緣保護層將受到損傷[2]。

1.2 危巖崩塌

部分天然氣管道敷設在危巖崩塌堆積體的下方，一旦危巖崩塌，巖體墜落砸中管道，如若管道抗壓強度小于巖體沖擊力，那么管道有可能變形甚至破裂。而且，隨著巖體數量的增加，會造成較大的重力作用，導致管道因重壓而變形、損壞。

1.3 水毀

水毀有兩種情況，其一為坡面水毀，這一地質災害會大力沖刷水工保護、回填土、重力式擋土墻等構筑物，導致天然氣管道裸露、懸空，絕緣層遭到破壞；其二為河溝道水毀，如若天然氣管道敷設于河流溝谷地帶，由于水流的持續沖刷作用，天然氣管道裸露、懸空或浮管。

2 天然氣管道地質災害風險控制策略

2.1 防護措施

為了有效預防天然氣管道地質災害的發生，可采取以下防護措施：①做好天然氣管道巡視檢查工作。定期巡檢，尤其是地質災害高發區及地形地貌復雜區，動態監測滑坡變形情況，檢查滑坡體是否出現沉陷、垮塌、裂縫等問題；②加強地質災害專業監測。在管道設計前，做好地質勘察工作，避開地質災害高發區設計線路，通過地球遙感圖像進行監測管道沿線地質災害發生情況，標注地震多發區、斷裂帶等高危區域，重點監控；③不穩定斜坡區域的管道防護措施。加強該區域的水土治理，對滑動面進行加固施工，應用抗滑樁、擋土墻等方式穩固斜坡體，采取導流措施將滑坡地表水引入至地下，促進斜坡排水；④管道防洪措施。對于穿越河床、河灘等復雜地形的天然氣管道，應做好防洪措施，基于河道特點選用剛性防護措施或柔性防護措施，對穩定性較差的河床，進行管樁加固處理[3]。

2.2 治理措施

2.2.1 滑坡災害治理

滑坡體會產生巨大的重力作用，且隨著滑坡體下滑，重力、應力增加，而且在降雨的情況下，雨水滲入滑坡體內部，重力會進一步提升，在未全面治理滑坡體的時候，可先采取覆蓋措施，防止雨水滲入，避免險情擴大。治理滑坡災害最有效的方式，是工程治理，具體方案有：①將邊坡放緩。這是一種安全高效、操作簡便且經濟實惠的滑坡災害治理措施，以削坡作業的方式，來減小滑坡體的坡度，從而提升其穩定性；②滑坡體的削坡。在對邊坡進行全面考察的情況下，可進行滑坡體開挖或分級削坡，施工期間需做好擋墻設計；③抗滑支擋工程。以設置抗滑樁和 樁間擋板，布設截排水系統的方式，來治理滑坡災害；④植被保護。如若選擇將滑坡體清除，應該做好后續的水土保持工作，根據當地氣候及生態，種植合適品種的植物，利用植被根系的固土作用，加固邊坡，提升邊坡的抗雨水沖刷能力。

2.2.2 危巖崩塌災害治理

如若天然氣管道敷設于陡崖腳下崩塌堆積體下方，可采取以下處理方案：①危巖清理。對于天然氣管道上方穩定性差的孤立危巖體，可采取人工爆破的清除方式，對于坡面上除防護部分之外，零散分布的不穩定危石，可采取人工清除的方式，施工期間做好安全防護措施，搭設鋼管腳手架及竹膠板，在公路內側布置安全防護擋板；②主動防護網。SNS 主動防護系統是以高強度鋼絲格柵為主要材料制作的柔性網，可將其覆蓋在斜坡及危石表面，將其包裹住，這樣能夠有效延緩坡面巖土體風化剝落進程，防止危石或危巖崩塌；③截水溝。如若坡面會受到上游水劇烈的沖擊，可以在距坡頂邊緣修建漿砌石截水溝，斷流面面積根據匯水面積計算[4]。

2.2.3 水毀治理

根據水毀發生的原因，可采取以下對癥治理措施：①沖刷防護。水毀發生的主要原因為洪水沖刷，因此，可在管道布設前，就應該做好河流勘察工作，掌握河床泥沙流動規律、河流彎度及水流特點等信息，明確管道敷設區域的水毀類型，預測沖刷范圍，進行沖刷防護合計，在坡腳、坡面、沿河段等位置設置防護措施，選用修建護面墻、砌石護坡、拋石、土工織物等直接防護措施，或者是河道整治、導流構造等間接防護方案；②坡面防護。這種防護措施包括兩種，其一為植物防護，即在待防護區域，種植樹木，或是鋪草皮，利用植物根系穩固坡面，其二為灰漿防護，即采用抹面、噴漿、灌漿、勾縫等方式，提升坡面穩定性[5]。這兩種水毀治理方案，都是可行的，而且效果已經得到驗證，可根據水毀的具體情況，選擇合適的防護措施。

3 結語

天然氣管網工程是一項系統性、綜合性的工程，敷設于地下，面臨著較為復雜的地形條件，部分地區地形復雜，地質災害種類繁多，面臨著較高的風險。做好天然氣管道敷設地區的地質勘查工作，明確敷設線路的地形地貌，掌握各類地質災害的發生率，及其對于天然氣管道的破壞力度，加強巡視，做好防護監管措施，根據具體情況，采取科學合理的治理措施，能夠降低地質災害風險轉化率，降低其危害，減免由地質災害所致天然氣輸送事故的經濟損失及人員傷亡。