埋地長輸油氣管道地質風險分析及保護措施研究

許延軍

長輸管道是我國國民經濟的重要命脈，廣闊的地域面積導致管道沿線地質條件復雜多變，加之人類的施工生產活動日益頻繁，更加劇了地質災害的易發性。一旦自然災害發育，導致輸送管道受損，定會帶來巨大的經濟損失，甚至誘發災難性的安全事故?！堕L輸管道地質災害風險評價與控制》一書以埋地長輸油氣管道為基礎，詳細闡釋了國內長輸管道沿線潛存的不同地質災害類型、機理及成災特點，結合實例分析了各地質風險可能引發的長輸管道安全事故。針對不同地質災害提出了相應地預防措施，建立了一套適應于我國長輸管道科學經濟的地質風險分析及防治體系，為今后長輸管道安全運行提供了重要理論基礎和技術參考。

根據成因可將地質災害分為：①地殼內部構造作用，如地震、塌陷、斷裂等;②地殼外部構造作用，如滑坡、泥石流、洪流、沙埋或風蝕等;③特殊巖土作用，如濕陷性黃土、膨脹土、鹽漬土或凍土變形等。施工時應盡量避免地表斷裂及主要斷裂活躍地帶，從而規避地震可能引發的管道損壞。構造裂縫是由于內應力引發的，其會橫穿管道，直接破壞管道、甚至導致管道開裂癱瘓、縮短管道服役壽命、破壞安全穩定生產。然而地質災害的發生不限于自然因素，人類活動也是較重要的誘發因素，通常表現為誘發速度快、受災范圍大及管道損害嚴重等特點。

造成地表塌陷沉降的主要因素是地層構造特性及人類的生產挖掘開發活動。地殼外部構造引發的地質災害中，滑坡泥石流往往伴隨發生，其在我國氣候影響下集中多發于每年的固定時期。強降雨季節引發暴雨洪流，進而誘發滑坡泥石流等地質災害，多發生于黃土高原，因為該區域土質疏松、崩滑體充分發育，不僅為泥石流滑坡等潛在的實體供給，且有利于能量傳播。不同類型特殊土體如濕陷性黃土也會導致管道遭受黃土侵蝕，濕陷性黃土和黃土侵蝕兩者分布類似，通常分布于上更新統和全新統黃土。而我國常說的“黃土喀斯特”現象便是由于黃土在地下水的侵蝕作用下形成的，主要表現為洞穴、落水洞、天生橋等。特殊土體中廣泛分布的其他兩類為膨脹土及鹽漬土，也是引發當前長輸管道地質風險的主要災害之一。此外，我國凍土面積分布廣泛，多年形成的凍土地帶中孔隙水會由于低溫結冰，導致土體膨脹，其體積膨脹比通常可達9%，也對埋地管道造成嚴重威脅。

目前國內油氣長輸管道建設項目，通常采用建管分離模式，建設單位為控制工程投資， 將工作重點放在主體工程的建設上， 對保證管道安全運行的地質災害防治工作停留在輕“事前”重“事后”、輕“規劃”重“補救”的層面，尤其是在地質災害頻發的地區，運營期管道的搶維修和隱患治理給運營單位帶來了很大成本和安全壓力。為保障長輸油氣管道的安全穩定運行，應事先結合實際地質條件分析易發的地質成災類型、潛在風險，并制定相應地預防保護措施。據統計，已發生的災害中長輸管道地質災害有一半以上是由于人為因素誘發，主要為不合理的地下掘取活動導致。因此，在制定長輸管道地質風險預防保護措施時，一方面應盡可能避免地殼內部或外部構造作用引發的災害，另一方面應重點集中在人為因素誘發地質災害的研究。對于長輸管道地質災害的預防保護始終應貫穿在管道設計、施工和運營的全過程，事前預測評估是非常重要的，其可有效減少地質災害發生的風險，并針對可能發生的地質災害提出相應地合理有效的應對措施。

正如《長輸管道地質災害風險評價與控制》一書中所述：需要在管道設計與勘察階段考察沿線地質特征，結合模糊綜合評判等有效方法分析論證，并進行不同類型的地質風險預測評估;對于運營期的地質災害風險管理，制訂一套完善的管理體系，堅持預防為主，引進行業先進的管道地質災害監測系統，合理利用管道運維資金，保障管道沿線各種水工保護設施的完整性和可靠性。在運行階段加強長輸管道沿線居民的法制常識普及，使其充分及時認識到保護輸油管線的重要性，全面提高地質風險防范意識。