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关于防治地质灾害确保油气管道安全的建议

  
评论: 更新日期:2015年09月17日

        2、精心做好黄土地区管道设计与施工
        我国湿陷性黄土主要分布在山西、陕西、甘肃、宁夏、青海等省(自治区),此外,新疆、内蒙古、河南、河北、山东、辽宁、黑龙江等省(自治区)的部分地区亦分布有湿陷性黄土,总面积近百万平方公里。因此,在我国北方建设长输管道,不可避免地要在黄土地区通过。由于黄土具有湿陷性,常给工程建设造成危害。前已提到,马惠宁输油管道即是遭受黄土湿陷性灾害最严重的管道。为此,陕京输气管道建设前期,建设单位委托中油岩土工程有限公司进行“陕京管道黄土地区建设的岩土工程研究”项目。在此基础上,编写《陕京管道建设岩土工程施工技术要求和检验方法》小册子,印发给施工单位 ,严格按要求进行施工,成效显著,保证了该管道自投产近10年来的安全运营。西气东输管道建设伊始,中石油集团公司科技发展部委托中国石油集团工程设计有限公司西南分公司和工程技术研究院等单位进行“西气东输管道工程靖边--临汾段湿陷性黄土水工保护应用技术研究”项目(列为集团公司重大科研项目),做了大量试验研究工作,其成果通过专家评审后,应用到靖边--临汾长达353 km湿陷性最严重的黄土地段线路上,已见成效,保证了西气东输管道的安全输气。以上两项成果非常宝贵,值得进一步推广。鉴于今后管道建设项目还很多,建议集团公司科技发展部在此基础上组织编写《湿陷性黄土地区管道建设规范》,作为石油天然气行业标准颁发,使今后在黄土地区建设管道,有规范可遵循。既可确保安全,又可收到显著的经济效益。
        归纳以上两项成果,在黄土地区的管道设计、施工中,应采取以下重要措施:
        (1)尽量避免管道平行黄土梁和在黄土斜坡上铺设,因黄土在雨季被水侵蚀后极易流失,管道上覆土层流失后即裸露、悬空、洪水一来即将管道冲断;
        (2)在管道穿越黄土冲沟时坚持深埋,尽可能将管道埋入基岩中,如基岩很深,则应对管沟采取灰土加固措施;
        (3)要求尽可能维持管道附近地貌原形,保持植被、草皮等,减小原状土扰动破坏,对陡坎、陡坡地段管沟回填的松散土体采取可靠的加固措施,采用植生带和植被快速恢复技术,防止水土流失;
        (4)对于管道附近汇集的流水,因地制宜,采取堵、排、疏导等方法,将流水引开,使其远离管道。
        3、山区管道建设应有新思路
        管道建设为了缩短线路,尽量取直,通过山区时,翻山越岭是不可避免的。对于低矮山区且地形地质条件稳定时,管道直上山坡或横越山坡都是允许的。但是,当山体陡峻、且地质灾害多发时,管道不宜直上直下,切忌顺等高线横过山坡,因为,一旦发生滑坡、泥石流灾害时,管道首当其冲,常有被冲断之虞。根据近年来兰成渝输油管道和忠武输气管道通过山区的管道设计新思路,大多采用隧道方式通过山区。隧道的优点是:①可以避开极为复杂的高陡边坡和地质灾害地段;②可以降低泵站扬程,管道落差减小,使后段管道的压力降低,减小管道壁厚,节省管材;③隧道可以缩短线路长度,降低了投资;④隧道除进出洞口外,整个工程隐蔽在地下,可以避免大量剥离地表植被和土石层,有利环境保护和水土保持。
        在山区河流的管道通过方式的选择上,由于山区河流基底多为岩石组成,一般不适宜采用定向钻,应因地制宜,选择两种方式;当河床两岸陡峻时,可采用悬索跨越过江或管道、公路两用桥的过江方式;当河流两岸地形比较宽阔时,可以采取大开挖穿越方式。吸取以往穿越埋深不够、洪水经常将管道冲出的教训,应将管道深埋至最大冲刷深度以下或埋入基岩中。陕京二线山西境内吕梁山区,有一段长达48km的线路,顺蔚汾河滩地及河床辅设,由于坚持深埋,已经过三年洪水的考验,未发生事故。
        4、管道通过江河湖海(湾),宜采用定向钻穿越
        定向钻是近20年来引进的先进的、非开挖的穿越新技术,具有安全(确保管道埋深)、工期短、造价相对较低、有利于环境保护、节约工程材料(不需要加重层及复壁管等设备)和应用范围广(包括河流、海湾、山丘、铁路、公路和环境保护区)等突出优点,越来越受到建设单位的重视和广泛应用。中石油管道局自从1985年从美国引进定向钻以来,在国内外已成功穿越300多条河流。
        近年来,定向钻技术发展很快,在穿越地段长度、岩石层硬度以及卵石层厚度等方面均有所突破。
        穿越段长度。10年前定向钻穿越地段长度一般不超过1300m,近年已大有突破。2007年3月6日,管道局穿越公司承接的杭甬天然气管道工程钱塘江穿越成功,创造了一项世界之最--水平定向钻穿越长度2454.15m×管径813mm世界新纪录。
        岩石层硬度。1998年以前,采用定向钻穿越河床地层局限于细颗粒地层(粘性土、粉土、砂土)。1998年12月,管道局承接苏丹输油管道,尼罗河穿越开创了岩石地层中采用定向钻的先河。穿越河段长达867m,全为岩石地层,抗压强度近10MPa,经过多次失败的经验总结,历次4个月,终于穿越成功。近年来又有重大突破,2005年5月5日,长吉线松花江穿越,在抗压强度达到100 MPa的花岗岩中采用定向钻穿越取得成功。
        卵石层厚度。以往在卵石层中如何运用定向钻一直是个难题。主要因为卵石颗粒粗,泥浆难以携带出来,而且卵石层容易坍塌,常卡住钻杆。随着技术的进步,近年来,在钻进卵石层方面又取得重大突破。即采用打套管的方式通过卵石层。只要卵石层厚度不超过15m可以采用定向钻,2005年在松花江、黄河定向钻穿越中已取得成功。
        长输油气管道通过江、河、湖、海(湾)时,从安全的角度考虑,不宜采用跨越方式,应采用穿越方式。西气东输管道在中卫通过黄河,原来以跨越方式通过,形成一个景点。近日获悉拟改用隧道通过,转入地下,以保安全。常用的穿越手段有大开挖、定向钻和盾构。定向钻同大开挖相比,在安全、环保方面有明显优势,以往采用大开挖穿越河流,大都达不到设计深度,洪水期常将管道冲出甚至冲断。定向钻同盾构相比,在工期、造价两方面,也有显著优势。因此,今后新建管道穿越江河时,宜首选定向钻,确保油气管道安全,且有利环保。
        5、加强质量管理,狠抓施工质量
        再好的设计方案,需要施工去落实,否则,也是“纸上谈兵”。所以,必须认真抓施工质量,稍一放松也会出问题。1998年12月7日《工人日报》曾经报导了一则新闻:“优质工程,雨后现形”。说的是宝(鸡)中(卫)铁路,工程建成后交付运营时曾被评为优质工程,可是仅仅一年后,由于1998年7月底至8月初,连续数日的大雨,在长达300多公里的受灾路段出现水害177处,造成路基、站基下沉,多处滑坡、陷穴,累计中断行车1700多小时,需要投入7200万元才能修复。查其原因是,宝中线地处黄土高原,黄土具有湿陷性,设计要求建筑路基和站基时,应该铺一层土,浇一遍水,压实后再铺土浇水,但施工时适逢沿线大旱缺水,施工人员就擅自把浇水的工序省掉,于是填土迂水湿陷、酿成重大工程事故就不可避免地发生了。类似的工程事故在西气东输工程也有,前已提到,西气东输工程宁陕段两处黄土崾岘高边坡出现滑坡事故,其主要原因是由于施工时对填土未按设计要求夯实所致。由此可见,施工是一个重要环节,必须加强质量管理,狠抓施工质量。要抓好三个关键环节:首先要挑选有资质、有良好信誉的施工队伍,坚决杜绝不合格的、唯利是图的施工单位进入施工现场;其次要委托有资质、负责任的监理单位对施工质量进行监理;再次就是建设单位也应派出懂业务、工作认真的技术人员深入施工现场巡视,进行质量监督。只有一丝不苟地按设计要求去实施,才能保证工程的优质。
        此外,建设单位还需要经常了解管线周边的工程建设动态。人类工程活动会改变地质环境,引发地质灾害。例如:管道附近修建公路、铁路,开挖了边坡,引起山体滑塌,发生滑坡,影响到管道;管道附近修建水库,地下水位上升,导致滑坡复活,危及管道的安全;管道附近开采煤矿或其它矿产,出现采空区,威胁到管道;管堤附近由于农民开垦,挖去了草皮,出露黄土被洪水冲蚀,使管道裸露。1998年,陕京输气管道在黄河以东的沙泉出现管道被冲出事故,就是这样造成的。以上种种情况表明,地质灾害治理难以做到一劳永逸,只要人类的工程活动不停止,地质灾害的防治也就不会终止。建设单位必须高度关注,不可掉以轻心。
        鉴于长输油气管道是易燃易爆的生命线工程,一旦出现事故,就会酿成国家财产遭受重大损失,甚至沿线居民的不幸伤亡。为此,我们必须高度关注,从事故源头抓起,经常组织对沿线重点地段进行巡查,及早发现地质灾害,加强事故隐患治理,防患于未然。坚决遏制地质灾害和其它重大事故的发生,为实现中石油集团公司提出的“安全环保形势的明显好转和根本好转”的目标而不懈努力。
   

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