油氣長輸管道河西走廊段地質(zhì)災(zāi)害防治淺談

摘 要：近年，隨著國家能源戰(zhàn)略性發(fā)展需求，河西走廊已經(jīng)成為能源管輸?shù)囊粭l重要通道。作為國家重大戰(zhàn)略性能源管道，油氣管道運營期間安全性的保護管理已是整個運營工作的重心。因河西走廊段區(qū)域地貌簡單，但廊道窄且氣候差異性大、降水集中，管道沿線發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害類型相對單一，但破壞力較大。因此管理部門必須加強風險識別，及時查缺補漏、因地制宜進行防護，并實施科學(xué)的布控、巡檢和防治措施，減少管道失效引發(fā)的財產(chǎn)損失、確保管道安全運行。

關(guān)鍵詞：河西走廊 油氣管道 地質(zhì)災(zāi)害 管道保護 防治措施

中圖分類號：TE973 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（b）-0060-02

1 河西走廊段管道沿程地質(zhì)環(huán)境概況

河西走廊區(qū)域內(nèi)目前分布有西氣東輸一線、二線、三線以及西部原油成品油管道（雙蘭線）等4路5條輸油氣管道，管線幾乎占據(jù)整個廊道，因此對沿線地質(zhì)環(huán)境的影響較大。

該區(qū)為典型的內(nèi)陸干旱氣候，少雨且蒸發(fā)大；區(qū)域內(nèi)年平均降水由景泰的187 mm至酒泉市以西隨海拔增高而逐漸減少到100 mm以下，到柳園區(qū)域則僅為46.7 mm左右[1]。降水年內(nèi)分布不均，主要集中于每年的6～9月，按照2009年至2014年降水特征分析，降雨及河道泄洪的時間主要為6、7月中旬及8月上旬。其表現(xiàn)形式多以大、暴雨形式集中降落（見表1）。

管道所經(jīng)區(qū)域除景泰至甘塘段屬黃河水系之外，其余分屬石羊河、黑河及疏勒河三大水系，三大水系中石羊河水系出山口水量為14.69×108m3/a，黑河水系為36.74×108m3/a，疏勒河水系為15.91×108m3/a，其補給源主要以汛期降水為主，疏勒河流域部分支流還受到春季融雪型水流補給。三大水系共發(fā)育有約57條支流。經(jīng)2010年內(nèi)部調(diào)查，這些支流中易對管道造成水毀災(zāi)害影響的約有21條（見圖1）。

管道途徑區(qū)有7條活動斷裂帶，自西向東依次為阿爾金山斷裂、祁連山北麓斷裂、嘉峪關(guān)斷裂、龍首山北緣斷裂、高臺斷裂、冷龍嶺北麓斷裂和古浪斷裂帶。

阿爾金山斷裂帶于玉門市赤金鎮(zhèn)轄區(qū)內(nèi)與管道交叉；祁連山北麓斷裂帶于玉門市至酒泉市清水鎮(zhèn)區(qū)間與管道近距離并行；嘉峪關(guān)斷裂帶于嘉峪關(guān)城樓以東與管道交叉；龍首山北緣斷裂帶從張掖市高臺縣往東至山丹縣以東區(qū)域與管線近距離并行，資料顯示1954年此斷裂帶出現(xiàn)活動跡象并于山丹縣范圍內(nèi)出現(xiàn)較強地震[3]；高臺斷裂帶位于高臺縣新壩鎮(zhèn)至南華鎮(zhèn)區(qū)間，整個斷裂帶與管線近距離并行且于新壩鎮(zhèn)元山子附近與管道交叉；冷龍嶺北麓斷裂帶在白銀市景泰縣轄區(qū)內(nèi)與西二線管道交叉。此處值得一提的是，西二線管道南側(cè)的古浪斷裂帶，東起古浪大靖秦家大山北麓，向西經(jīng)黃羊川入冷龍嶺進入青海境內(nèi)，全長約150km，雖然此斷裂帶與管線距離較遠，但據(jù)地震資料分析，1927年古浪大地震即由此斷裂帶活動所造成，近年還存在較大活動趨勢。

2 河西走廊段管道地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀

河西走廊段內(nèi)管道跨越區(qū)域受土層地質(zhì)影響，災(zāi)害主要表現(xiàn)為水土流失。通過對管線沿程地質(zhì)災(zāi)害風險調(diào)查、線路災(zāi)害防治實施，及委托甘肅省科學(xué)院所做的《西二線甘肅段管道地質(zhì)災(zāi)害風險評價》以及《河西走廊段管道地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃報告》顯示，自管道投運至今，水土流失主要表現(xiàn)形式為坡面水毀、河溝道水毀和臺田地水毀三種。其中，坡面水毀約占全部災(zāi)害的51.4%，河溝道水毀占34.5%，臺田地水毀占10%，地面沉降等其他類型災(zāi)害占4.1%（見圖2）。

這幾類災(zāi)害的破壞力比構(gòu)造類和人為類災(zāi)害弱，但受災(zāi)害高頻發(fā)及管道線性性質(zhì)導(dǎo)致的管控困難影響，一旦災(zāi)害突發(fā)，就會對管道造成大范圍損傷。例如張掖市高臺段西二線kp1864-kp1865區(qū)域，在西二線前期運行過程中，該區(qū)域內(nèi)水土流失表現(xiàn)較為平常，2012年汛中，受下游匯水坑影響，主汛期中第一場山洪便引發(fā)了大面積水土流失，導(dǎo)致管道裸露懸空，管道防腐層受山洪夾雜石塊沖擊而破損，給管道安全運行帶來巨大安全隱患；又例如2014年汛中，赤金段kp1620附近管道因突發(fā)性山洪沖刷導(dǎo)致現(xiàn)有工程損毀，同區(qū)域內(nèi)西一線及附屬光纜長距離裸露。

3 河西走廊地質(zhì)災(zāi)害防治現(xiàn)狀與問題分析

甘肅段管道敷設(shè)區(qū)多以粉土和砂礫層為主，土層黏結(jié)性較差，以運行時間最長的西一線分析，運行至今10年，但管溝遇水沖蝕形成管溝沉降或地埂遇水坍塌等問題時有發(fā)生。而就運行時間最短的西二線來看，投產(chǎn)至今5年，平均每年線路新增水毀點均高達100多處，而突發(fā)性露管、露光纜平均發(fā)生率約為2次/年，針對這一特點，管理部門對水毀類地質(zhì)災(zāi)害目前的防治主要依據(jù)風險評價，并根據(jù)如下5個等級制定防治計劃[4]（見表2）。

欲實施工程治理的災(zāi)害點一般按照風險識別、評價、防治工程的勘察、設(shè)計、施工等流程逐步開展，但河西走廊段管道周邊多發(fā)為水毀類災(zāi)害，其漸變性決定了前期發(fā)生規(guī)模以及對周邊設(shè)施造成的損壞都很小，作為線性管理，災(zāi)害的可見性及管理單位對其預(yù)判性都較弱，因此在區(qū)域內(nèi)地層疏松的前提下，一旦災(zāi)害受到氣候突變影響或第三方擾動，低等級的風險在短時間內(nèi)就可迅速發(fā)展為高等級的風險，從而對油氣管道造成大范圍的損傷；在這種情況下，各風險點依然按照工程治理的一系列環(huán)節(jié)逐步，往往會錯過災(zāi)害治理的最佳時間，導(dǎo)致防治項目不但實施成本高，而且施工質(zhì)量、安全均難以保證。

4 長輸油氣管道地質(zhì)災(zāi)害防治改進策略

針對以上情況，要有效防控、管理管道線路地質(zhì)災(zāi)害，需要從以下幾個方面重點開展。

（1）加強線路地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價。

建立汛前汛后的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價、治理后評價、防治工程持續(xù)評價體系。河西走廊段管道沿線地質(zhì)災(zāi)害具有集中連片、破壞性大等特點，因此必須要建立即時的分析及管理系統(tǒng)，要防止片面忽略低風險點的管控，對于識別出的風險點要做到治早治小、不治不消、治后持續(xù)評價。同時，受到目前風險評價系統(tǒng)主觀因素影響較強，評價人員流動大的現(xiàn)行管理模式影響，需加強一線工作人員的災(zāi)害識別與評價能力，達到一線人員均會識別風險，評價均能接近真實的目標。

（2）建立管道沿線信息聯(lián)防體制。

隨著近年來河西走廊油氣管網(wǎng)日漸增多，管道保護宣傳工作日漸加強，因此有必要在管道宣傳工作中加強管道地質(zhì)災(zāi)害識別與預(yù)警的宣傳，針對線性管理存在較大盲區(qū)的情況就近設(shè)立信息員，一方面依靠管道巡護發(fā)現(xiàn)問題，另一方面依托周邊常駐居民進行信息反饋。

（3）災(zāi)害初步控制能力建設(shè)。

線路維護項目通常都是對持續(xù)發(fā)育的風險實施提前預(yù)控，按照評估、勘察、設(shè)計、招標等一系列環(huán)節(jié)循序開展，時間上是可以允許的。而對于突發(fā)性災(zāi)害，按照如上程序顯然在時間上無法實現(xiàn)，因此災(zāi)害點臨時防護措施的及時性與有效性直接關(guān)乎后期進一步治理的難易、實施風險的高低，甚至可能反而使災(zāi)害急劇，給管道及周邊財產(chǎn)、環(huán)境、人員等帶來嚴重的損失。

因此對于一線管理人員首先需要加強現(xiàn)場風險辨識能力，在控制措施制定與實施過程中對現(xiàn)場存在的各種安全隱患、風險點、風險發(fā)育趨勢及其他可能出現(xiàn)二次災(zāi)害的點位進行全面的辨識分析；其次在以上分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)參與項目實施、應(yīng)急搶險、演練等工作經(jīng)驗，結(jié)合現(xiàn)行國家及行業(yè)相關(guān)標準，制定經(jīng)濟有效的措施；最后，對現(xiàn)場各種可能出現(xiàn)的情況及災(zāi)害進行模擬重現(xiàn)，對臨時防護工程進行理論檢驗，找出薄弱環(huán)節(jié)再次完善。

（4）加強管道沿線地質(zhì)災(zāi)害科研投入。

隨著5條管線的投入運營，加上鐵路、公路的分布，基本已達到河西走廊的飽和容積，因此應(yīng)加強管道沿線的地質(zhì)災(zāi)害科學(xué)考察及研究，而該區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境條件相對簡單，且多數(shù)為無人區(qū)，科研投入耗費財力物力相對較少，因此可以利用相對較少的投入換回相對較大的防治經(jīng)驗和效果。

（5）治理工程要統(tǒng)籌兼顧。

河西走廊帶5條管線、蘭新鐵路、蘭新高鐵復(fù)線以及連霍高速等多個線性工程多為近距離并行，任何一條線性工程災(zāi)害點的危害都可能會影響相鄰工程的安全，因此，治理時5條管線要綜合考慮，同時還需考慮伴行工程（如高鐵、高速等）的災(zāi)害治理情況，統(tǒng)籌兼顧、合理分布，保證所有工程的安全，不能顧此失彼。

參考文獻

[1]胡濤，曾繼磊，牛振宇，等.西氣東輸二線甘肅段地質(zhì)災(zāi)害及防護措施[J].石油工程建設(shè)，2010（1）：112-115+15.

[2]康向陽，張彬，慎萬齊，等.西氣東輸工程甘肅段地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治對策[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護，2009（4）：38-43.

[3]編委會編.甘肅省志·地震志[M].甘肅人民出版社，1991.

[4]SYT6828-2011.油氣管道地質(zhì)災(zāi)害風險管理技術(shù)規(guī)范[S].