荊宏遠1，鄧清祿2，盧啟春1

1.中國石油天然氣股份有限公司管道分公司；2.中國地質大學（武漢）

摘要：  地質災害是長輸油氣管道的主要風險之一，將伴隨管道全生命周期，需建立以防為主的地質災害風險控制體系。通過對澀寧蘭、忠武線、蘭成渝三條管線地質災害調查分析，指出地質災害多發地段和多發時段。提出管道建設期是地質災害的主要防治階段，防治工程應與管道同步設計、施工；管道運營期應持續積極防治，做好地質災害誘發因素的監控，建立完善的應急搶險體系，盡可能降低災害后果損失。

關鍵詞：管道；地質災害；風險管理；控制策略

地質災害風險往往伴隨管道全生命周期，是與第三方損壞、制造缺陷、腐蝕、誤操作并列為影響長輸油氣管道運營安全的主要風險源之一。由于地質災害常導致管道斷裂，造成大量的管輸介質泄漏，且更多的發生在地形地貌條件復雜的山區，搶險困難，事故造成的經濟損失往往較大。隨著社會對安全和環境的重視程度日益提高，對管道地質災害風險控制的要求越來越嚴格，建立規范、系統、有效的管道地質災害控制策略對減緩地質災害風險、提高管道運營安全十分重要。

1 管道地質災害風險特征

1.1 地質災害的空間分布特征

管道常見地質災害類型包括滑坡、崩塌、泥石流、水毀、地面塌陷、多年凍土融沉等。滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷（包括巖溶塌陷和采空區塌陷）主要表現為巖土體的移動，對淺埋管道的危害較大，但數量相對少。水毀災害是最主要的災害類型，但其危害相對較小，不過部分河溝道水毀仍可能造成管道斷裂和發生泄漏，造成污染的后果更加嚴重。多年凍土融沉災害主要發生在大興安嶺、青藏高原等高寒凍土區，發展過程相對緩慢。

我國長輸油氣管網已逐步覆蓋全國，穿越了山地、平原、戈壁、黃土、水網、沙地及高寒凍土等各種地形地貌單元，管道地質災害風險水平主要取決于管道沿線周邊的工程地質環境，不同地形地貌單元地質災害類型及風險水平有顯著差異。管道建設環節，如路由選擇、敷設方式、施工方式等，可以選擇和營造管道周邊一定范圍內的工程地質環境，管道建成后，周邊工程地質環境即基本確定，因此管道建設階段成為地質災害風險水平的決定性環節。

以澀寧蘭、忠武線、蘭成渝地質災害情況為例，2005—2010年間調查識別4084項，對比結果見圖1~3。其中水毀災害占地質災害總量的77%，40%發生在橫坡敷設地段，37%發生在河谷地帶，18%發生在縱坡敷設地段。滑坡、崩塌、泥石流等災害數量占23%，主要發生在橫坡敷設地段，達到82%。可以看出地質災害在空間位置上分布極度不均，重大地質災害密集分布在幾處很短的區段，這些區段在管線總長度占比不大，地質災害發育密度卻很高。

圖1  管道地質災害類型

圖2  水毀災害在不同地段的分布

圖3  除水毀災害之外的地質災害在不同地段的分布

1.2 地質災害的時間分布特征

上述三條管線2003—2010年地質災害防治資金投入變化見圖4。可見，管道建成投產初期的3~5年是地質災害的高發期，這是因為掃線、管溝開挖等管道工程建設活動對管道沿線工程地質環境造成了擾動，如切坡、松散填方（包括管溝松散回填）、地表植被破壞、微地貌改變導致地表水匯流路徑改變等，短期誘發了大量的地質災害，主要有小型滑坡、崩塌，較為嚴重的水土流失等。經系統治理和工程地質環境的自然再平衡，災害發育逐漸平穩，但不會消失。若遇到強烈地震、極端氣象、大規模人工活動等造成管道沿線工程地質環境發生較大變化時，地質災害可能再次進入多發期，如蘭成渝自2008年汶川地震后，防治資金投入再次上升。

圖 4  澀寧蘭、蘭成渝、忠武管道地質災害防治投資變化情況

2 建設期管道地質災害風險控制策略

2.1 選線階段風險控制

在選線階段，應根據相關規范、技術手冊的要求，對滑坡區、采空區、高溫多年凍土區等地質災害易發區采取避讓措施，盡可能避免橫坡敷設、不穩定河道內敷設或反復穿越。對部分區段可以選擇隧道、定向鉆、跨越等敷設方式，避開地質災害問題。但這種敷設方式可能導致建設成本、施工難度、施工工期的增加，需要與安全效益的提高、維護成本的減少進行對比分析。2015年投產的忠武線與2010年投產的川氣東送管道在渝東鄂西山區基本并行，川氣東送管道采用隧道等方式避開了地質災害多發的重慶市石柱縣黃水鎮張家溝地區、湖北省宜昌市長陽縣榔坪河谷地帶，地質災害風險顯著低于忠武管道，便很有說服力。

2.2 設計階段風險控制

在設計階段，對無法避讓或比選確定不避讓的地質災害點采取防治措施，應與管道施工同步或更早實施，避免地質災害對管道和施工人員造成安全影響。由于管道運行壽命可達30~50年，在敷設方式選擇和設防標準選擇上，應充分考慮管道生命周期內可能的環境變化和人類工程活動。河道挖沙導致河床下切嚴重威脅管道安全即是一個典型例子，這種情況在經濟快速發展的地區尤為顯著。即使是在遠離管道穿越點數百米以外的區域，挖沙活動在短短幾年內也可導致管道穿越處河床下切數米，導致大開挖穿越該河流的管道埋深不足、外露、受水流沖擊，甚至個別定向鉆穿越管道也出現埋深不足、露管等情況，給管道的管理和維護帶來巨大困難，被迫采取復雜的河床穩固措施或改線。

2.3 施工階段風險控制

在施工過程中，應避免過度掃線、大挖大填等，盡可能降低對工程地質環境的擾動。對水工保護工程、水土保持工程進行針對性設計和施工，做好植被恢復，減少對地質災害的誘發作用。在施工過程中也應開展地質災害風險管理，隨時發現隨時整治，不留后患。

綜上所述，建設期間由于管道尚未敷設或未投產，不需要考慮對管道的特別保護，在地質災害防治工程采取的措施、施工方式上有更多的選擇空間，施工更方便、成本更低。同樣對于管體應變監測、土體位移監測等地質災害監測措施，在管道建設期隨管道敷設同步實施，實施成本更低，可獲得管道應力應變的初始狀態。如中緬管道在管道建設期間開展了大量、系統的地質災害防治工作，地質災害風險控制效果十分顯著。

3 運營期管道地質災害風險控制策略

3.1 地質災害系統防治工作

（1）管道地質災害調查與整治規劃。定期組織地質災害危險性評估專業機構開展管道地質災害調查，進行風險評價和分級，制定整治規劃。對于地質災害多發的山區管道可3年左右開展一次，其他管道可5年左右開展一次。新投產管線宜在管道建設完工后一個水文年后開展，或調查周期能覆蓋第一個汛期。當發生強烈地震、極端氣象、大規模人工活動等造成管道沿線工程地質環境發生較大變化時，可隨時啟動。

（2）地質災害點動態管理。根據風險等級，每年汛前、汛后對在冊管理的災害點進行再調查、再評價，對發現的新災害點隨時納入動態管理范疇，根據風險評價結果制定并實施監測、工程治理等風險控制措施。對風險等級處于可忽略狀態的災害點可進行銷項處理。對汛后排查需進行工程治理的災害點，應在下一個汛期來臨前完成治理工程施工。對汛前排查出影響管道度汛安全的災害點，應采取臨時防護措施，確保汛期安全。

（3）定期巡檢。定期巡檢不僅包括地質災害點、地質災害高易發區，還應包括對地質災害主要影響因素的巡檢，如邊坡開挖堆填、河道挖沙取土等人類工程活動。

（4）高后果區地質災害防治。對于高后果區的地質災害應優先安排治理，對河流穿越、斜坡、人類工程活動影響等可能發生地質災害的區段，進行登記并作為巡檢點。另外，由于環焊縫缺陷對軸向應力十分敏感，而地質災害一般導致管道軸向應力變化，兩種因素疊加作用容易導致管道斷裂，因此對存在環焊縫缺陷的管段更應優先安排治理。

3.2 應急搶險工作

（1）應急準備工作。應急準備包括應急預案編制與演練、應急隊伍建設、應急物資管理、應急值班、氣象與地質災害預警等。應急預案的編制應根據所轄管道的地質災害風險情況、所在單位應急搶險能力等因素編制，每年更新并在汛前完成演練。應急隊伍可為專職或兼職，包括管道管理人員、管道維搶修隊伍和可依托社會資源。應急物資是搶險過程中可能用到的設備、材料等，其種類、數量、存放位置等應根據所轄管道存在的風險情況、周邊市場情況、應急預案內容等綜合確定，一般存放在基層站場，對于一些重大風險點，宜就近存放。在汛期應進行24小時應急值班，實時跟蹤氣象與地質災害預警信息，開展針對性防汛。

（2）應急搶險工作。險情出現或災情發生后應按照相關預案立即組織搶險工作，以達到快速控制險情或災情的目的。對于重大險情及災情，宜由地質災害專業機構制定搶險方案。應急搶險是一個系統工程，應與各相關單位協同工作。如密切關注氣象、河道行洪和水庫泄洪等信息，據此采取針對性措施、調整搶險工作安排。根據現場及預期發展情況，必要時采取降壓、停輸、就近預設封堵點等措施。保持與地方政府應急機構和相關依托資源的聯系，以備隨時支援。對汛期發現的小型水毀、水工損壞應立即組織修復，避免險情擴大。搶險過程中還應特別注意管道、搶險人員及周邊人員的安全。

4 問題及建議

管道地質災害防治仍存在一些問題，其中較為突出的是如何提高地質災害的早期識別率。可探索通過先進感知技術識別地質災害早期的輕微活動，如在重點管段設置分布式管體應變傳感器實時感知管道應力應變變化，沿管溝設置應變光纜感知管道周邊巖土體的輕微位移，采用合成孔徑雷達干涉測量技術（InSAR）對大范圍地面變形情況進行檢測、監測等，及早發現地質災害，從而避免災難事故發生。

作者：荊宏遠，1983年生，2007年碩士研究生畢業于中國地質大學（武漢），有14年管道地質災害防護從業經驗，主要從事管道防汛與管道地質災害防護相關的科研、技術咨詢和管理工作，SY/T 6828《油氣管道地質災害風險管理技術規范》第一起草人。

《管道保護》2018年第2期（總第39期）