《管道保護(hù)》編輯部：我國山區(qū)面積占國土總面積的三分之二。隨著經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展，對油氣資源的需求日益增長，帶動了管道建設(shè)的大發(fā)展。高質(zhì)量建設(shè)山區(qū)管道，保障油氣輸送安全，事關(guān)國家能源安全和公共安全，具有重要的戰(zhàn)略意義。目前，國家管網(wǎng)集團(tuán)西南管道公司在國內(nèi)運(yùn)營的山區(qū)管道里程最長，經(jīng)過區(qū)域地理環(huán)境最為復(fù)雜，安全運(yùn)行面臨的挑戰(zhàn)最為嚴(yán)峻，同時(shí)在山區(qū)管道建設(shè)和運(yùn)營管理方面積累的經(jīng)驗(yàn)也最為豐富。為此我們邀請了管道管理專家、西南管道公司常務(wù)副總經(jīng)理鄒永勝就做好山區(qū)管道建設(shè)和安全運(yùn)營的有關(guān)話題發(fā)表見解，與廣大讀者交流。（郵箱：guandaobaohu@163.com）

編輯部：鄒總您好，在第二屆“中國智能化油氣管道與智慧管網(wǎng)技術(shù)交流大會暨山區(qū)油氣管道安全與智慧運(yùn)行技術(shù)交流會”上，與山區(qū)管道發(fā)展和安全運(yùn)行的相關(guān)議題格外引人關(guān)注。請問為什么要特別提出“山區(qū)管道”這一概念？

鄒永勝：“山區(qū)管道”這個概念目前在國內(nèi)外尚無明確的定義。我們理解“山區(qū)管道”就是建設(shè)運(yùn)行在山地、丘陵、崎嶇高原等復(fù)雜地形環(huán)境下的管道，特點(diǎn)為管道途經(jīng)高山深谷多，穿跨越河流多，連續(xù)落差大，設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行及搶修存在較大難度，相對平原管道而言，工藝運(yùn)行更為復(fù)雜。以西南管道公司為例，目前管理運(yùn)營中緬、中貴、廣南支干線等7條天然氣干線，中緬、蘭成2條原油管道，蘭成渝、蘭鄭長、欽南柳、云南4條成品油管道，里程超過11 000 km。管網(wǎng)干線70%以上位于山區(qū)，地理環(huán)境復(fù)雜，地質(zhì)條件變化劇烈，給企業(yè)安全運(yùn)營帶來很大挑戰(zhàn)。

上述管道作用非常重要，可以稱之為西南地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的“生命線”。其中天然氣管道保障了西南7省1市天然氣供應(yīng)；原油管道保障云南石化和四川石化的煉化需求；成品油管道保障了云南、四川、重慶、廣西、甘肅等5省區(qū)市的燃油供應(yīng)。如蘭成渝成品油管道是國內(nèi)首條大口徑、高壓力、長距離管道，經(jīng)過18年運(yùn)行現(xiàn)基本處于滿負(fù)荷狀態(tài)，至2019年9月累計(jì)輸油量突破1億噸。保障山區(qū)管道安全運(yùn)行，維護(hù)國家能源安全和公共安全，是西南管道公司所擔(dān)負(fù)的重大政治責(zé)任。

編輯部：山區(qū)管道途經(jīng)區(qū)域地理環(huán)境復(fù)雜，地質(zhì)條件變化劇烈，給西南山區(qū)管道安全運(yùn)行帶來哪些重大挑戰(zhàn)？

鄒永勝：我國地勢西高東低，整體呈三級階梯分布。第一級階梯是青藏高原，平均海拔在4000 m以上，其北部與東部邊緣以昆侖山脈、祁連山脈、橫斷山脈與地勢第二級階梯分界。第二級階梯平均海拔在1000～2000 m之間，其間分布著大型盆地和高原，東面以大興安嶺、太行山脈、巫山、雪峰山與地勢第三級階梯分界。第三級階梯上分布著廣闊的平原，中間有丘陵和低山，海拔多在500 m以下。

西南管道公司是目前國內(nèi)唯一管理運(yùn)營跨越了中國地勢三級階梯管道的公司。管道途經(jīng)高程在100～4000 m之間，地形切割強(qiáng)烈、高差懸殊。從北到南：管道分別通過了黃河沖積平原、黃土高原等黃土地區(qū)，跨過中國氣候分界線的秦嶺，南下至四川和重慶的低山丘陵區(qū)、盆地。由西向東：依次翻越滇西橫斷山脈、滇中高原、云貴高原，延伸至粵桂低山平原。

管道沿線山多、河多、降水多，地質(zhì)條件復(fù)雜，氣候多變，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育種類多樣。如黃土高原經(jīng)常發(fā)生塌陷、塬邊滑坡。在秦巴山區(qū)，受地形限制，管道長距離沿河溝鋪設(shè)，山洪、泥石流沖刷下易露管。在四川盆地，管道大開挖河流穿越處水毀災(zāi)害嚴(yán)重，穿過綿陽石亭江、羅江、涪江的油品管道，多次被沖出。貴州、重慶地區(qū)山勢陡峭，滑坡、崩塌等巖土體災(zāi)害多發(fā)，中緬天然氣管道晴隆改線段就建設(shè)在最大坡度達(dá)79.8度的陡坡上；2020年7月發(fā)生一起滑坡災(zāi)害，堡坎鼓脹變形垮塌，嚴(yán)重威脅管道安全。在橫斷山脈，管道跨越兩側(cè)多為峭壁的瀾滄江、怒江等國際河流，存在江水流速快、河面溢油攔截困難的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；尤其是貴州南部、廣西地區(qū)的喀斯特地貌普遍，地下河流分布廣泛，漏油擴(kuò)散范圍不易判斷，攔截難度更大。以上都是西南山區(qū)管道目前面臨并亟需解決的地質(zhì)條件變化帶來的問題。

西南山區(qū)管道建設(shè)與西南地區(qū)高鐵、高速公路的建設(shè)相似，管道鋪設(shè)盡量選取了中、小起伏區(qū)域，但在川陜甘交界地區(qū)、渝貴地區(qū)、云貴交界地區(qū)、云南橫斷山脈地區(qū)等四處不可避免地進(jìn)入連續(xù)大起伏區(qū)域，油氣管道并行鋪設(shè)，谷底和山嶺的高差經(jīng)常超過1000 m。經(jīng)過橫斷山脈的中緬油氣管道設(shè)計(jì)之初，國外專家認(rèn)為難度太大，不適合修建管道，我們克服重重困難，只用了4年時(shí)間就建成了這一管道，可謂管道建設(shè)史奇跡，但也不可避免地留下了隱患。

編輯部：對于西南山區(qū)管道建設(shè)和運(yùn)行所面臨的巨大困難和眾多風(fēng)險(xiǎn)，您認(rèn)為我們目前需要重點(diǎn)解決好哪些問題？

鄒永勝：公司通過9年多的建設(shè)發(fā)展，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，分析總結(jié)了目前影響西南山區(qū)管道安全運(yùn)行的三大矛盾。

一是，普適性法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)與山區(qū)管道高風(fēng)險(xiǎn)不匹配。西南山區(qū)管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用的是普遍適用的標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)系數(shù)等多方面都與山區(qū)實(shí)際不相符。

在設(shè)計(jì)理念方面。常規(guī)管道都是基于應(yīng)力設(shè)計(jì)的，但是由于山區(qū)環(huán)境復(fù)雜多變，管道將承受較大的位移和應(yīng)變，失效主要由應(yīng)變引起。近年來，國外提出了基于應(yīng)變的設(shè)計(jì)理念和方法，減小了山區(qū)管道運(yùn)營期的風(fēng)險(xiǎn)，如加拿大已將管道應(yīng)變設(shè)計(jì)納入相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2014年巴布亞新幾內(nèi)亞新建液化天然氣管道在通過陡峭山坡、狹窄山脊地段，就采用了基于應(yīng)變的設(shè)計(jì)方法，運(yùn)行實(shí)踐證明效果良好。西南管道公司也在探索基于應(yīng)變的管道設(shè)計(jì)，中緬天然氣管道羅細(xì)河跨越單側(cè)采用Z字型補(bǔ)償設(shè)計(jì)，也是應(yīng)變設(shè)計(jì)的一種嘗試。

在設(shè)計(jì)系數(shù)方面。設(shè)計(jì)系數(shù)是計(jì)算管道壁厚、從整體范疇控制管道安全的重要參數(shù)。國內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 50251―2015《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》）的設(shè)計(jì)系數(shù)主要依靠地區(qū)等級，即由管道周圍人口密度來決定，這是典型的對平原型管道的要求。西南山區(qū)管道穿越大落差、環(huán)境敏感、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)等特殊地段，需要增大設(shè)計(jì)系數(shù)以強(qiáng)化管道本質(zhì)安全。2008年，歐洲阿爾卑斯原油管道穿越地形復(fù)雜的奧地利段，就采用了針對性的設(shè)計(jì)系數(shù)；西南山區(qū)管道也應(yīng)考慮調(diào)整設(shè)計(jì)系數(shù)，以保障管道本質(zhì)安全。

二是，建設(shè)和管理成本與山區(qū)管道高風(fēng)險(xiǎn)不匹配。

從不同行業(yè)投資對比分析。山區(qū)管道建設(shè)投資水平與同為線性工程的山區(qū)高速公路、高鐵建設(shè)投資相比還存在不小差距。山區(qū)大口徑干線管道防護(hù)投資約30～120萬元/km，占總投資的3%～8%；高速公路、高鐵防護(hù)投資約400～3000萬元/km，占總投資的5%～30%。管道防護(hù)工程投資不到高速公路、高鐵的十分之一，且占總投資比例也較低。我們調(diào)研了云南省的交通建設(shè)情況，并與管道建設(shè)投資做了對比。以中緬管道大理—瑞麗段與大瑞鐵路為例，該段管道與鐵路路由基本并行，所經(jīng)區(qū)域地質(zhì)地貌也大體相同。但大瑞鐵路防護(hù)工程投資約1100萬元/km，總投資占比14.0%；該段管道防護(hù)工程投資約100萬元/km，總投資占比5.8%；管道防護(hù)工程投資不到鐵路的十分之一，總投資占比不到鐵路的一半。

從管道途經(jīng)不同地貌區(qū)段投資對比分析。隨著管道穿越地形地貌復(fù)雜程度的增大，建設(shè)期管道防護(hù)工程有所加強(qiáng)，投資額度也有所增加，但增幅較小，不能滿足實(shí)際防護(hù)需要，給管道運(yùn)營期帶來隱患。比如中貴天然氣管道的寧夏中衛(wèi)－甘肅靜寧段、甘肅靜寧－禮縣段、重慶段，從緩丘及河谷沖積扇地貌，升至黃土丘陵溝壑地貌，再到中低山區(qū)地貌，高程逐步提升。水工保護(hù)投入也從24萬元/km增加至45萬元/km和51萬元/km，但還是難以避免重慶段地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的影響。

三是，山區(qū)管道技術(shù)進(jìn)步?jīng)]有跟上山區(qū)管道建設(shè)速度。

高陡坡、橫坡鋪設(shè)隱患多。高陡坡容易造成管道軸向失穩(wěn)；橫坡鋪設(shè)遇土體滑動時(shí)管道單邊受力大。管道路由選擇存在優(yōu)化問題，設(shè)計(jì)上也應(yīng)更充分考慮后期管道管理及安全。如果能像鐵路建設(shè)多采用隧道鋪設(shè)、穩(wěn)固架空等方式，可以有效避免地質(zhì)災(zāi)害隱患。這也與前面提到的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)投資相關(guān)。

多彎頭變壁口，結(jié)構(gòu)不合理。例如，中緬天然氣管道瑞麗－芒市段處于典型的地形起伏劇烈的第一級階梯，104 km管道有彎頭和變壁厚口3099個，約3個焊口中就有1個彎頭變壁口。彎頭變壁口是管道結(jié)構(gòu)中受力不均、較不穩(wěn)定的部分。所以在地勢復(fù)雜區(qū)域的管道建設(shè)或遷改時(shí)，應(yīng)適當(dāng)采用等壁厚或錐形口設(shè)計(jì)，以減少變壁厚的影響；利用多段臺階型斜坡體適當(dāng)加大埋深、優(yōu)化轉(zhuǎn)向角度、降/削坡、彈性鋪設(shè)、多冷彎代替熱彎等，減少熱煨彎管使用；彎頭下溝時(shí)做好下部細(xì)土夯墊等。

建設(shè)施工、運(yùn)營巡護(hù)搶險(xiǎn)難度大。山區(qū)管道建設(shè)在國外鮮有先例，但在國內(nèi)受地形條件限制不可避免。我們?nèi)狈�可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，更沒有針對性的技術(shù)和設(shè)備，所以帶來了很大的困難。 

編輯部：您剛才對西南山區(qū)管道安全運(yùn)行存在的問題和解決思路分析得比較透徹。請簡要介紹公司近年來為保障管道安全運(yùn)行所開展的具體工作。

鄒永勝：我們在山區(qū)管道建設(shè)和運(yùn)營管理中所遇到的矛盾和問題，絕大部分都沒有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)和答案。只有堅(jiān)持以問題為導(dǎo)向，深入實(shí)際調(diào)查研究，在實(shí)踐中不斷探索總結(jié)規(guī)律，才能逐步取得工作的主動權(quán)。

在山區(qū)管道地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警方面。對管道沿線地面進(jìn)行了衛(wèi)星圖像采集、無人機(jī)傾斜攝影；建立地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖形庫，分析地質(zhì)條件變化產(chǎn)生的潛在隱患；在一些地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)安裝地質(zhì)災(zāi)害、管道本體監(jiān)測設(shè)備，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析計(jì)算，掌握地質(zhì)災(zāi)害及管道本體狀態(tài)，提前介入避免管道受到影響和遭到破壞。如成功預(yù)警2018年8月中緬管道K321滑坡、2020年6月中貴管道K466+500米滑坡等，有效提升了山區(qū)管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控水平。

在山區(qū)油品管道投運(yùn)方面。山區(qū)管道由于連續(xù)大起伏，U型彎較多，投運(yùn)情況特別復(fù)雜。例如，中緬管道進(jìn)入國門后的管段處于擠壓強(qiáng)烈、斷層發(fā)育地質(zhì)區(qū)域，特別是怒江段高山深谷、地形陡峭，局部地段水平距離僅有20 km，但垂直高差超過1500 m；2017年6月，中緬原油管道以“常溫密閉輸送+管道充水+以油頂水”的方式投運(yùn)，由于對投運(yùn)油水密度差考慮不足、泵和管輸設(shè)計(jì)余量偏小等原因，出現(xiàn)了怒江后高點(diǎn)無法翻越的情況，通過3次在油頭前排放部分投產(chǎn)水、啟泵增壓等“前引后推”模式才投運(yùn)成功。山區(qū)油品管道投運(yùn)的特殊性使我們認(rèn)識到：對于連續(xù)大落差油品管道的設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮設(shè)計(jì)余量并多方評估；投運(yùn)方案應(yīng)運(yùn)用臨界工況邊界條件進(jìn)行室內(nèi)計(jì)算機(jī)模擬或相似性試驗(yàn)驗(yàn)證，避免氣阻、彌合水擊等情況出現(xiàn)。

另外，我們正在開展自動化、智能化管道建設(shè)和運(yùn)營管理技術(shù)研究，如山區(qū)高強(qiáng)鋼管道全自動焊裝備研制和流程設(shè)計(jì)；建設(shè)智能工地，實(shí)現(xiàn)建設(shè)資料數(shù)字化交付；建設(shè)管道孿生體綜合控制管道運(yùn)行及安全；探索軸向應(yīng)變內(nèi)檢測等針對性內(nèi)檢測技術(shù)；研發(fā)便捷化搶險(xiǎn)裝備；研究山區(qū)油品泄漏擴(kuò)散影響范圍和控制機(jī)制；研發(fā)管道永久修復(fù)材料和方法。2020年6月，公司研發(fā)的X70 B型套筒國內(nèi)首次在線焊接試驗(yàn)成功，新型套筒壁厚較Q345R套筒減薄19%～30%，現(xiàn)場組裝及焊接工作量降低約20%，并形成了配套的焊接、焊后熱處理以及無損檢測等關(guān)鍵技術(shù)，使我國管道缺陷套筒修復(fù)技術(shù)邁上了一個新臺階。

雖然公司在上述領(lǐng)域取得了一定的成果，但由于公司成立時(shí)間較晚，技術(shù)和管理相對薄弱，還有一些難題亟待解決。借助第二屆中國智能化油氣管道與智慧管網(wǎng)技術(shù)交流大會在成都舉行的契機(jī)，我們組織召開了西南山區(qū)管道重要難題研討會，認(rèn)真聽取與會院士和專家學(xué)者就保障山區(qū)管道建設(shè)和安全運(yùn)行的意見建議。希望能進(jìn)一步加強(qiáng)國內(nèi)外交流合作，共同為山區(qū)管道安全發(fā)展出謀劃策，早日將我國山區(qū)管道建設(shè)運(yùn)營管理水平提升到國際領(lǐng)先水準(zhǔn)。

編輯部：非常感謝您接受采訪。

專家簡介：鄒永勝，教授級高級工程師，現(xiàn)任國家管網(wǎng)集團(tuán)西南管道有限責(zé)任公司黨委委員、常務(wù)副總經(jīng)理，負(fù)責(zé)公司生產(chǎn)運(yùn)行、市場經(jīng)營、客戶服務(wù)、科技信息、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量及行政事務(wù)等工作。

先后負(fù)責(zé)并參與西部原油管道加劑綜合熱處理順序輸送現(xiàn)場工業(yè)試驗(yàn)研究，獲得中國石油西部管道公司科技進(jìn)步獎特等獎；多品種原油同管道高效安全輸送新技術(shù)，獲得中國石油集團(tuán)公司科技進(jìn)步獎一等獎；西部管道“無人站”建設(shè)規(guī)劃（西部管道站場區(qū)域管理規(guī)劃）,獲得中國工程咨詢協(xié)會優(yōu)秀工程咨詢成果獎三等獎；復(fù)雜山區(qū)跨越油氣管道事故預(yù)測和應(yīng)急處置關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用，獲四川省科技進(jìn)步獎二等獎；典型地質(zhì)災(zāi)害下山區(qū)油氣管道風(fēng)險(xiǎn)管控關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，獲四川省科技進(jìn)步獎二等獎。

先后發(fā)表了《天地聯(lián)合的區(qū)域山地管道地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系研究》《西南地區(qū)管道保護(hù)法律實(shí)踐》《法國GRTGAZ和TRAPIL管道公司運(yùn)營管理模式分析》《西南管道公司應(yīng)急處置能力建設(shè)》等多篇論文。