埋地长输油气管道地质风险分析及保护措施研究

许延军

长输管道是我国国民经济的重要命脉，广阔的地域面积导致管道沿线地质条件复杂多变，加之人类的施工生产活动日益频繁，更加剧了地质灾害的易发性。一旦自然灾害发育，导致输送管道受损，定会带来巨大的经济损失，甚至诱发灾难性的安全事故。《长输管道地质灾害风险评价与控制》一书以埋地长输油气管道为基础，详细阐释了国内长输管道沿线潜存的不同地质灾害类型、机理及成灾特点，结合实例分析了各地质风险可能引发的长输管道安全事故。针对不同地质灾害提出了相应地预防措施，建立了一套适应于我国长输管道科学经济的地质风险分析及防治体系，为今后长输管道安全运行提供了重要理论基础和技术参考。

根据成因可将地质灾害分为：①地壳内部构造作用，如地震、塌陷、断裂等;②地壳外部构造作用，如滑坡、泥石流、洪流、沙埋或风蚀等;③特殊岩土作用，如湿陷性黄土、膨胀土、盐渍土或冻土变形等。施工时应尽量避免地表断裂及主要断裂活跃地带，从而规避地震可能引发的管道损坏。构造裂缝是由于内应力引发的，其会横穿管道，直接破坏管道、甚至导致管道开裂瘫痪、缩短管道服役寿命、破坏安全稳定生产。然而地质灾害的发生不限于自然因素，人类活动也是较重要的诱发因素，通常表现为诱发速度快、受灾范围大及管道损害严重等特点。

造成地表塌陷沉降的主要因素是地层构造特性及人类的生产挖掘开发活动。地壳外部构造引发的地质灾害中，滑坡泥石流往往伴随发生，其在我国气候影响下集中多发于每年的固定时期。强降雨季节引发暴雨洪流，进而诱发滑坡泥石流等地质灾害，多发生于黄土高原，因为该区域土质疏松、崩滑体充分发育，不仅为泥石流滑坡等潜在的实体供给，且有利于能量传播。不同类型特殊土体如湿陷性黄土也会导致管道遭受黄土侵蚀，湿陷性黄土和黄土侵蚀两者分布类似，通常分布于上更新统和全新统黄土。而我国常说的“黄土喀斯特”现象便是由于黄土在地下水的侵蚀作用下形成的，主要表现为洞穴、落水洞、天生桥等。特殊土体中广泛分布的其他两类为膨胀土及盐渍土，也是引发当前长输管道地质风险的主要灾害之一。此外，我国冻土面积分布广泛，多年形成的冻土地带中孔隙水会由于低温结冰，导致土体膨胀，其体积膨胀比通常可达9%，也对埋地管道造成严重威胁。

目前国内油气长输管道建设项目，通常采用建管分离模式，建设单位为控制工程投资， 将工作重点放在主体工程的建设上， 对保证管道安全运行的地质灾害防治工作停留在轻“事前”重“事后”、轻“规划”重“补救”的层面，尤其是在地質灾害频发的地区，运营期管道的抢维修和隐患治理给运营单位带来了很大成本和安全压力。为保障长输油气管道的安全稳定运行，应事先结合实际地质条件分析易发的地质成灾类型、潜在风险，并制定相应地预防保护措施。据统计，已发生的灾害中长输管道地质灾害有一半以上是由于人为因素诱发，主要为不合理的地下掘取活动导致。因此，在制定长输管道地质风险预防保护措施时，一方面应尽可能避免地壳内部或外部构造作用引发的灾害，另一方面应重点集中在人为因素诱发地质灾害的研究。对于长输管道地质灾害的预防保护始终应贯穿在管道设计、施工和运营的全过程，事前预测评估是非常重要的，其可有效减少地质灾害发生的风险，并针对可能发生的地质灾害提出相应地合理有效的应对措施。

正如《长输管道地质灾害风险评价与控制》一书中所述：需要在管道设计与勘察阶段考察沿线地质特征，结合模糊综合评判等有效方法分析论证，并进行不同类型的地质风险预测评估;对于运营期的地质灾害风险管理，制订一套完善的管理体系，坚持预防为主，引进行业先进的管道地质灾害监测系统，合理利用管道运维资金，保障管道沿线各种水工保护设施的完整性和可靠性。在运行阶段加强长输管道沿线居民的法制常识普及，使其充分及时认识到保护输油管线的重要性，全面提高地质风险防范意识。