錢祖國(guó) 艾虎 楊濤

中國(guó)石油西氣東輸甘陜管理處

西氣東輸一線、二線、三線，陜京一線、二 線、三線及蘭鄭長(zhǎng)成品油管道等穿越甘肅、陜西的 黃土塬地區(qū)。本文通過(guò)分析黃土塬地區(qū)油氣管道線 路選擇對(duì)后期管道安全保護(hù)的影響，為管道路由的 規(guī)劃選址提供參考意見(jiàn)。

1 黃土塬地區(qū)不同線路選擇下的影響

1.1 橫坡鋪設(shè) 西氣東輸一線經(jīng)過(guò)的子長(zhǎng)、延川兩縣，地形地 貌特殊，溝壑縱橫，有20%的管道線路橫坡鋪設(shè)。

圖1 西氣東輸一線DD282橫坡段坡面裂縫

圖2 西氣東輸一線DD282橫坡段滑坡分析

如子長(zhǎng)縣境內(nèi)樁號(hào)為DD282兩處管段，就屬于 典型的橫坡鋪設(shè)段，順氣流左側(cè)方向?yàn)樾阊雍樱��?受河道侵蝕影響，坡腳一側(cè)水土逐漸流失，坡腳失 穩(wěn)后，引起靠管道一側(cè)階地出現(xiàn)牽引式下滑。一旦 坡面出現(xiàn)滑動(dòng)跡象將對(duì)管道產(chǎn)生一定的應(yīng)力，如應(yīng) 力無(wú)法得到釋放，達(dá)到一定限值后管道將會(huì)出現(xiàn)局 部變形或者斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。DD282處管段因受滑坡影響 先后多次對(duì)管溝開(kāi)挖釋放應(yīng)力，并修建坡面排水系 統(tǒng)，坡腳采取石籠反壓的方式進(jìn)行保護(hù)，以進(jìn)一步 抑制滑坡體的變化。采取橫坡鋪設(shè)的管道如遇地質(zhì) 災(zāi)害，需要投入大量的資金進(jìn)行保護(hù)。（圖1、2）

1.2 穿越采空區(qū)

西氣東輸一線、二線經(jīng)過(guò)的靈臺(tái)縣、子長(zhǎng) 縣、麟游縣地下煤礦資源豐富，線路選擇出現(xiàn)壓覆 礦的情況無(wú)法避免。部分管段距離采空區(qū)較近，在 后期管道保護(hù)工作中，壓覆礦區(qū)域要合理預(yù)留安全 礦柱，同時(shí)要定期對(duì)安全礦柱進(jìn)行有效性評(píng)價(jià)，以 避免越界采礦行為。如無(wú)專業(yè)設(shè)備，難以及時(shí)判斷 采礦行為是否超越安全警戒范圍，增加了管道保護(hù) 工作的難度。如果發(fā)生采空區(qū)塌陷，將引起管道局 部褶皺或者斷裂，危及管道安全。

1.3 穿越黃土大沖溝

管道敷設(shè)時(shí)多采用大開(kāi)挖方式穿越黃土大沖 溝，由于黃土的濕陷性，結(jié)構(gòu)破壞后，受降雨、農(nóng) 田灌溉等因素影響極易造成管溝水土流失，出現(xiàn)陷 穴，當(dāng)陷穴進(jìn)一步擴(kuò)大形成貫通的潛蝕環(huán)境時(shí)管道 就會(huì)懸空。（圖3、4）

圖3 黃土大沖溝大開(kāi)挖穿越方式

圖4 沖溝段穿越管道底部懸空情況

對(duì)西二線黃土塬地區(qū)多處大沖溝穿越段管道 進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)證，均發(fā)現(xiàn)管底出現(xiàn)不同程度的懸空現(xiàn) 象，懸空高度局部可達(dá)2m，懸空暴露處長(zhǎng)度已經(jīng) 達(dá)到10m左右。如果管底空穴進(jìn)一步擴(kuò)大，達(dá)到管 道懸空最大限度后，管道將承受上方覆土造成的垂 直應(yīng)力作用，威脅管道安全。

1.4 與城鎮(zhèn)近距離并行

黃土塬地區(qū)的城鎮(zhèn)多坐落于山谷之中，沿縣 道、省道呈帶狀分布。管道路由選擇因受地形限 制，距離鄉(xiāng)鎮(zhèn)、城區(qū)較近。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市規(guī) 模逐年擴(kuò)大，造成了管道穿越區(qū)域地區(qū)等級(jí)升級(jí)、 管道安全距離不足和第三方施工威脅等諸多問(wèn)題。

圖5 管道周邊林立的高樓

如，西氣東輸一線管道從子長(zhǎng)縣城區(qū)邊緣經(jīng) 過(guò)，但后來(lái)管道周邊逐漸規(guī)劃了大型居民區(qū)，目前 管道50米范圍內(nèi)高樓林立，造成地區(qū)等級(jí)升級(jí)。同 時(shí)第三方施工增多，施工挖掘傷害引起的管道安全 風(fēng)險(xiǎn)加大。一旦管道出現(xiàn)泄漏、爆炸等事故，將會(huì) 嚴(yán)重威脅周邊公共安全。為此，管道企業(yè)需要投入 大量資金來(lái)控制風(fēng)險(xiǎn)。（圖5）

2 黃土塬地區(qū)線路選擇有關(guān)建議

2.1 應(yīng)采取順坡鋪設(shè)

從管道運(yùn)行、保護(hù)的實(shí)踐看，山體滑坡、崩 塌等地質(zhì)災(zāi)害對(duì)管道的影響橫坡段較順坡段嚴(yán)重。 因此，在黃土塬地區(qū)管道線路選擇應(yīng)盡量采取順坡 鋪設(shè)的方式。

2.2 應(yīng)避免穿越礦區(qū)

除受地形限制外，管道路由選擇應(yīng)盡量避免壓 覆礦或者穿越礦區(qū)，除了降低管道保護(hù)難度外，還能 大大減少后期監(jiān)測(cè)、治理費(fèi)用。對(duì)采空區(qū)穿越區(qū)域應(yīng) 實(shí)時(shí)監(jiān)控管道的應(yīng)力變化，關(guān)注土體位移情況，一旦 管道應(yīng)力超越警戒值需要及時(shí)釋放管道應(yīng)力。

2.3 合理選擇穿越方式

由于黃土被擾動(dòng)后結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，遇水極易 流失，在線路選擇時(shí)應(yīng)盡量避免穿越黃土大沖溝， 或者采取橋梁跨越的方式穿越，以減少擾動(dòng)范圍。 其他黃土區(qū)域的施工,應(yīng)盡量減少開(kāi)挖作業(yè)面，部 分地區(qū)可采取斜井、隧道方式穿越。

2.4 與城區(qū)保持足夠的距離

黃土塬地區(qū)的城鎮(zhèn)由于受地形限制，一般呈 縱向擴(kuò)張發(fā)展。長(zhǎng)輸管道線路選擇應(yīng)充分考慮城區(qū) 的擴(kuò)張速度，保持足夠的距離。

3 結(jié)論和建議

黃土塬地區(qū)不同的管道線路選擇，影響了后期 安全保護(hù)工作難度和工作量。因此，在線路規(guī)劃階 段應(yīng)關(guān)注途經(jīng)區(qū)域的地質(zhì)條件等重要因素，選擇最科 學(xué)、合理的路由，為確保管道安全創(chuàng)造有利條件。◢

參考文獻(xiàn)：

[1] 李喜安，宋焱勛，葉萬(wàn)軍. 黃土洞穴潛蝕工程地 質(zhì)，2010

[2] 王建，董振. 淺談?dòng)推烽L(zhǎng)輸管道路由的選擇，2013

《管道保護(hù)》2015年第6期（總第25期）