摘要:近年来,随着社会经济的不断发展,国家越来越重视能源的转型,天然气管道建设的步伐也在逐步加快。天然气管道建设具有规模大、高投资等特点。在天然气运输中,采用缩短运输时间、降低运输成本、管输等方式,为经济建设发挥了重要作用,因而天然气管道运营的安全问题也日益备受关注。天然气管道沿线经过的地质环境条件多样且复杂,必然会承受各类地质灾害风险的考验。本文将从天然气管道沿线常见的地质灾害风险和对风险的防控两方面进行分析与探讨,希望能够对保障天然气管道运营安全工作提供帮助,促进我国天然气管道建设。
关键词:天然气管道;地质灾害;风险;防控
天然气管道作为社会发展和国民经济的“生命线”,安全运输责任重大,但具有点多线长、环境复杂、易燃易爆等特点,而且随着天然气市场和管道建设的变化,气源、流向、管网日益复杂,平衡管道安全难度系数和不可预见因素都大大增加,给天然气管道建设和运营管理工作提出了更高标准。地质灾害不但会破坏天然气管道,而且还容易导致火灾、爆炸等事故的产生,给人员、经济带来巨大损失。对此,明确天然气管道在运输中常见的地质灾害的破坏机理、形式,才能为防范地质灾害风险提供依据。
一、天然气管道运行中常见的地质灾害
(一)滑坡
滑坡是指山体受到地层岩性降水、地形地貌、地震、人类工程活动等多种因素的影响,在重力作用下由软弱面向下整体滑落的现象。依据滑坡对天然气管道的影响,可以将滑坡分为复杂滑坡、横向滑坡、纵向滑坡。当天然气管道在运输中经过滑坡区时,不同的经过方式会对天然气管道有不同的影响,具体情况如下:①当天然气管道顺坡敷设时,滑坡的主滑方向与管道敷设方向平行、滑坡处于下滑状态,而管道处于静止状态,滑坡和管道之间就会产生相对拉张作用,当管道所受下滑应力小于管道强度允许的应力极限时,管道未受到破坏性损坏,但其外部的绝缘保护层及防腐保护层可能受到一定程度的损伤;当下滑产生的应力超过管道强度允许的应力极限时,则有极大的可能性在管道焊缝、转弯处或相对薄弱处产生裂隙,甚至直接被拉断[1]。②当天然气管道横坡敷设时,管道的敷设方向与主滑方向垂直,坡体若产生下滑,则管道受到横向剪切力。当管道的抗剪强度低于坡体下滑造成的剪切力时,管道因坡体下滑的应力被剪断。值得注意的是,在相同的管道材质及管径等情况下,管道的抗剪能力要远低于管道的抗拉能力。
③当天然气管道被敷设在滑坡剪出口下方,下滑山体下滑时会不断在天然气管道上部堆积、覆盖,破坏管道施工区的地貌地形,形成稳定性差的斜坡,在极端天气和突发事件(暴雨、地震)的影响下,移动的滑体可能导致天然气管道被剪断。④当天然气管道敷设于滑坡体后缘外侧时,受极端天气或较差岩土体性质影响,滑坡进一步向滑坡体后缘扩大或因其他原因引起滑坡体二次发育时,也有可能造成管道受剪切力而产生破裂、断裂。
(二)泥石流
泥石流指的是山坡上或山区沟谷出现的一种特殊洪流,泥石流既非滑坡,也非流水。是由于长时间的降水使沟床或山坡的固体堆积物被大量水体浸透而导致稳定性降低,在一定的地形条件和自身重力作用下,进行向下运动,形成泥石流。典型的泥石流是由富含粘土及粉砂和含量为30%,甚至高达80%的悬浮着的固体碎屑物的粘稠泥浆组成。
天然气管道一般以穿越、顺沟以及跨越等方式穿过泥石流沟谷进行敷设。泥石流具有较强的侵蚀和冲刷能力,一方面可能会导致管道被淤埋,使管道承受的外压力增加,另一方面在冲刷力作用下,还可能使管道外露、悬空,引发管安全事故。通常对于穿过泥石流区域的天然气管道存在管道移位、变形甚至冲断的风险。
(三)管道水毁灾害
管道水毁灾害是指由水动力引发的灾害,主要分为河沟道水毁和坡面水毁两类,其表现形式有:洪水冲击、溪流冲击、河床下切、河流改道、冲沟、地表冲刷、坡面滑垮塌等[2]。
河沟道水毁:河沟道水毁会影响穿过河流沟谷地带的天然气管道,而且在水流冲刷下,容易导致管道裸露,又受侧向冲刷,使管道出现浮管、悬空的现象。
坡面水毁:大于十五度以上的斜坡,容易受到坡面水毁的影响,对重力式挡土墙、回填土、水工保护等产生冲刷作用,就会造成管道悬空、裸露,损坏管道绝缘
层。
(四)危岩崩塌
危岩崩塌是在一定的自然条件、地质条件、重力条件的件用下,部分组成斜坡的岩土体向下崩落运动,岩体崩落称为危岩体,大规模的崩塌被称为山崩。与上述几种常见的地质灾害相比较,由于危岩崩塌面积小,对管道的破坏规模并不大,但其具有突发性强的特点,同时,存在威胁管道巡线人员安全的可能。因此在天然气管道运输安全工作中也是不能轻视的。
二、天然气管道地质灾害的防控措施
(一)提高管道安全水平,加强管道保护
要防止第三方对管道的损坏,加大遏制断缆风险工作,做好线路巡护和第三方施工巡查等,保持“零伤害、零占压”成果[3]。在光缆标志桩等整治工作方面,要对管道位置和埋深进行全方位检测,精准掌握光缆偏移和埋深情况并及时进行整治,而且还需完善公安、安监部门与地方政府的联动联防机制,通过案例宣传、建立有效奖励制度和走访制度等多种宣传手段,加强保护管道宣传工作。
(二)加强地质灾害的防治工作
首先,在管道建设前期,对管道沿线的地质情况进行地质灾害危险性评估,尽量绕避地质灾害高易发区段,或者是采取有效的防治措施,使其适宜管道建设;
其次,通过地球遥感图像和地理信息系统进行监测和标度可造成地质灾害的重点区域(如断裂带、地震多发区等)。从宏观上掌握地理环境,提升对地质灾害的专业监测效率。
最后,管道运营期间可以通过定期对管道沿线进行地质灾害专业排查,划分地质灾害易发区段,对其进行次重点地质灾害防治风险管理等。
(三)提高管道应急抢险能力,完善应急抢修体系
要建立健全完善的应急抢修体系,根据实际需要,在力量配备、机具配置、功能布局上实现优化组合。通过全面推行“蓝、黄、红”三色预警机制和执行严格的第三方施工督管规定,严防第三方对管道的破坏。并且模拟典型事故进行应急抗险演练,加强工作人员的日常培训和教育工作,提高应对突发事件的实战水平和能力,并且加密重点区域和重点线路的巡护,使管道安全的执行力得到提高。
(四)加强技术创新的支撑作用
虽然在天然气管道的地质灾害防治工作中,我国已经开始利用天然气管道危害监测、识别、评价等实用技术,但是在实际操作中,技术创新力度不够,信息化应用、信息系统支持还有待加强,需要不断创新,发挥技术创新的支撑作用。
结束语
综上所述,天然气管道线路较长,且穿过各种复杂地质条件的地区,必然会受到各种地质灾害的影响,这种客观存在,不因人类的意志而转移,但是我们可以发挥主观能动性,主动分析天然气管道面临的地质风险,并采取积极主动的措施有效进行控制。在天然气然管道运输行业发展的新任务、新形势下,建议相关部门提高管道建设及运营安全水平,深化管道保护毫不松懈。同时还要做好《中华人民共和国石油天然气管道保护法》的贯彻宣传力度,通过管道保护法保障管道的建设、运行、维护,保证我国天然气管道能够平稳、安全运行,进而促进我国社会的经济建设与发展。
参考文献:
[1]尤晓风.浅谈天然气管道地质灾害及其风险控制[J].中国化工贸易,2015(9).
[2]孟凡,汤棠.天然气管道地质灾害及其风险控制分析[J].中国石油和化工标准与质量,2019(13).
[3]史玲,吕涛.地质灾害风险评价与风险管理[J].四川建材,2017(6).
[4]中华人民共和国石油天然气管道保护法.主席令11届第30号,2010等.