朱磊
国家管网集团东部原油储运有限公司 江苏 徐州 221008
【摘要】油气长输管道是线性工程，不可避免的要穿越河流、湖泊等水体，随着管道运行时间的增加和自然环境的变化，管道途经水体段易发育成自然灾害易发区。经分析统计，近年来坡面水毁类地质灾害数量占管道地质灾害总量约30%，且风险较大。研究坡面水毁地质灾害评价方法和防护措施，对保护油气管道安全具有较大意义。本文通过钟荆原油管道漳湖垸管段鱼塘坡面水毁地质灾害治理工程实例，研究油气管道坡面水毁类地质灾害防治风险评价方法，以及治理措施，保障管道安全运行。
【关键词】油气长输管道、坡面水毁、定性评价、防护措施
钟荆原油管道位于湖北省荆门市境内，全长75km，管径Φ219，设计压力为6.27MPa，承担着江汉油田和荆门炼厂原油输送的重任，是国家重要的能源基础设施。漳湖垸原油管段约230m管道以大开挖方式沿漳湖垸鱼塘边坡敷设，呈南北走向，管道埋深1.04-1.46m，距鱼塘坡面最近处仅1.5m。漳湖垸鱼塘深度6～10m，面积约2000㎡，坡面顶与鱼塘水面临空高度约3-4m。漳湖垸鱼塘边坡长期受雨水冲刷以及鱼塘水淘蚀，水土流失严重，岸坡破裂、坍塌现象严重。对漳湖垸鱼塘边坡水毁地质灾害进行科学全面的分析评价，以及采取针对性的管道防护措施是十分必要的。
1.坡面水毁地质灾害风险评价
目前，地质灾害风险评价的方法有定性评价、半定量评价，以及定量评价三种方法。定量评价方法主要适用于滑坡、崩塌等地质灾害评价。半定量评价、定性评价适用于坡面水毁等地质灾害评价，本文采用定性评价法。
1.1评价原则
1.1.1按照“谁普查、谁负责，谁主管、谁负责”的原则，“一步一个脚印”徒步开展普查工作，摸清管道埋深等技术参数及管道周边地质环境现状，重点突出管道与周边环境的相对位置关系，全面识别可能危及管道安全地质灾害风险。积极协商地区国土管理部门，获取管道沿线周边最新的地质状况资料，并收集地质勘查报告、竣工报告等管道基础资料。
1.1.2依据SY/T 6828 《油气管道地质灾害风险管理技术规范》，明确风险管段灾害易发性、管道易损性、管道失效后果风险等级，综合定性评价坡面水毁地质灾害风险等级。
1.2识别方法
1.2.1资料收集
1.2.1.1地质勘察资料。地质勘察结果显示，该段管道途经区域属汉江I级阶地地貌，地层分为9层，第1至3层分别为素土层、层粉质粘土，第1层：素土层（深度0-0.4m），此地层结构松散，土质不均，水土易流失；第2层：层粉质黏土层（深度0.4-1.1m），此地层呈可塑状态，中压缩性，强度较高，土质均匀；第3层：层粉质黏土层（深度1.1-2.5m），此地层呈软~可塑状态，中缩性，强度一般。管道处于第2至3土层（管道埋深1.04-1.46m）。
1.2.1.2地形地貌、水文气象。管道途经区域地势较为平坦，处于中纬度地区，属北亚热带湿润大陆季风气候，年平均气温16.1℃，年平均降水量1025.6mm，但是近年来，该区域降水量大大超过了年平均值，约为2000mm。
1.2.1.3管道本体情况及周边环境。该段管道埋深1.04-1.46m，以大开挖方式途经鱼塘边坡，由于种种原因，钟荆原油输送管线未进行基于内检测的完整性评价，该段管道焊缝、内腐蚀等情况不明。管道周边200米范围内存在约10户居民、G234国道、废弃监狱、连片鱼塘、河沟等，属环境敏感区。
1.2.1.4历史人工工程活动。漳湖垸鱼塘起初是砖厂取土后形成的深坑，后期由于深坑逐渐扩大，形成了目前的现状。经现场踏勘，鱼塘面积有进一步扩大的趋势，尤其是临近管道一侧。
1.2.2地面调查
临近管道一侧鱼塘边坡总体为斜坡，坡度约60°，部分岸坡呈垂直状态。鱼塘深6-10m，水面距坡顶约3m，影响管道长度约230m。
临近管道侧鱼塘坡顶基本无植被，汛期期间，降雨易造成水土流失，尤其是近年来，水土流失越发严重，地面可见较多深冲沟，且前期采用的地面标记木桩位移幅度明显增大，岸坡有潜在崩塌风险。
1.3风险分级
定性评价法将单体地质灾害风险分为五级：高、较高、中、较低、低。定性评价包括地质灾害易发性、管道易损性和后果评价三项评价内容，均分为三个等级：高、中、低。
1.4定性评价结论
1.4.1地质灾害易发性定性分级
临近管道侧漳湖垸鱼塘坡面水土流失严重，坡面可见大的冲刷沟，植被稀少，1年内地貌改变明显，且前期采用的地面标记木桩位移幅度明显增大，地质灾害易发性等级高。
1.4.2管道易损性定性分级
临近管道侧漳湖垸鱼塘坡度加大，部分岸坡呈垂直情况，存在潜在崩塌的风险，对管道的危害性大，极易管道破裂或断裂，进而导致原油泄漏，管道易损性等级高。
1.4.3管道失效后果定性分级
管道周边200米范围内存在约10户居民、G234国道、废弃监狱、连片鱼塘、河沟等，环境较敏感，管道失效后果等级中。
1.4.4定性评价风险等级分级
依据SY/T 6828 《油气管道地质灾害风险管理技术规范》可知，钟荆原油管道漳湖垸管段鱼塘坡面水毁地质灾害风险等级高，为不可接受风险，应尽快采取有效对应措施降低风险。
2.防治方式
为尽快消除漳湖垸管段鱼塘边坡水毁地质灾害高风险，保障管道安全运行，结合地质勘察报告，拟定了回填防护、钢板桩支护、定向钻换管三种防护措施，本文通过分析三种防护方式的优缺点，以确定最终的防护措施。
2.1 回填防护方案
在漳湖垸鱼塘一侧一定范围内回填土石防护，回填总长度约238m，回填土石总方量约1万m3。水面以下回填土用建筑垃圾、碎石、卵石等块体或散体材料；水面以上回填土采用黏性土或粉土；回填土顶面最后一步采用黏性土，既做隔水层又可植草或种树。回填后形成的边坡水面以上坡面及坡顶植草或种树进行绿化保护，绿化面积约3000㎡。
2.2桩板墙方案
在边坡顶部边缘向鱼塘侧3.5m的位置，设置一排130根C30钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩径0.8m，支护总长度225m。在原始坡面以上，采用C25钢筋混凝土预制挡板支挡，内侧回填土至坡顶。顶面0.5m采用黏性土回填，撒草籽，进行植被保护。
2.3定向钻换管方案
在管道原路由，采取定向钻换管防护方式，从第6土层（深度9-12m）：粉质粘性土层穿越，该土层呈可塑状态，强度较高，土质较均匀，工程性质较好，新建管道450m。
2.4 防护方案的选择
防护方案的选择主要从环保要求、经济性、及时性等方面进行分析对比，确定最终的防护方案。环保要求上，桩板墙方案和定性钻换管方案防护效果较好，且对环保影响非常小；回填防护方案回填方量大，采用的建筑垃圾或碎石土需满足国家环保要求，建筑垃圾或碎石堆入鱼塘后，施工材料成分不清楚，存在影响鱼成活的因素。经济性上，回填防护方案和桩板墙方案工程造价相对较低，但鱼塘赔偿费高；定性钻换管方案工程造价相对较高，鱼塘赔偿费用较低。及时性上，回填防护方案和桩板墙方案施工受季节限制较大，风险消除周期时间较长；定向钻换管方案施工不受季节限制，能够及时消除隐患。经上述综合分析，最终采用定向钻防护方案。
3.结束语
钟荆原油输送管线漳湖垸管段鱼塘边坡水毁采取定向钻防护方式后，经受住了2020年湖北地区汛期严峻的考验，管道运行平稳。通过此例，在油气管道出现坡面水毁地质灾害时，可采用定性评价方法，综合评价管道风险，确定针对性的整治措施，及时消除安全隐患。另外，也可在汛期开始前，采用定性评价法对管道开展专项评估，治小治早，将安全隐患扼制在萌芽状态，保障油气管道安全运行。