杜慧敏 刘佳南
国家管网集团东部原油储运有限公司 江苏徐州 221008
摘要：国内很多长输油气管道输送距离长，途经区域地形复杂，安全问题日益突出，根据近几年对管道失效原因的统计，第三方施工破坏降为第二位，突发地质灾害升为第一位，特别是在一些地质条件复杂的山区地段，地质灾害严重危害着管道的安全。一旦在管道周围发生突发性地质灾害，管线将在短时间内受到严重的影响甚至破损，而且还可能产生许多次生灾害，如火灾、爆炸、环境污染等。本文针对油气管道可能存在的典型地质灾害类型（崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、采空地面塌陷、岩溶地面塌陷、活动断裂、湿陷性土等），探讨了地质灾害对油气管道的危害特征及灾害减缓控制技术方案。
关键词：地质灾害；油气管道；抢修
引言
我国幅员辽阔，绝大部分省区都分布有埋地油气输送管道，影响管道安全运行的所有地质灾害种类在我国都有所涉及[1]。通常在发生地质灾害时响应的窗口期很短，能否快速抢险对管道本身的运行、公众安全和环境起到决定性影响，因此，对油气管道地质灾害进行准确识别、快速抢险对保障管道的安全运行极为重要。
1地质灾害对油气管道危害现状
长输油气管道是典型的线性工程，而线性工程的特点就决定了油气管道工程建设将不可避免地遇到各种地形地貌、地质水文条件的不良影响。从中国目前的情况看，已经建成的西气东输、西部管道、兰成渝管道、涩宁兰管道、陕京管道、兰郑长管道，以及在建的油气管道，无一例外地遭受上述环境地质灾害的影响。中石化川气东送、西南成品油管道、仪长大武支线、中石油西气东输、陕京线等均有相关案例发生，给国家带来重大损失和人员伤亡。
2.典型地质灾害的抢险技术方案
2.1崩塌
崩塌是陡坡上的巨大岩土体，在重力和其他外力作用下，突然向下崩落的现象。崩塌过程中岩土体猛烈地翻滚、跳跃产生巨大的冲击动能，可以造成管道局部的严重变形甚至断裂，迅速丧失其输送功能，甚至引发次生的爆炸或污染灾害。崩塌灾害因为其突发性，通常应进行预排查和预处理，此阶段可进行削坡、被动防护网、砌筑挡墙的主动措施，还可在突发情况下进行挂网、挖除、清坡处理，控制崩塌的扩大发生。
崩塌地质灾害发生后，现场临时紧急的灾害减缓控制技术比较有限，一般只能做到最大限度避免管道进一步受到损伤，可以考虑以下几种技术手段：
（1）管道从崩塌危岩体下方、地表架空穿越；
（2）管道从崩塌危岩体下方、地下埋管穿越。
2.2滑坡
滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象,是由某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致。大量的工程实践表明，较小的滑坡位移就可能导致油气管道发生严重变形，不仅导致其丧失原有的输送功能，还可能引发泄漏污染甚至爆炸的安全事故。滑坡处于失稳状态时，通常的处理方案是监控量测、截排水沟、削方减载、堆载压脚、挡土墙、抗滑桩等常用滑坡治理措施，还可采用开挖应力消减沟，缓解管道的应力。
针对滑坡主控作用因素的临时紧急治理，常见的技术与措施可有以下几种：
（1）设置木桩（钢板桩）加固土体、防护管道；
（2）滑坡体上方削坡减重，滑坡体下方坡脚堆载；
（3）挖设应力削减沟；
（4）临时的排水、防水措施；
（5）管道稳定性的加固措施。
2.3泥石流
泥石流地质灾害的形成需要特定的地形地貌条件、浅表层物源分布和降雨条件，故在敷设油气管道前应采取调查评估措施，加强对恶劣降雨气候的预测预报，采取拦挡、导流或改线避让措施。泥石流破坏力大，小范围破坏时可采取接管措施，大面积掩埋情况下可采取挖除堆积物措施后再行处理。泥石流处理过程中仍须持续监测，防止发生二次地质灾害。
由于泥石流地质灾害有着较大的流域，包括形成区（启动区）、流通区和堆积区，灾害发生后，根据管道所处的流域位置，可以考虑以下几种技术手段：
1）对于冲刷作用导致管道裸露、悬空的情况：悬空的管道中点部位砌筑基座进行支撑。
2）对于埋地管道的情况：清除管道上方压覆的土石及淤泥，减轻管道承受的荷载。
3）对于架空管道基座遭受损毁的情况：管道基座周围打入一圈木桩（钢管桩）拦挡泥石流的大块岩石，减轻泥石流的堆积体对管道的推挤作用力；或其他方式对基座进行临时加固。
4）对于管道遭受大块岩石冲击的情况：裸露的管道覆盖草垫编织物，防治泥石流岩块冲击。
5）对于管道遭受泥石流堆积体推挤的情况：清除管道向泥石流上游一侧的堆积体，打入一排平行于管道的木桩（钢管桩）拦挡泥石流的大块岩石，减轻泥石流的堆积体对管道的推挤作用力；管道下方掏挖多个小涵洞，疏通淤积的泥砂、泥浆等细颗粒流体。
2.4地裂缝
地裂缝的成因多样，一般由岩土体自身结构性质变化、地下人工或天然空洞、崩滑体后缘拉裂等，应针对不同情况采取治理措施。对因岩土体性质产生地裂缝的管道敷设区，首先应结合区域地质资料，做到预防判断，其次可采取适当的加固、避让和抗变形结构措施。地裂缝突发地质灾害时，判断拉裂和错动的程度，根据管道结构损毁的情况采取补强和接管措施。同时调研地裂缝发育程度，采取充填、岩土改性或加固等处理措施。
一般可以考虑以下的几种现场临时紧急的灾害减缓控制技术措施：
（1）埋地管道挖除覆土及围土，减轻管道的额外负荷并便于施工；
（2）对沉陷较大的地裂缝一侧的管道进行垫支，缓解变形；
（3）对于变形较大的管段逐段起吊，从底部进行垫支，缓解变形；
（4）因基座不均匀斜歪沉陷导致管道扭转时，修正基座形态、缓解扭转的作用力。
2.5采空地面塌陷
采空区沉陷的治理包括针对管道的干预和针对煤矿的干预。针对管道的人工干预通常包括开挖管沟、覆土减载、管道抬升释放应力，以及局部管道改线等。主动采取这些干预措施将使管道内部应力应变始终控制在允许范围内，保证管道安全；针对煤矿的干预是通过与矿权人进行沟通协调，停止、暂缓或调整采掘工作面以保护管道通常的处理方法是采用开挖应力消减沟，缓解管道的应力，对于浅部空洞地面塌陷情况，也可就地取材快速填筑空洞，或采取注浆加固等处治措施。
2.6岩溶地面塌陷
岩溶塌陷的形成条件很复杂，影响因素多，突发性和隐蔽性强。一般而言，岩溶塌陷地质灾害的治理工程主要集中在3个方面：加固、跨越和地表及地下水排导，具体实施中应根据岩溶洞穴位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件等进行综合分析，因地制宜选择合适的处理措施。
2.7活动断裂
活动断裂首先应采取地质踏勘、区域地质资料分析手段，结合当地地震情况和邻近工程处理措施进行预排查。活动断裂的发生破坏范围大，发生发展迅速，采取避让或特定交汇形式敷设，另可针对性做结构上的加强设计。在突发应急处理中，通常采取接管或补强措施。
2.8湿陷性土
湿陷性土在干燥或天然低湿度下往往具有较高的强度和较低的压缩性,但遇水后土体结构会迅速崩解破坏,土体强度迅速降低,产生大幅度的沉降,导致严重湿陷。
黄土湿陷地质灾害形式较为单一，湿陷区（坑）形状一般为不规则的近圆形，跨越湿陷区的管道主要受重力压覆而弯曲变形，一般可以考虑以下的几种现场临时紧急的灾害减缓控制技术措施：
（1）将湿陷区范围内的埋地管道挖除覆土及围土，减轻负荷；
（2）变形大的管段用滑轮起吊，其下换土垫层，并加砖垛临时支撑，或直接以木桩、钢板桩等支撑；
（3）湿陷区内（沿管线）回填碎石土、灰土等，并垫平；
（4）当管体歪斜、倾倒明显时，沿管体在湿陷区一侧打入木桩或钢板桩进行临时围护。
3 结语
在油气管道地质灾害发生后，首先需要确定突发地质灾害的类型、规模、破坏程度及管道失效后果等问题，采取临时的紧急措施与技术，以实现在最短时间内达到对灾情的最大控制；其次，兼顾地质灾害治理的长期性目标，根据灾情的紧急程度、抢险的规模、抢修与准备工作等提出相关的治理技术要点。
参考文献
[1] 王其磊,长输管道地质灾害定量风险评价技术研究,中国地质大学（北京）,2012.5；
[2] 卢彦博,川气东送管道的应急处置技术研究,西南石油大学,2013.6；