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      管道研究

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      黃土塬地區管道線路選擇 對管道安全保護的影響

      來源:《管道保護》雜志 作者:錢祖國 艾虎 楊濤 時間:2018-7-21 閱讀:

      錢祖國 艾虎 楊濤

      中國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、三線及蘭鄭長成品油管道等穿越甘肅、陜西的 黃土塬地區。本文通過分析黃土塬地區油氣管道線 路選擇對后期管道安全保護的影響,為管道路由的 規劃選址提供參考意見。

      1 黃土塬地區不同線路選擇下的影響

      1.1 橫坡鋪設 西氣東輸一線經過的子長、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。


      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

      如子長縣境內樁號為DD282兩處管段,就屬于 典型的橫坡鋪設段,順氣流左側方向為秀延河,因 受河道侵蝕影響,坡腳一側水土逐漸流失,坡腳失 穩后,引起靠管道一側階地出現牽引式下滑。一旦 坡面出現滑動跡象將對管道產生一定的應力,如應 力無法得到釋放,達到一定限值后管道將會出現局 部變形或者斷裂的風險。DD282處管段因受滑坡影響 先后多次對管溝開挖釋放應力,并修建坡面排水系 統,坡腳采取石籠反壓的方式進行保護,以進一步 抑制滑坡體的變化。采取橫坡鋪設的管道如遇地質 災害,需要投入大量的資金進行保護。(圖1、2)

      1.2 穿越采空區

      西氣東輸一線、二線經過的靈臺縣、子長 縣、麟游縣地下煤礦資源豐富,線路選擇出現壓覆 礦的情況無法避免。部分管段距離采空區較近,在 后期管道保護工作中,壓覆礦區域要合理預留安全 礦柱,同時要定期對安全礦柱進行有效性評價,以 避免越界采礦行為。如無專業設備,難以及時判斷 采礦行為是否超越安全警戒范圍,增加了管道保護 工作的難度。如果發生采空區塌陷,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

      管道敷設時多采用大開挖方式穿越黃土大沖 溝,由于黃土的濕陷性,結構破壞后,受降雨、農 田灌溉等因素影響極易造成管溝水土流失,出現陷 穴,當陷穴進一步擴大形成貫通的潛蝕環境時管道 就會懸空。(圖3、4)


      圖3 黃土大沖溝大開挖穿越方式

      圖4 沖溝段穿越管道底部懸空情況

      對西二線黃土塬地區多處大沖溝穿越段管道 進行開挖驗證,均發現管底出現不同程度的懸空現 象,懸空高度局部可達2m,懸空暴露處長度已經 達到10m左右。如果管底空穴進一步擴大,達到管 道懸空最大限度后,管道將承受上方覆土造成的垂 直應力作用,威脅管道安全。

      1.4 與城鎮近距離并行

      黃土塬地區的城鎮多坐落于山谷之中,沿縣 道、省道呈帶狀分布。管道路由選擇因受地形限 制,距離鄉鎮、城區較近。隨著經濟發展,城市規 模逐年擴大,造成了管道穿越區域地區等級升級、 管道安全距離不足和第三方施工威脅等諸多問題。

      圖5 管道周邊林立的高樓

      如,西氣東輸一線管道從子長縣城區邊緣經 過,但后來管道周邊逐漸規劃了大型居民區,目前 管道50米范圍內高樓林立,造成地區等級升級。同 時第三方施工增多,施工挖掘傷害引起的管道安全 風險加大。一旦管道出現泄漏、爆炸等事故,將會 嚴重威脅周邊公共安全。為此,管道企業需要投入 大量資金來控制風險。(圖5)

      2 黃土塬地區線路選擇有關建議

      2.1 應采取順坡鋪設

      從管道運行、保護的實踐看,山體滑坡、崩 塌等地質災害對管道的影響橫坡段較順坡段嚴重。 因此,在黃土塬地區管道線路選擇應盡量采取順坡 鋪設的方式。

      2.2 應避免穿越礦區

      除受地形限制外,管道路由選擇應盡量避免壓 覆礦或者穿越礦區,除了降低管道保護難度外,還能 大大減少后期監測、治理費用。對采空區穿越區域應 實時監控管道的應力變化,關注土體位移情況,一旦 管道應力超越警戒值需要及時釋放管道應力。

      2.3 合理選擇穿越方式

      由于黃土被擾動后結構發生變化,遇水極易 流失,在線路選擇時應盡量避免穿越黃土大沖溝, 或者采取橋梁跨越的方式穿越,以減少擾動范圍。 其他黃土區域的施工,應盡量減少開挖作業面,部 分地區可采取斜井、隧道方式穿越。

      2.4 與城區保持足夠的距離

      黃土塬地區的城鎮由于受地形限制,一般呈 縱向擴張發展。長輸管道線路選擇應充分考慮城區 的擴張速度,保持足夠的距離。

      3 結論和建議

      黃土塬地區不同的管道線路選擇,影響了后期 安全保護工作難度和工作量。因此,在線路規劃階 段應關注途經區域的地質條件等重要因素,選擇最科 學、合理的路由,為確保管道安全創造有利條件。◢

      參考文獻:

      [1] 李喜安,宋焱勛,葉萬軍. 黃土洞穴潛蝕工程地 質,2010

      [2] 王建,董振. 淺談油品長輸管道路由的選擇,2013

      《管道保護》2015年第6期(總第25期)

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