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          管道研究

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          油氣管道穿越地震斷裂帶的安全措施

          來源:《管道保護》2022年第3期 作者:鄧剛 時間:2022-5-26 閱讀:

          鄧剛

          西部管道公司管道部

           

          地震災害是威脅管道安全最嚴重的自然災害之一。地震引發的地表錯動、破裂使管道承受較強的壓縮或拉伸作用,極有可能造成管道錯斷、拉斷或出現褶皺屈曲。地震誘發的砂土液化還可能引起管道基土沉陷,造成管道懸空、不均勻沉降等。此外,地震易引起塌方、巖體崩塌、巖體開裂、深層土體滑坡等,引發油氣管道爆裂,從而導致油氣泄漏、管線停輸,甚至可能引發火災、爆炸等事故。

          西部管道公司部分管道途經青藏高原與河西走廊,沿線地震多發,僅2022年開年就先后發生5次5級以上地震。如1月8日凌晨1時45分青海省海北州門源縣發生6.9級地震,震源深度10千米,1月23日10時21分青海海西州德令哈市發生5.8級地震,震源深度8千米。面對嚴峻的形勢,防震減災工作要做到“兩個堅持”“三個轉變”。即堅持以防為主、防抗救相結合;常態減災和非常態救災相統一;從注重災后救助向災前預防轉變;從應對單一災種向綜合減災轉變;從減少災害損失向減輕災害風險轉變?偨Y歸納為“一清二治三急四儲五保六復”六步法。




          “清”:即家底清。認真排查管道所經地震斷裂帶的分布情況和活動程度,建設期油氣管道地震安全性評價和抗震措施落實情況,對于已開展地震安全性評價的管道,核查是否根據地震安全性評價報告進行管道設計和施工,抗震設防措施是否落實、有效,建立數據庫,確保家底清、底數清、風險清。

          “治”:即及時修復。在全面風險排查的基礎上,組織對已受地震影響、可能存在安全隱患的油氣儲運設施、建(構)筑物等,按照抗震設防要求進行地震安全復核,開展安全影響評估,應進行加固的,提出治理工作計劃?梢耘浜系卣鸩块T開展大震巨災情景構建,模擬強地面運動、管道泄漏、人員經濟損失等全鏈條災害演化過程,針對性做好風險防范和應對準備,開展科學治理。

          “急”:即建應急預案。要全面梳理近5年來所轄管道沿線5級及以上地震概況、應急處置情況,總結在應急響應、隱患排查、運行調度等方面的成功經驗及不足,針對性加強整改。細化大震巨災背景下的應急處置、指揮調度、搶修保通、快速恢復、人員避險疏散、自救互救等專項抗震救災措施,進一步修訂地震應急相關專項預案及現場處置方案,并報送地方政府備案。要按照預案要求及時組織開展地震災害緊急避險、緊急疏散和搜救傷員等演練活動,并邀請地震管理部門現場指導與評估,提高企業員工地震災害及人身傷亡事故應急自救、自護意識生存能力。

          “儲”:即儲備物資。針對重特大地震導致油氣管道中斷等情況,完善緊急復產工作方案,優化搶修機構、資源布局,力保盡快恢復生產,基本實現應急救援全國“一張網”。進一步梳理管道沿線儲備管材、管件等物資資源情況,以及吊車、裝載機、挖掘機等專業救援裝備情況。

          “!保杭窗踩9。凡事預則立,當管道發生地震等失效事故時,在進行應急處置的同時,必須統籌考慮對上游油田、煉廠、銷售企業及下游工業和居民油氣用戶的影響。要暢通渠道,互通信息。尤其是西氣東輸一、二、三線這樣的國家大動脈,牽一發而動全身,“!惫┕ぷ鞲鼮橹匾。

          “復”:即復工復產。要做好管道復產方案的編制及論證工作,確保險情解除后及時安全復工復產。復工復產同時,還要“復盤”。通過分析和推演,不僅要總結這次搶險成功或失敗的原因,同時推演過程中還能在某些關鍵節點嘗試采用與原來不同的方法,從而以不同假設推演出不一樣的后果,確保找出差距、找到目標、找齊短板。

          改進防震減災工作的幾點建議。

          進一步提升防震設計。管道選線要避開地震活動斷層,如無法避開應合理選擇管道穿越位置,在活動斷層位移和破碎帶寬度最小的地方通過斷裂帶。管道穿越斷層前后各200米管道應適當增加壁厚,降低管道應力水平。在活動斷裂帶一側設置監控閥室,實現在事故狀態下的管道截斷,減少管道破裂后的天然氣外泄及次生災害。管道通過逆沖活動斷層時,管道與斷層斜角相交。線路截斷閥室的位置盡量設在靠近管線通過斷裂帶的兩端。

          進一步提升施工質量。施工階段,對通過斷層兩側做特殊處理范圍內的管道盡量采取彈性敷設應對管道變向,嚴禁使用熱煨彎管,以增加管道柔性。當采用冷彎管時,曲率半徑不得小于50 D,同時滑動范圍內不得設置三通、旁通和閥門等管道附件,不允許設置固定墩。在斷裂帶兩側各200米范圍內,采用寬管溝換土方案。管溝底部先回填0.2米的中粗砂,再鋪設管道,管道周圍回填中砂至管頂以上1.0米,上面回填0.2米厚的原狀土,如為農田,原狀土回填厚度可增加至0.6米。為減小殘余應力,滑動范圍內應盡量減小管口組對后的錯變量,不得設死口連頭,選用大變形鋼,對焊縫進行100%X射線照相和100%超聲波探傷檢驗。

          進一步提升運行管理。組織專家開展地質災害調查及防治規劃工作,各二級單位組織開展日常地質災害風險排查評價,建立風險臺賬,及時處置地震引發的滑坡、崩塌等次生災害,確保管道安全平穩運行。

          進一步提升專項評價。對于已開展地震安全性評價的管道,核查是否根據地震安全性評價報告進行管道設計和施工,抗震設防措施是否落實、有效。對于未開展地震安全性評價的管道,進行管道所在區域和近場區的地震活動性和地震構造環境評價、地震危險性概率分析及地震動參數區劃、工程場地地震工程地質條件勘測與評價、設計地震動參數確定、地震地質災害評價等,為有規劃地逐步實施地震安全影響評估、消除地震災害隱患提供依據。

          進一步提升監測預警。西部管道公司已在甘肅河西走廊和青海省分別建成管道應變監測單元17處和13處,其中管道地震斷裂帶風險監測單元分別為3處和11處。后期可推進InSAR 技術應用,對油氣管道地質災害前后變化進行分析,對重點管段周邊不同設施及地表位移、沉降、滑坡等進行快速識別和異常監測。要結合專業地震站網布局,建設多功能油氣管線地震監測站網和地震監測預警與應急處置系統,實現原地強震動自動報警、地震預警信息秒級發布、地震速報信息和精細化地震烈度速報信息分鐘級產出和破壞性震動油氣管網自動應急處置,為有效應對破壞性地震災害、科學高效開展震后搶修等提供科技支撐。

           


          作者簡介:鄧剛,1986年生,2009年畢業于后勤工程學院油氣儲運專業,工程師。國家管網集團華南公司川渝輸油部副經理,目前在西部管道公司掛職任管道部副經理,主要從事管道保護和管理工作。聯系方式:13996220727,denggang@pipechina.com.cn。


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