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管道研究

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山区管道穿河段安全管控方式

来源:《管道保护》杂志 作者:梁栋;杨超光;赵飞;赵雄;吕正龙;张嘉钦 时间:2021-1-19 阅读:

梁栋 杨超光 赵飞 赵雄 吕正龙 张嘉钦

国家管网集团西南管道公司德宏输油气分公司



摘  要:中缅油气管道所处地理环境复杂,管道穿河段是山区管道管理的重点和难点。结合管理工作实际,从穿河段管道的水工防护、本体风险管控和巡护管理三个方面探讨管控方式,具有一定的借鉴意义。

关键词:山区管道;穿河段;水工防护;本体风险;巡护重点


中缅油气管道沿线山多沟深,穿越滇西横断山脉和滇中高原,如高黎贡山、云岭;水网密布,穿越国际性水系,如怒江、澜沧江;加之汛期时间长、降雨量大,管道沿线具有“三高四活跃”的恶劣地质特点。

对于大江大河,采取桥梁跨越的方式将管道显露便于管理,使整体安全受控;沿河底敷设管道受制于河水深度等条件限制存在管理盲点。对于水网密布、小河小溪环境,往往采取大开挖敷设管道方式,与之配套修建的众多水工保护设施,其日常维护维修也成为管道管理工作的重要一环。从穿河段管道的水工防护、本体风险管控和巡护管理三个方面,分析探讨山区管道穿河段安全管控方式。

1  水工防护

每年汛期,山区泄洪道少,水道狭窄,水害现象更为严重,严重威胁管道的安全运行。管道水工保护也必然引起更多关注。穿河段管道受到安全威胁的主要表现形式为:河水冲刷河床导致管道上方覆土减薄甚至露管;河水冲刷河道两岸,特别是河道拐弯处的凹岸,水流侵蚀严重导致河岸垮塌,影响管道埋深;雨水汇入河流形成冲沟带走管道上方覆土导致管道浅埋。所以,保证穿河段管道上方足够的覆土厚度是河道水毁治理的主要目标。

1.1  河床治理

管道穿越河沟段通常采用钢筋混凝土护面或钢筋石笼护面以保证管道上方覆土厚度。但因水工保护设施长期缺乏维护维修,在水流长期冲刷、侵蚀作用下导致其不同程度损毁、损坏,致使河水直接冲刷管道上方覆土使覆土厚度不断减小,局部河段出现露管现象。

此类水毁治理措施主要有:管道上方回填土至保证管道安全厚度;浇筑钢筋混凝土盖板以保证管道上方覆土不被水流冲走;在管道跨越河道段下游修筑“淤土坝+钢筋石笼护坦”(图 1),使管道上方堆积淤泥,河床不再继续下切,保证管道上方覆土处于安全厚度。

1.2  河岸冲刷治理

油气管道沿河岸敷设段,通常采用挡土墙护岸防护措施,以保证管道侧面土体不被水流冲走。但因长期缺乏维护维修,以及水流长期冲刷、侵蚀作用,特别是河道拐弯处凹岸水流冲击力较大,导致河床下切严重,致使挡土墙基础外露、悬空。挡土墙会在水流的冲刷作用及墙背土压力的双重作用下出现垮塌现象,失去保护管道周边土体的作用。雨水季节水流沿周边坡面汇集,冲刷挟带管道周边土体流失,使管道外露或软化管道周边土体,挟裹管道下滑。

该类水毁治理措施主要有:挡土墙护岸基础外露、悬空段,加固挡土墙基础,使挡土墙基础不受水流冲刷,并夯实加固地基,使地基具有足够的承载力,确保墙身稳固。挡土墙垮塌段,应及时修建新的挡土墙护岸。上述两种方法通常配合在挡土墙下游增设淤土坝共同使用(图 2)。

2  本体风险管控

通常采用内外检测和阴保检测发现管道本体风险,但河流流速和深度往往会影响检测工作的质量。内检测虽然不受河流地质条件影响,然而常用的几何内检测和漏磁内检测只能对管道大变形和金属损失进行准确检测,对于防腐层漏点、管道埋深、腐蚀环境和阴保状态无法做出准确判断。

为了解决该问题,ROV(远程遥控水下机器人检测装置)检测技术应运而生。该系统由水上控制显示终端和水下检测装置组成,水上和水下部分通过脐带缆实现连接,水上发电机提供动力。ROV的优点是水面操作人员可实时观察到水下环境并遥控操作,对机器智能要求不高,缺点是由于用电缆连接,其活动范围有限。

2020年,德宏分公司完成瑞丽江中缅油气干线管道沿河底敷设段的ROV检测。掌握了穿越段管道上方的覆土厚度(图 3),确认管道不存在浅埋区域;按2~5 m不等的间距,密集测量管道通断电电位(图 4),确认管道断电电位在﹣0.85 V至﹣1.25 V的正常区间;通过DCVG直流电位梯度检测技术,确认防腐层完好;采用水下声呐成像技术,探测管道上方异物情况。

                            

3  巡护管理

穿河管道的巡护管理根据管道敷设方式不同分为两类:一是沿河底敷设的管道纳入巡线工巡护体系进行管理;二是以修筑跨越桥梁敷设的管道,雇佣专业安保人员进行安防管理。及早发现可能引起管道失效的因素,避免油品流入江河造成严重的环境问题。

在城镇地区,油气管道全线并行,人口密集型高后果区和环境敏感型高后果区相重叠,对于Ⅲ级高后果区每日安排巡线工巡检3次、管道保护工巡检1次。借助巡检管理系统,在管道穿河位置设置巡检关键点检查巡检人员巡护工作完成情况。

在山林地区,巡检人员巡检一次往返时间长,巡检频次受到限制。汛期山间峡谷地带易发生塌方落石,对巡检人员的人身安全威胁较大。分公司在重要穿河段安装摄像头10余台,监管人员间隔4小时完成一轮视频查看。使用无人机用于汛期山间峡谷穿河管道巡检。

4  结论与展望

穿河段管道管理是长输油气管道安全管理关键一环。实施的穿河段管道管理方式成效明显,但仍存在需要优化或解决的问题。

(1)河道水泥护岸基础被河流冲蚀破坏导致护岸垮塌的问题。

(2)穿河段管道的ROV检测结论无法进行验证的问题。

(3)人工巡检存在较多的安全漏洞。应探究数字化监测系统之间的功能联动、信息整合利用,逐渐增加技术巡检的比重,进一步提升管道本质安全,降低泄漏失效概率。

 

作者简介:梁栋,助理工程师,1990年生,西南石油大学毕业,现主要从事管道管理工作。联系方式:18244259986, 903977963@qq.com。

 

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