山区管道横坡敷设段灾害风险分级管控实践
来源:《管道保护》2023年第5期 作者:贺小康 时间:2023-9-26 阅读:
贺小康
国家管网集团西南管道贵阳输油气分公司
摘要:以某干线天然气管道为例,通过对横坡演化为灾害的可能性、管道易损性及管道失效后果开展定性分级,确定了山区横坡敷设段管道的风险等级。根据风险等级,结合具体实例,进一步提出了巡检、专业监测和工程治理等相结合的分级管控措施,具有较高的工程价值。
关键词:山区管道;横坡敷设段;风险分级;管控
我国在地质构造和地形地貌复杂的西南山区敷设了众多油气管道,横坡敷设是重要的敷设方式之一。由于降雨量大,岩体破碎,构造活动频繁,为崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害提供了有利条件,导致西南山区管道面临灾害点多、面广、防范难度大等严峻局面[1]。此外,工程加/卸载、爆破振动和水文条件改变等也容易增加灾害发生风险。一旦发生灾害,横坡敷设段管道更容易发生变形,导致拉伸和压缩破坏,严重时甚至会出现断管等危险情况,最终造成巨大的经济损失和不利的社会影响[2]。为此,有必要开展山区横坡敷设段管道灾害的调查识别及风险评价[3],提出风险分级管控方法,将危害降低到最低程度。
1 灾害类别
山区管道横坡敷设段主要面临滑坡和坡面水毁等灾害。其中,斜坡和较陡的土地由松散土层、碎石土地、风化壳和半成岩土层组成,在暴雨冲刷和浸润作用下易发生滑坡灾害。若管道在滑坡体内横坡敷设时,受滑坡体挤压,可能导致管道发生弯曲变形、拉裂甚至断管。对于坡面水毁,受坡面坡度、平整度、植被覆盖等因素影响,降雨在坡面汇流形成侵蚀和挟带能力,引起水土流失。坡面水毁的破坏形式以横切管道、顺蚀管沟和溯源侵蚀为主,对管道造成的主要危害是冲刷管道覆土,冲毁管道挡土墙、截水墙等附属设施,使得管道浅埋、露管、悬空等。
2 风险分级
在风险识别调查结果的基础上,进一步对横坡敷设段演化为灾害的可能性、管道易损性以及管道失效后果进行定性分级,见表 1、表 2、表 3。并根据SY/T 6828―2017《油气管道地质灾害风险管理技术规范》,将山区管道横坡敷设段划定为五个风险等级,见表 4。
表 1 横坡演化灾害可能性定性分级
表 2 管道易损性定性分级
表 3 管道失效后果定性分级
表 4 定性评价风险等级分级
3 管控技术
根据不同风险等级采取对应的技术控制措施,见表 5。当灾害点风险较高时,需开展工程治理。其中滑坡和不稳定斜坡治理方法包括截排水沟、锚固、抗滑桩、挡土墙和削方减载压脚等;坡面水毁治理方法包括截排水沟、挡墙、截水墙等。
表 5 定性评价风险等级分级
4 实际应用
(1)以某干线天然气管道为例,首先对管道横坡敷设开展全面的调查与评价,采用的技术流程如图 1所示。
图 1 管道横坡敷设段调查与评价方法
经调查识别,共计有147处管道横坡地质灾害风险段。按1.2节灾害风险分级,其中低风险75段,占51.02%;较低风险46段,占31.29%;中风险26段,占17.69%。
(2)建议重点巡检与预防性维护的横坡敷设段有25处,措施包括打桩法、油漆法和吊锤法等;建议开展专业监测的横坡敷设段共有7处,内容包括地表位移、降雨量、管道应变和抗滑桩倾斜等;建议开展工程治理的横坡敷设段有21处,措施包括抗滑桩、抗滑挡墙、新建排水沟等。
四个中风险管控案例如图 2所示。图 2(a)中,管道位于低山地貌区,敷设处斜坡坡向约90°~100°,坡度约20°~35°。由于该段斜坡局部段发育不稳定斜坡、滑坡,存在不同程度的局部变形破坏,为此采取修复截排水沟和新修挡墙等工程治理措施,并开展定期巡检,重点关注坡体裂缝、垮塌等变形迹象。
图 2 中等灾害风险管控案例
图 2(b)中,管道横坡敷设段地表主要为出露灰岩,岩层产状348°∠24°,为顺向坡。该段已采用抗滑桩治理,并安装自动化监测设备;同时开展定期巡检,特别关注切坡高度大、土层厚度较厚的区段,以防大规模滑坡趋势。
图 2(c)中,管道敷设处斜坡坡向200°左右,产状185°∠18°~30°。该区段曾发生过滑坡,已采用混凝土挡墙治理;顺管道上方已实施大量锚杆护坡,局部锚杆杆头损坏。此外,已安装自动化监测设备并建议定期巡检。
图 2(d)中,管道横坡敷设段斜坡坡向220°,坡度25°~35°,产状125°∠56°,为切向坡。由于坡脚人工边坡形成高2.5 m临空面,为此于临空面处修建浆砌石挡墙。
5 结语
低或较低风险区段风险管控措施一般采取重点巡检与预防性维护等,中风险区段采取专业监测和工程治理相结合较为关键。实践证明,采用灾害风险分级管控方法可以有效保障山区横坡敷设段管道的安全,但该方法仍需进一步改进,针对薄弱环节细化风险分级评价标准和管控方法,精准高效地治理灾害风险点。
参考文献:
[1]张鹏,王晓宇,唐雪梅,等.横穿滑坡下X80管道极限滑坡位移分析[J].中国地质灾害与防治学报,2023,34(2):21-29.
[2]徐广丽,陈礼鹏,姜星材,等.横向穿越滑坡段埋地管道应变响应特性研究[J].中国安全生产科学技术,2023,19(1):149-155.
[3]陈利琼,曾志强,张开.基于未确知测度理论的山区管道地质灾害风险评估[J].科学技术与工程,2022,22(35):15528-15535.
作者简介:贺小康, 1981 年生,硕士研究生,高级工程师,现任贵阳输油气分公司副经理,主要从事管道管理工作。联系方式:15329601661,695207819@qq.com。
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