董旭 刘俊辉 张旺

国家管网集团西气东输郑州输气分公司

背景

2021年郑州“7·20”特大暴雨引发了西一线管道388处水毁灾害，出现管道裸露、悬空等大型灾害点9处，其中位于郑州市中原区的吕家河穿越段灾害最为严重。

管道穿越段河道北岸地势较低，汇水作用明显，水流自坡面泄放至河道，导致河道北岸形成宽约30 m的临时瀑布，管道上方形成宽5 m、深7 m的冲沟，管道裸露21 m，累计悬空16 m，最大悬空高度1.4 m，防腐层损伤严重，伴行光缆被冲断（图 1）。

图 1 灾害点现场

应急处置

水毁造成光缆被冲断，因该区段采用了光纤预警系统，第一时间发出了光通讯故障报警。通过卫星地图、无人机航拍技术快速掌握了区域地形、管道走向、周边环境和进场道路等信息，为组织抢险提供了支撑。面对管道存在的主要风险，如管道直径较大，水流于管道后面涡旋形成的发放频率与管道自振频率发生共振现象时，会造成管道的疲劳破坏；水流中夹杂的砖块、水泥块等坚硬杂质冲击管道，会造成防腐层和管道本体损伤。为此，采取管道降压运行、设置导流堤、用木桩、钢桩和垫沙袋稳管、续接光缆等应急措施。经3天2夜的不间断抢险，治理了管道裸露、悬空隐患，风险得到了有效控制，生产运行恢复至正常状态。

检测评价

环焊缝应力测试。管道裸露段包含两段直管段、一段短节和一个冷弯管，总长21 m，共有3道环焊缝。采用超声波应力测试仪对裸露段的3道环焊缝进行测试，基于声弹性效应通过测试和计算可知：3540环焊缝最大拉应力为199 MPa，3550环焊缝最大拉应力为314 MPa，3560环焊缝最大拉应力为315 MPa，满足安全要求。

防腐层破损点检测。对裸露段下游15m管道进行了开挖暴露，采用10 kV脉冲电火花检漏仪对管道裸露部分进行漏点检测，检测长度共计36 m。经检测发现480余处防腐层破损，主要位于管道9点、0点、3点时钟区域（图 2），管道底部防腐层无明显破损，说明其损坏原因由水毁所致。其中21 m裸露段管道防腐层已基本失效，新开挖段管道防腐层存在部分破损。

图 2 防腐层缺陷情况

管体及环焊缝检测。对防腐层已经失效的21 m管段进行抛光打磨，采用超声测厚仪进行壁厚测量，每个轴向间隔1 m处测量一处环向截面的管道壁厚。经测量，管道壁厚均在17.37 mm至18.96 mm之间，满足管道安全运行要求。对管道本体存在的5处金属损失、1处褶皱缺陷，环焊缝处存在的2处密集腐蚀坑，分别采取磁粉、超声、射线三种方式进行无损检测，检测结果均合格。

缺陷适用性评价。综合上述信息，本次检测发现的缺陷共3种类型，分别是管体外表面的金属损失缺陷（腐蚀坑、机械损伤）、管体褶皱缺陷和环焊缝焊接缺陷。通过进行适用性评价，评价结果均为可接受。

治理措施

防腐层修复。依据管道本体检测分析和勘察结果，对该段管道防腐层修复工作分三部分开展：对存在破损点的15 m管段，将局部破损点四周100 mm范围的防腐层表面清理干净并打毛，采用粘弹体+压敏热收缩套进行修复。对防腐层失效并进行了抛光处理的21 m管段，采用无溶剂液态环氧底漆+黏弹体+压敏热收缩套修复。对冷弯范围内的10 m管体，采用3层玻璃钢外护进行补强修复。

工程保护。河道北侧边坡采用D159 mm钢管桩支护；露管段管道东侧约5 m处设置生态袋挡土墙一道，挡土墙至东侧坡体采用生态袋恢复，表层生态袋装填有本土易生长的草籽。生态袋边坡码砌前将沟内应急处理时的袋装土清除，淤泥土采用三七水泥土换填，换填后表层铺设防渗膜。河道北侧设置格宾石笼挡墙一道，河道南侧陡坎位置设置格宾石笼挡墙一道。河道内管道下游，垂直河道方向设置混凝土防冲墙，防冲墙顶设置巡检通道，下游设置混凝土跌水，设置混凝土过水面（图 3）。

图 3 完成治理后的现场情况

启示

着力提升管道本质安全水平。针对无法避免穿越江河段的管道，在建设期就要优化管道敷设方式。对地形落差较大的区段，特别是在黄土塬区域，应优先采用定向钻等非开挖施工方式，减少原土扰动，如采取大开挖方式，应合理选择弯头形式和安装位置，辅以管沟截水墙、地表截排水等措施，降低水毁灾害风险。

强化应急抢修能力建设。为地形复杂和防汛任务重的单位配备能适应更复杂环境的特种车辆和橡皮艇等装备，增强应急处置的适应性。研发能适应更复杂地理环境和易燃易爆环境的无人机、机器人（车）等先进设备，在人员无法及时到达现场时，快速掌握现场情况。

加快数字管道建设。开展管道安装、内检测、竣工资料和现场环境的基础数据对齐工作，并将管道本体、历史维护维修、周边环境等信息数字化，为管道管理、应急处置提供快速、准确的管道本体数据支持。

作者简介：董旭，1987年生，工程师，主要从事管道完整性管理、第三方施工管理等方面的工作。联系方式：18236525566，463032678@qq.com。