輸氣管道強降雨災害損失實例及處理措施

馮紅民

中國石油化工股份有限公司工程部，北京100728

輸氣管道強降雨災害損失實例及處理措施

馮紅民

中國石油化工股份有限公司工程部，北京100728

2012年7月下旬，陜西、山西境內(nèi)強降雨使經(jīng)過此特殊黃土塬地貌區(qū)域的某輸氣管道遭受嚴重損失，該輸氣管道線路、閥室、站場等出現(xiàn)各類問題達1 700余處。文章介紹了該輸氣管道的典型損失實例及處理措施，包括閥室被淹、管道裸露、管道漂移、水工保護設施損壞，并對今后的管道工程設計、施工等提出了相關建議。

輸氣管道；強降雨；損失；處理措施

1 概述

2012年7月下旬，陜西、山西境內(nèi)出現(xiàn)強對流天氣，遭遇自1969年有氣象記錄以來的強降雨，其中7月27日陜西佳縣城區(qū)降雨量達273 mm，強降雨及特殊的黃土塬地貌導致途經(jīng)此區(qū)域的某輸氣管道遭受嚴重損失。

據(jù)不完全統(tǒng)計，此次強降雨共導致該輸氣管道線路、閥室、站場等出現(xiàn)各類問題1 700余處，主要有閥室25處（其中1處閥室被淹，導致干線截斷閥關閉，直接影響上游氣田正常生產(chǎn)）、管道裸露111處（其中河流沖溝穿越處管段漂浮裸露30處）、管道淺埋349處、水工程護設施受損1 088處等。

2 典型損失實例及處理措施

2.1 某閥室被淹致干線截斷閥關閉、管道裸露及處理措施

該閥室位于沖溝出口，強降雨當日沿沖溝而下的洪水沖垮閥室圍墻，由閥室窗戶進入室內(nèi)（應急搶險人員至現(xiàn)場時，閥室內(nèi)水位達窗戶位置），淹沒干線截斷閥后致使執(zhí)行機構動作，閥門關閉后導致上游管道壓力不斷升高，最終影響了上游氣田的正常生產(chǎn)。同時，洪水導致此段約300 m管道裸露，局部管段漂浮上拱，應力檢測發(fā)現(xiàn)2處應力集中、2處對接焊縫超標缺陷。

采取以下處理措施：

（1）在洪水未完全消退情況下，采用人工潛水手動開啟干線截斷閥，以最大程度降低上游管道壓力，盡快恢復氣田生產(chǎn)。

（2）洪水消退后的處理方案有：在該閥室上游合適位置開始改線，新建閥室及管道應避開已有沖溝；或擇址新建閥室，同時深埋沖溝內(nèi)管道并采取護頂措施，以徹底治理此處隱患。最終采用改線并新建管道的措施。

2.2 某河流穿越處約150 m管道漂移及處理措施

某河流穿越采用大開挖方式，因洪水沖擊，管道漂浮裸露約150 m，光纜被沖斷，管道外防腐層嚴重受損；洪水還造成管道漂移，應力檢測發(fā)現(xiàn)1處應力集中、1處對接焊縫存在超標缺陷。

采用了更換管段、增加管頂保護與河道疏通、分流的綜合處理措施：

（1）更換管段的基巖段管溝回填砂土、砂石后，在上部現(xiàn)澆C25混凝土覆蓋封頂；非基巖段管溝除采用C25混凝土封面外，尚用錨桿嵌入下部基巖加以固定，錨桿采用φ 25 mm螺紋鋼筋，進入基巖深度不小于5 m（見圖1）。

（2）對河灘疏通清障，改變水流軸線，避免直接沖擊管道。

（3）在河道上游修建丁字挑水壩，減小水流對管道的沖刷。

圖1 覆蓋層和錨桿加固示意

2.3 其他河流、沖溝處裸露管道及處理措施

此部分裸露管道長度一般在50 m以內(nèi)，且未發(fā)生管道漂移現(xiàn)象。

（1）對高于地面的裸露管道，一是砌筑混凝土擋墻，擋墻基礎應嵌入基巖（或穩(wěn)定生根），且擋墻與溝岸壁平緩順延；二是在擋墻內(nèi)充填砂土、塊石后，用鋼筋混凝土澆筑成島形護體（見圖2）。

圖2 島形護體示意

（2）對于河岸坍塌導致的裸露管道，一是提高塊石強度及水泥砂漿標號，重做擋墻式護岸；二是擋墻基礎嵌入基巖不少于500 mm（見圖3）。

圖3 河流護岸示意

（3）對于因河底沖刷裸露的管道，采用C25鋼筋混凝土現(xiàn)澆擋墻及護頂，擋墻高于管頂0.8 m，基礎及迎水面鋼筋混凝土須嵌入基巖（見圖4）。

2.4 水工保護設施損壞及處理措施

（1）對濕陷性黃土地基采取灰土換填、分層夯實的方法處理地基，再恢復水工保護設施。

（2）水工保護設施兩端嵌入原土內(nèi)長度不小于500 mm。

圖4 河流護底示意

3 建議

（1）鑒于強降雨等自然災害對長輸管道工程危害，對自然災害易發(fā)段的長輸管道工程應適當提高設計標準，如濕陷性黃土地區(qū)沖溝穿越工程應適當提高洪水防災標準，并按GB 50423-2007《油氣輸送管道穿越工程設計規(guī)范》作溝頂?shù)慕?、排、導水工程，溝坡的防護穩(wěn)定工程，溝底的穩(wěn)管工程等。

（2）黃土塬地貌溝壑縱橫，部分天然形成的溝壑平臺在正常年份并不是水流通道，但遇強降雨天氣則會短時間積聚大量雨水，形成洪水甚至泥石流，對建于該地點的管道及閥室等造成損害。因此，管道在選線時要盡量避開此類地形（閥室選址必須避開）；若管道必須在此種地形敷設時，至少要按50年一遇的降雨量標準計算匯水量及沖刷深度，并按計算結果采取深埋或護頂措施。

（3）水工保護設施和伴行路等損毀大都與地基處理、尤其是濕陷性黃土地基處理不到位有關，因此要高度重視水工保護設施和管道伴行路等的地基處理工作，尤其是在濕陷性黃土地區(qū)的水工保護設施和管道伴行路等設計中，都要規(guī)定灰土換填、分層夯實等處理要求，并在具體實施中嚴格執(zhí)行。

（4）對于穿越河流的管道，一是采用大開挖穿越方式的管道需按最大沖刷深度深埋，并采取可靠的河流護底措施；二是根據(jù)河床分類、河面寬度、水流及夾帶物情況，綜合采取消力池、丁字壩、混凝土護管、錨桿穩(wěn)管等措施來消減水力沖刷，確保管道安全；三是針對可能形成洪水（或短時急流）、河岸不穩(wěn)的河流盡量采用定向鉆穿越，通過延長穿越長度、增大管道埋深來保證管道的安全。

[1]GB 50423-2007，油氣輸送管道穿越工程設計規(guī)范[S].

[2]趙中剛，姚安林，趙學芬，等.長輸管道地質(zhì)災害的類型、防控措施和預測方法[J].石油工程建設，2006，32（1）：7-12.

[3]陳勤功，徐國橋，張國強，等.黃土塬沖溝地段長輸管道的水工保護方法[J].石油工程建設，2008，34（2）：63-65.

中國石油首個國際L NG模塊化建造項目啟動

3月4日，伴隨著等離子火焰切割機擦出的電火花，由中國石油海洋工程公司承建的俄羅斯亞馬爾項目MWP4&FWP5工程包在山東青島海工建造基地正式開工。這是海洋工程公司迄今承建的最大模塊建造項目，填補了中國石油國際液化天然氣（LNG）模塊建造項目空白。

亞馬爾項目是全球最大的天然氣液化工廠建設項目之一，也是中國石油首個國際LNG模塊化建造項目。海洋工程公司承建的MWP4&FWP5工程包共計45個模塊，總質(zhì)量約3.3萬t，在項目高峰期預計有3 000人參與項目建設。此次開工建造的是首批投入建設的8個模塊。

亞馬爾項目地處北極，最低氣溫達-52℃，屬于極寒作業(yè)，將面臨深冷保溫、防火漆噴涂作業(yè)等諸多難題。為確保項目順利實施，海洋工程公司加強科技攻關，培訓員工隊伍，新建生產(chǎn)廠房，引進工藝管道生產(chǎn)線，整合分包資源，亞馬爾項目MWP4&FWP5工程包今年1月8日預開工。經(jīng)過兩個月的磨合，項目已完全具備開工條件。

去年9月，亞馬爾項目MWP4&FWP5工程包簽約儀式在青島舉行，有效推動了中國石油海洋工程業(yè)務鏈向國際LNG模塊建造業(yè)務延伸。

（本刊摘錄）

Strong Rainfall Disaster L oss Examples and Treatment Measures of Gas Pipeline

Feng Hongmin
Sinopec Engineering Department，Beijing 100728，China

In late July 2012，a certain gas pipeline passing through the region in Shaanxi and Shanxi Provinces，where the landscape is loess tableland，suffered heavy losses due to strong rainfalls，which caused 1 700 troubles at pipeline routes，valve rooms，stations，and so on.This paper introduces the strong rainfall disaster loss examples of the gas pipeline such as flooded valve rooms，bared pipelines，drifted pipelines and destroyed hydraulic protection installations，and illustrates treatment measures.It also puts forward suggestions on future engineering design and construction of pipeline enginering.

gas pipeline；strong rainfall；loss；treatment measure

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.02.014

馮紅民（1971-），男，山西聞喜人，高級工程師，1993年畢業(yè)于成都理工學院勘查地球物理專業(yè)，現(xiàn)從事油氣儲運工程管理工作。

2014-08-27