油气管道穿越地震断裂带的安全措施
2022-06-07
地震灾害是威胁管道安全最严重的自然灾害之一。地震引发的地表错动、破裂使管道承受较强的压缩或拉伸作用，极有可能造成管道错断、拉断或出现褶皱屈曲。地震诱发的砂土液化还可能引起管道基土沉陷，造成管道悬空、不均匀沉降等。此外，地震易引起塌方、岩体崩塌、岩体开裂、深层土体滑坡等，引发油气管道爆裂，从而导致油气泄漏、管线停输，甚至可能引发火灾、爆炸等事故。西部管道公司部分管道途经青藏高原与河西走廊，沿线地震多发，仅2022年开年就先后发生5次5级以上地震。如1月8日凌晨1时45分青海省海北州门源县发生6.9级地震，震源深度10千米，1月23日10时21分青海海西州德令哈市发生5.8级地震，震源深度8千米。面对严峻的形势，防震减灾工作要做到“两个坚持”“三个转变”。即坚持以防为主、防抗救相结合；常态减灾和非常态救灾相统一；从注重灾后救助向灾前预防转变；从应对单一灾种向综合减灾转变；从减少灾害损失向减轻灾害风险转变。总结归纳为“一清二治三急四储五保六复”六步法。“清”：即家底清。认真排查管道所经地震断裂带的分布情况和活动程度，建设期油气管道地震安全性评价和抗震措施落实情况，对于已开展地震安全性评价的管道，核查是否根据地震安全性评价报告进行管道设计和施工，抗震设防措施是否落实、有效，建立数据库，确保家底清、底数清、风险清。“治”：即及时修复。在全面风险排查的基础上，组织对已受地震影响、可能存在安全隐患的油气储运设施、建（构）筑物等，按照抗震设防要求进行地震安全复核，开展安全影响评估，应进行加固的，提出治理工作计划。可以配合地震部门开展大震巨灾情景构建，模拟强地面运动、管道泄漏、人员经济损失等全链条灾害演化过程，针对性做好风险防范和应对准备，开展科学治理。“急”：即建应急预案。要全面梳理近5年来所辖管道沿线5级及以上地震概况、应急处置情况，总结在应急响应、隐患排查、运行调度等方面的成功经验及不足，针对性加强整改。细化大震巨灾背景下的应急处置、指挥调度、抢修保通、快速恢复、人员避险疏散、自救互救等专项抗震救灾措施，进一步修订地震应急相关专项预案及现场处置方案，并报送地方政府备案。要按照预案要求及时组织开展地震灾害紧急避险、紧急疏散和搜救伤员等演练活动，并邀请地震管理部门现场指导与评估，提高企业员工地震灾害及人身伤亡事故应急自救、自护意识生存能力。“储”：即储备物资。针对重特大地震导致油气管道中断等情况，完善紧急复产工作方案，优化抢修机构、资源布局，力保尽快恢复生产，基本实现应急救援全国“一张网”。进一步梳理管道沿线储备管材、管件等物资资源情况，以及吊车、装载机、挖掘机等专业救援装备情况。“保”：即安全保供。凡事预则立，当管道发生地震等失效事故时，在进行应急处置的同时，必须统筹考虑对上游油田、炼厂、销售企业及下游工业和居民油气用户的影响。要畅通渠道，互通信息。尤其是西气东输一、二、三线这样的国家大动脉，牵一发而动全身，“保”供工作更为重要。“复”：即复工复产。要做好管道复产方案的编制及论证工作，确保险情解除后及时安全复工复产。复工复产同时，还要“复盘”。通过分析和推演，不仅要总结这次抢险成功或失败的原因，同时推演过程中还能在某些关键节点尝试采用与原来不同的方法，从而以不同假设推演出不一样的后果，确保找出差距、找到目标、找齐短板。
震后排查
进一步提升防震设计。管道选线要避开地震活动断层，如无法避开应合理选择管道穿越位置，在活动断层位移和破碎带宽度最小的地方通过断裂带。管道穿越断层前后各200米管道应适当增加壁厚，降低管道应力水平。在活动断裂带一侧设置监控阀室，实现在事故状态下的管道截断，减少管道破裂后的天然气外泄及次生灾害。管道通过逆冲活动断层时，管道与断层斜角相交。线路截断阀室的位置尽量设在靠近管线通过断裂带的两端。进一步提升施工质量。施工阶段，对通过断层两侧做特殊处理范围内的管道尽量采取弹性敷设应对管道变向，严禁使用热煨弯管，以增加管道柔性。当采用冷弯管时，曲率半径不得小于50 D，同时滑动范围内不得设置三通、旁通和阀门等管道附件，不允许设置固定墩。在断裂带两侧各200米范围内，采用宽管沟换土方案。管沟底部先回填0.2米的中粗砂，再铺设管道，管道周围回填中砂至管顶以上1.0米，上面回填0.2米厚的原状土，如为农田，原状土回填厚度可增加至0.6米。为减小残余应力，滑动范围内应尽量减小管口组对后的错变量，不得设死口连头，选用大变形钢，对焊缝进行100%X射线照相和100%超声波探伤检验。进一步提升运行管理。组织专家开展地质灾害调查及防治规划工作，各二级单位组织开展日常地质灾害风险排查评价，建立风险台账，及时处置地震引发的滑坡、崩塌等次生灾害，确保管道安全平稳运行。进一步提升专项评价。对于已开展地震安全性评价的管道，核查是否根据地震安全性评价报告进行管道设计和施工，抗震设防措施是否落实、有效。对于未开展地震安全性评价的管道，进行管道所在区域和近场区的地震活动性和地震构造环境评价、地震危险性概率分析及地震动参数区划、工程场地地震工程地质条件勘测与评价、设计地震动参数确定、地震地质灾害评价等，为有规划地逐步实施地震安全影响评估、消除地震灾害隐患提供依据。进一步提升监测预警。西部管道公司已在甘肃河西走廊和青海省分别建成管道应变监测单元17处和13处，其中管道地震断裂带风险监测单元分别为3处和11处。后期可推进InSAR 技术应用，对油气管道地质灾害前后变化进行分析，对重点管段周边不同设施及地表位移、沉降、滑坡等进行快速识别和异常监测。要结合专业地震站网布局，建设多功能油气管线地震监测站网和地震监测预警与应急处置系统，实现原地强震动自动报警、地震预警信息秒级发布、地震速报信息和精细化地震烈度速报信息分钟级产出和破坏性震动油气管网自动应急处置，为有效应对破坏性地震灾害、科学高效开展震后抢修等提供科技支撑。
