??????? 2、精心做好黃土地區(qū)管道設(shè)計(jì)與施工
??????? 我國(guó)濕陷性黃土主要分布在山西、陜西、甘肅、寧夏、青海等?。ㄗ灾螀^(qū)),此外,新疆、內(nèi)蒙古、河南、河北、山東、遼寧、黑龍江等省(自治區(qū))的部分地區(qū)亦分布有濕陷性黃土,總面積近百萬(wàn)平方公里。因此,在我國(guó)北方建設(shè)長(zhǎng)輸管道,不可避免地要在黃土地區(qū)通過(guò)。由于黃土具有濕陷性,常給工程建設(shè)造成危害。前已提到,馬惠寧輸油管道即是遭受黃土濕陷性災(zāi)害最嚴(yán)重的管道。為此,陜京輸氣管道建設(shè)前期,建設(shè)單位委托中油巖土工程有限公司進(jìn)行“陜京管道黃土地區(qū)建設(shè)的巖土工程研究”項(xiàng)目。在此基礎(chǔ)上,編寫《陜京管道建設(shè)巖土工程施工技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法》小冊(cè)子,印發(fā)給施工單位 ,嚴(yán)格按要求進(jìn)行施工,成效顯著,保證了該管道自投產(chǎn)近10年來(lái)的安全運(yùn)營(yíng)。西氣東輸管道建設(shè)伊始,中石油集團(tuán)公司科技發(fā)展部委托中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限公司西南分公司和工程技術(shù)研究院等單位進(jìn)行“西氣東輸管道工程靖邊--臨汾段濕陷性黃土水工保護(hù)應(yīng)用技術(shù)研究”項(xiàng)目(列為集團(tuán)公司重大科研項(xiàng)目),做了大量試驗(yàn)研究工作,其成果通過(guò)專家評(píng)審后,應(yīng)用到靖邊--臨汾長(zhǎng)達(dá)353 km濕陷性最嚴(yán)重的黃土地段線路上,已見(jiàn)成效,保證了西氣東輸管道的安全輸氣。以上兩項(xiàng)成果非常寶貴,值得進(jìn)一步推廣。鑒于今后管道建設(shè)項(xiàng)目還很多,建議集團(tuán)公司科技發(fā)展部在此基礎(chǔ)上組織編寫《濕陷性黃土地區(qū)管道建設(shè)規(guī)范》,作為石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā),使今后在黃土地區(qū)建設(shè)管道,有規(guī)范可遵循。既可確保安全,又可收到顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
??????? 歸納以上兩項(xiàng)成果,在黃土地區(qū)的管道設(shè)計(jì)、施工中,應(yīng)采取以下重要措施:
??????? (1)盡量避免管道平行黃土梁和在黃土斜坡上鋪設(shè),因黃土在雨季被水侵蝕后極易流失,管道上覆土層流失后即裸露、懸空、洪水一來(lái)即將管道沖斷;
??????? (2)在管道穿越黃土沖溝時(shí)堅(jiān)持深埋,盡可能將管道埋入基巖中,如基巖很深,則應(yīng)對(duì)管溝采取灰土加固措施;
??????? (3)要求盡可能維持管道附近地貌原形,保持植被、草皮等,減小原狀土擾動(dòng)破壞,對(duì)陡坎、陡坡地段管溝回填的松散土體采取可靠的加固措施,采用植生帶和植被快速恢復(fù)技術(shù),防止水土流失;
??????? (4)對(duì)于管道附近匯集的流水,因地制宜,采取堵、排、疏導(dǎo)等方法,將流水引開(kāi),使其遠(yuǎn)離管道。
??????? 3、山區(qū)管道建設(shè)應(yīng)有新思路
??????? 管道建設(shè)為了縮短線路,盡量取直,通過(guò)山區(qū)時(shí),翻山越嶺是不可避免的。對(duì)于低矮山區(qū)且地形地質(zhì)條件穩(wěn)定時(shí),管道直上山坡或橫越山坡都是允許的。但是,當(dāng)山體陡峻、且地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)時(shí),管道不宜直上直下,切忌順等高線橫過(guò)山坡,因?yàn)椋坏┌l(fā)生滑坡、泥石流災(zāi)害時(shí),管道首當(dāng)其沖,常有被沖斷之虞。根據(jù)近年來(lái)蘭成渝輸油管道和忠武輸氣管道通過(guò)山區(qū)的管道設(shè)計(jì)新思路,大多采用隧道方式通過(guò)山區(qū)。隧道的優(yōu)點(diǎn)是:①可以避開(kāi)極為復(fù)雜的高陡邊坡和地質(zhì)災(zāi)害地段;②可以降低泵站揚(yáng)程,管道落差減小,使后段管道的壓力降低,減小管道壁厚,節(jié)省管材;③隧道可以縮短線路長(zhǎng)度,降低了投資;④隧道除進(jìn)出洞口外,整個(gè)工程隱蔽在地下,可以避免大量剝離地表植被和土石層,有利環(huán)境保護(hù)和水土保持。
??????? 在山區(qū)河流的管道通過(guò)方式的選擇上,由于山區(qū)河流基底多為巖石組成,一般不適宜采用定向鉆,應(yīng)因地制宜,選擇兩種方式;當(dāng)河床兩岸陡峻時(shí),可采用懸索跨越過(guò)江或管道、公路兩用橋的過(guò)江方式;當(dāng)河流兩岸地形比較寬闊時(shí),可以采取大開(kāi)挖穿越方式。吸取以往穿越埋深不夠、洪水經(jīng)常將管道沖出的教訓(xùn),應(yīng)將管道深埋至最大沖刷深度以下或埋入基巖中。陜京二線山西境內(nèi)呂梁山區(qū),有一段長(zhǎng)達(dá)48km的線路,順蔚汾河灘地及河床輔設(shè),由于堅(jiān)持深埋,已經(jīng)過(guò)三年洪水的考驗(yàn),未發(fā)生事故。
??????? 4、管道通過(guò)江河湖海(灣),宜采用定向鉆穿越
??????? 定向鉆是近20年來(lái)引進(jìn)的先進(jìn)的、非開(kāi)挖的穿越新技術(shù),具有安全(確保管道埋深)、工期短、造價(jià)相對(duì)較低、有利于環(huán)境保護(hù)、節(jié)約工程材料(不需要加重層及復(fù)壁管等設(shè)備)和應(yīng)用范圍廣(包括河流、海灣、山丘、鐵路、公路和環(huán)境保護(hù)區(qū))等突出優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越受到建設(shè)單位的重視和廣泛應(yīng)用。中石油管道局自從1985年從美國(guó)引進(jìn)定向鉆以來(lái),在國(guó)內(nèi)外已成功穿越300多條河流。
??????? 近年來(lái),定向鉆技術(shù)發(fā)展很快,在穿越地段長(zhǎng)度、巖石層硬度以及卵石層厚度等方面均有所突破。
??????? 穿越段長(zhǎng)度。10年前定向鉆穿越地段長(zhǎng)度一般不超過(guò)1300m,近年已大有突破。2007年3月6日,管道局穿越公司承接的杭甬天然氣管道工程錢塘江穿越成功,創(chuàng)造了一項(xiàng)世界之最--水平定向鉆穿越長(zhǎng)度2454.15m×管徑813mm世界新紀(jì)錄。
??????? 巖石層硬度。1998年以前,采用定向鉆穿越河床地層局限于細(xì)顆粒地層(粘性土、粉土、砂土)。1998年12月,管道局承接蘇丹輸油管道,尼羅河穿越開(kāi)創(chuàng)了巖石地層中采用定向鉆的先河。穿越河段長(zhǎng)達(dá)867m,全為巖石地層,抗壓強(qiáng)度近10MPa,經(jīng)過(guò)多次失敗的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),歷次4個(gè)月,終于穿越成功。近年來(lái)又有重大突破,2005年5月5日,長(zhǎng)吉線松花江穿越,在抗壓強(qiáng)度達(dá)到100 MPa的花崗巖中采用定向鉆穿越取得成功。
??????? 卵石層厚度。以往在卵石層中如何運(yùn)用定向鉆一直是個(gè)難題。主要因?yàn)槁咽w粒粗,泥漿難以攜帶出來(lái),而且卵石層容易坍塌,??ㄗ°@桿。隨著技術(shù)的進(jìn)步,近年來(lái),在鉆進(jìn)卵石層方面又取得重大突破。即采用打套管的方式通過(guò)卵石層。只要卵石層厚度不超過(guò)15m可以采用定向鉆,2005年在松花江、黃河定向鉆穿越中已取得成功。
??????? 長(zhǎng)輸油氣管道通過(guò)江、河、湖、海(灣)時(shí),從安全的角度考慮,不宜采用跨越方式,應(yīng)采用穿越方式。西氣東輸管道在中衛(wèi)通過(guò)黃河,原來(lái)以跨越方式通過(guò),形成一個(gè)景點(diǎn)。近日獲悉擬改用隧道通過(guò),轉(zhuǎn)入地下,以保安全。常用的穿越手段有大開(kāi)挖、定向鉆和盾構(gòu)。定向鉆同大開(kāi)挖相比,在安全、環(huán)保方面有明顯優(yōu)勢(shì),以往采用大開(kāi)挖穿越河流,大都達(dá)不到設(shè)計(jì)深度,洪水期常將管道沖出甚至沖斷。定向鉆同盾構(gòu)相比,在工期、造價(jià)兩方面,也有顯著優(yōu)勢(shì)。因此,今后新建管道穿越江河時(shí),宜首選定向鉆,確保油氣管道安全,且有利環(huán)保。
??????? 5、加強(qiáng)質(zhì)量管理,狠抓施工質(zhì)量
??????? 再好的設(shè)計(jì)方案,需要施工去落實(shí),否則,也是“紙上談兵”。所以,必須認(rèn)真抓施工質(zhì)量,稍一放松也會(huì)出問(wèn)題。1998年12月7日《工人日?qǐng)?bào)》曾經(jīng)報(bào)導(dǎo)了一則新聞:“優(yōu)質(zhì)工程,雨后現(xiàn)形”。說(shuō)的是寶(雞)中(衛(wèi))鐵路,工程建成后交付運(yùn)營(yíng)時(shí)曾被評(píng)為優(yōu)質(zhì)工程,可是僅僅一年后,由于1998年7月底至8月初,連續(xù)數(shù)日的大雨,在長(zhǎng)達(dá)300多公里的受災(zāi)路段出現(xiàn)水害177處,造成路基、站基下沉,多處滑坡、陷穴,累計(jì)中斷行車1700多小時(shí),需要投入7200萬(wàn)元才能修復(fù)。查其原因是,寶中線地處黃土高原,黃土具有濕陷性,設(shè)計(jì)要求建筑路基和站基時(shí),應(yīng)該鋪一層土,澆一遍水,壓實(shí)后再鋪土澆水,但施工時(shí)適逢沿線大旱缺水,施工人員就擅自把澆水的工序省掉,于是填土迂水濕陷、釀成重大工程事故就不可避免地發(fā)生了。類似的工程事故在西氣東輸工程也有,前已提到,西氣東輸工程寧陜段兩處黃土崾峴高邊坡出現(xiàn)滑坡事故,其主要原因是由于施工時(shí)對(duì)填土未按設(shè)計(jì)要求夯實(shí)所致。由此可見(jiàn),施工是一個(gè)重要環(huán)節(jié),必須加強(qiáng)質(zhì)量管理,狠抓施工質(zhì)量。要抓好三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):首先要挑選有資質(zhì)、有良好信譽(yù)的施工隊(duì)伍,堅(jiān)決杜絕不合格的、唯利是圖的施工單位進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng);其次要委托有資質(zhì)、負(fù)責(zé)任的監(jiān)理單位對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)理;再次就是建設(shè)單位也應(yīng)派出懂業(yè)務(wù)、工作認(rèn)真的技術(shù)人員深入施工現(xiàn)場(chǎng)巡視,進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督。只有一絲不茍地按設(shè)計(jì)要求去實(shí)施,才能保證工程的優(yōu)質(zhì)。
??????? 此外,建設(shè)單位還需要經(jīng)常了解管線周邊的工程建設(shè)動(dòng)態(tài)。人類工程活動(dòng)會(huì)改變地質(zhì)環(huán)境,引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。例如:管道附近修建公路、鐵路,開(kāi)挖了邊坡,引起山體滑塌,發(fā)生滑坡,影響到管道;管道附近修建水庫(kù),地下水位上升,導(dǎo)致滑坡復(fù)活,危及管道的安全;管道附近開(kāi)采煤礦或其它礦產(chǎn),出現(xiàn)采空區(qū),威脅到管道;管堤附近由于農(nóng)民開(kāi)墾,挖去了草皮,出露黃土被洪水沖蝕,使管道裸露。1998年,陜京輸氣管道在黃河以東的沙泉出現(xiàn)管道被沖出事故,就是這樣造成的。以上種種情況表明,地質(zhì)災(zāi)害治理難以做到一勞永逸,只要人類的工程活動(dòng)不停止,地質(zhì)災(zāi)害的防治也就不會(huì)終止。建設(shè)單位必須高度關(guān)注,不可掉以輕心。
??????? 鑒于長(zhǎng)輸油氣管道是易燃易爆的生命線工程,一旦出現(xiàn)事故,就會(huì)釀成國(guó)家財(cái)產(chǎn)遭受重大損失,甚至沿線居民的不幸傷亡。為此,我們必須高度關(guān)注,從事故源頭抓起,經(jīng)常組織對(duì)沿線重點(diǎn)地段進(jìn)行巡查,及早發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害,加強(qiáng)事故隱患治理,防患于未然。堅(jiān)決遏制地質(zhì)災(zāi)害和其它重大事故的發(fā)生,為實(shí)現(xiàn)中石油集團(tuán)公司提出的“安全環(huán)保形勢(shì)的明顯好轉(zhuǎn)和根本好轉(zhuǎn)”的目標(biāo)而不懈努力。
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