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1典型地質(zhì)災(zāi)害對油氣管道的危害

地質(zhì)災(zāi)害對管道工程的危害表現(xiàn)在建設(shè)施工期間導(dǎo)致施工人員受到傷害和機(jī)具損壞，以及運(yùn)營期間導(dǎo)致管道本體及對伴行路、閥室、站場和其他地面設(shè)施的破壞等方面，其中，對管道本體的危害形式多，危害機(jī)理較為復(fù)雜。

1.1崩塌崩塌對線路管道危害的主要表現(xiàn)為砸壞管道。崩塌體的規(guī)模、強(qiáng)度、與管道的相對高度、運(yùn)動方式以及管道上覆土層的厚度等均會對管道風(fēng)險的高低產(chǎn)生影響。當(dāng)管道位于崩塌體正下方時，受垂直沖擊作用，管道受破壞的風(fēng)險最高。計算表明：1m3的塊石，從高度7m處垂直落下沖擊管道，可使埋深1.5m的管體應(yīng)力達(dá)到最小屈服強(qiáng)度。

1.2滑坡滑坡對線路管道的危害主要表現(xiàn)為：管道在滑坡下部通過時，對管道加載；在滑坡中部通過時，管道因承受運(yùn)動物質(zhì)的巨大拖拽力而發(fā)生彎曲變形、拉裂甚至整體斷裂等失效形式；在滑坡上部通過時，管道懸空或被拉斷。

1.3泥石流泥石流對管道的危害，根據(jù)管道通過泥石流區(qū)域的不同，一般分兩種：①管道在流通區(qū)通過，泥石流對管道的危害表現(xiàn)為下切侵蝕，造成管道暴露，使管道遭受泥石流的沖擊，泥石流對岸坡的侵蝕可造成坍岸，使管道暴露或臨空；②在堆積區(qū)通過，這種通過方式對管道的主要危害是泥石流淤埋管道并有輕微的下切侵蝕和側(cè)蝕作用。

2地質(zhì)災(zāi)害危險性評價方法

對地質(zhì)災(zāi)害危險性進(jìn)行分析、評價時，首先采用專家調(diào)查法和層次分析法分析，辨識出影響其危險性的各個因素，并建立地質(zhì)災(zāi)害危險性評價指標(biāo)體系，對各個因素進(jìn)行比較分析后，將各個因素對地質(zhì)災(zāi)害危險性影響的重要程度進(jìn)行半定量化，確定各因素的相對權(quán)重，然后將各因素對地質(zhì)災(zāi)害危險性的影響程度分級，并給予一定的分值，確定評分標(biāo)準(zhǔn)，最后根據(jù)各因素權(quán)重值和各因素實(shí)際狀況對應(yīng)的分值，綜合計算被評估對象的易發(fā)性、易損性系數(shù)，按一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行危險性評價。

2.1影響因素辨識地質(zhì)災(zāi)害危險性的概念包含兩層含義：災(zāi)害發(fā)生的頻率或可能性、災(zāi)害造成的后果。管道地質(zhì)災(zāi)害危險性評價問題的提出，應(yīng)綜合考慮管道沿線災(zāi)害發(fā)生的可能性和災(zāi)害后果等因素。

2.1.1易發(fā)性影響因素潛在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的影響因素主要包括地質(zhì)、地形地貌、氣候、水文、植被和人類活動等各種基礎(chǔ)條件與誘發(fā)條件等。

2.1.2易損性影響因素管道地質(zhì)災(zāi)害易損性評價包括社會經(jīng)濟(jì)易損性評價和管道易損性評價。前者主要分析和評價地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)管道事故給人民生命和財產(chǎn)造成的可能損失；后者通過分析管道位置、管道的保護(hù)措施來評價管道遭受損壞的可能性。在此重點(diǎn)考慮地質(zhì)災(zāi)害對管道的影響，不考慮對社會經(jīng)濟(jì)的影響，因此，僅對管道易損性進(jìn)行評價。管道易損性是指管道本身遭受破壞的可能性，其易損性條件包括管道的最小埋深、管道位置、管道敷設(shè)方式以及管道工程保護(hù)措施等。

2.2指標(biāo)體系建立在辨識出影響因素后，運(yùn)用層次分析法，將辨識出的影響因素進(jìn)行分類整理，建立油氣管道典型地質(zhì)災(zāi)害危險性評價指標(biāo)體系（圖1）。

2.3指標(biāo)權(quán)重計算采用“1~9標(biāo)度法”，對同一層各指標(biāo)相對于上一層指標(biāo)的重要程度進(jìn)行兩兩比較，得到判斷矩陣A；計算出判斷矩陣A的最大特征根λmax，對應(yīng)的特征向量為W，將W歸一化后即為同一層次相應(yīng)指標(biāo)對于上一層次某一指標(biāo)相對重要性的權(quán)重wi。

2.4各因素評分標(biāo)準(zhǔn)確定將各因素對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性、管道易損性的影響程度分為3個級別：大、中等、小，并分配分值（分別為30分、20分、10分），確定評分標(biāo)準(zhǔn)（表1～表6）。

2.5模糊綜合評判據(jù)實(shí)際調(diào)查的各因素發(fā)育狀況，對照評分標(biāo)準(zhǔn)，將各因素的分值綜合其權(quán)重值進(jìn)行加權(quán)相加，計算易發(fā)性、易損性系數(shù)K，根據(jù)確定的分級標(biāo)準(zhǔn)（K<15易發(fā)性或易損性小、15≤K≤24易發(fā)性或易損性中等、K>24易發(fā)性或易損性大），進(jìn)行易發(fā)性、易損性評判。

2.6危險性評價標(biāo)準(zhǔn)得出地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性和管道易損性評價結(jié)果后，采用矩陣法（表7、表8），綜合確定油氣管道典型地質(zhì)災(zāi)害危險性等級，將危險性劃分為4個等級。

3應(yīng)用與驗證

以蘭成管道火燒溝段某崩塌（圖2、表9）為例，進(jìn)行危險性評價，根據(jù)各指標(biāo)的重要性構(gòu)造判斷矩陣。經(jīng)計算得出，易發(fā)性各評價指標(biāo)權(quán)重集Wf=（0.38，0.04，0.16，0.10，0.07，0.25），易損性各評價指標(biāo)權(quán)重集Ws=（0.16，0.54，0.30）。根據(jù)該崩塌各影響因素分值及權(quán)重進(jìn)行加權(quán)相加，可以得到Kf=28.5，Ks=28.4。因此，該崩塌點(diǎn)的易發(fā)性等級為“大”，易損性等級為“大”，根據(jù)表7的矩陣法綜合判定該災(zāi)點(diǎn)的危險性等級為四級。評價結(jié)果表明：該災(zāi)點(diǎn)危險性極高，應(yīng)避繞，在不能避繞的情況下，應(yīng)立即治理，并采取監(jiān)控措施。2013年1月該災(zāi)點(diǎn)在未治理、管道未繞避的情況下發(fā)生崩塌，砸壞管道，球形清管器被卡在此位置，施工單位被迫進(jìn)行了換管施工，可見評價結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)際情況吻合。

4結(jié)論

明確了典型地質(zhì)災(zāi)害對管道危害各影響因素的影響程度分級標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)性、管道易損性，選取簡單、易于操作的指標(biāo)體系法進(jìn)行危險性評價，從合理與實(shí)用的角度出發(fā)，建立了油氣管道典型地質(zhì)災(zāi)害危險性評價指標(biāo)體系，使得地質(zhì)災(zāi)害危險性等級評定更加合理有效，為油氣管道典型地質(zhì)災(zāi)害的安全防護(hù)提供了理論依據(jù)。

作者：鐘威 高劍鋒 單位：中國石油天然氣管道工程有限公司