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1典型地質(zhì)災(zāi)害對(duì)油氣管道的危害

地質(zhì)災(zāi)害對(duì)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(yíng)期間導(dǎo)致管道本體及對(duì)伴行路、閥室、站場(chǎng)和其他地面設(shè)施的破壞等方面，其中，對(duì)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(duì)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(duì)高度、運(yùn)動(dòng)方式以及管道上覆土層的厚度等均會(huì)對(duì)管道風(fēng)險(xiǎn)的高低產(chǎn)生影響。當(dāng)管道位于崩塌體正下方時(shí)，受垂直沖擊作用，管道受破壞的風(fēng)險(xiǎn)最高。計(jì)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(duì)線路管道的危害主要表現(xiàn)為：管道在滑坡下部通過時(shí)，對(duì)管道加載；在滑坡中部通過時(shí)，管道因承受運(yùn)動(dòng)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(shí)，管道懸空或被拉斷。

1.3泥石流泥石流對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法

對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)時(shí)，首先采用專家調(diào)查法和層次分析法分析，辨識(shí)出影響其危險(xiǎn)性的各個(gè)因素，并建立地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行比較分析后，將各個(gè)因素對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性影響的重要程度進(jìn)行半定量化，確定各因素的相對(duì)權(quán)重，然后將各因素對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的影響程度分級(jí)，并給予一定的分值，確定評(píng)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(duì)應(yīng)的分值，綜合計(jì)算被評(píng)估對(duì)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(xiǎn)性評(píng)價(jià)。

2.1影響因素辨識(shí)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)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(xiǎn)性評(píng)價(jià)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(dòng)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(píng)價(jià)包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)易損性評(píng)價(jià)和管道易損性評(píng)價(jià)。前者主要分析和評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)管道事故給人民生命和財(cái)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(lái)評(píng)價(jià)管道遭受損壞的可能性。在此重點(diǎn)考慮地質(zhì)災(zāi)害對(duì)管道的影響，不考慮對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響，因此，僅對(duì)管道易損性進(jìn)行評(píng)價(jià)。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(shí)出影響因素后，運(yùn)用層次分析法，將辨識(shí)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(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（圖1）。

2.3指標(biāo)權(quán)重計(jì)算采用“1~9標(biāo)度法”，對(duì)同一層各指標(biāo)相對(duì)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(jì)算出判斷矩陣A的最大特征根λmax，對(duì)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(duì)于上一層次某一指標(biāo)相對(duì)重要性的權(quán)重wi。

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

2.5模糊綜合評(píng)判據(jù)實(shí)際調(diào)查的各因素發(fā)育狀況，對(duì)照評(píng)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(jì)算易發(fā)性、易損性系數(shù)K，根據(jù)確定的分級(jí)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(píng)判。

2.6危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)得出地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性和管道易損性評(píng)價(jià)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(xiǎn)性等級(jí)，將危險(xiǎn)性劃分為4個(gè)等級(jí)。

3應(yīng)用與驗(yàn)證

以蘭成管道火燒溝段某崩塌（圖2、表9）為例，進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，根據(jù)各指標(biāo)的重要性構(gòu)造判斷矩陣。經(jīng)計(jì)算得出，易發(fā)性各評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)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(jí)為“大”，易損性等級(jí)為“大”，根據(jù)表7的矩陣法綜合判定該災(zāi)點(diǎn)的危險(xiǎn)性等級(jí)為四級(jí)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明：該災(zāi)點(diǎn)危險(xiǎn)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(píng)價(jià)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況吻合。

4結(jié)論

明確了典型地質(zhì)災(zāi)害對(duì)管道危害各影響因素的影響程度分級(jí)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(jiǎn)單、易于操作的指標(biāo)體系法進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，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(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，使得地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)評(píng)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(guó)石油天然氣管道工程有限公司