【文章內容簡介】 來管口焊接質量雖有提高，但如果質檢不嚴、焊工技術水平較低或質量意識差，也難以保證焊接質量。即使是直縫鋼管，如果焊縫檢測不合格，也會留下事故隱患。西氣東輸工程在一類地區(qū)使用螺旋焊縫管，在二、三、四類地區(qū)使用直縫管，可以較大程 度上提高管道安全性能，但其焊接及補口質量仍需要嚴格控制以確保管道安全。 施工不良還表現在以下方面：管道除銹、去污、防腐和現場補口等工序未按施工要求去做；現場涂敷作業(yè)管理不嚴，使防腐層與管體粘結不良，管子下溝動作粗魯以及回填作業(yè)草率，使泥土、巖石沖擊防腐層，造成防腐層破壞；陰極保護沒有與管道埋地同時進行；還有管子搬運時大手大腳，不仔細，管子產生疲勞裂紋。 西氣東輸管道沿線環(huán)境風險因素識別 自然風險因素識別 長達 4000km 的 西氣東輸管道從 新疆輪南到上海的白鶴鎮(zhèn)，橫貫我國東西 地區(qū)，途經新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、安徽、江蘇和上海等九個省 (區(qū) )市， 從戈壁荒漠、黃土高原到江南水鄉(xiāng)，氣候類型各異，地形地貌不同，管道沿線存在著各種危及管道施工建設和運營的自然風險因素，它們可分為地震災害、地質災害二大類型。 1) 地質構造與 地震災害 地震是地殼運動的一種表現，是地球內部傳播出來的地震波造成的地面震動，其中由地下構造活動產生的構造地震，破壞性大、影響面廣。地震雖然發(fā)生頻率低，但因目前尚無法準確預報，具有突發(fā)的性質，因此它是管道風險事故的主要因素之一。 地震的發(fā)生與 活動斷層的性質及其相互組合關系有很大的相關性：在大陸內部，地震常沿著一條活動斷裂帶系列地連續(xù)發(fā)生，而且是在斷層差異運動最強烈的地段；地震常發(fā)生在幾條斷裂交匯的部位；地震有時發(fā)生在大地貌單元的連續(xù)部位；有些地震發(fā)生在活動斷裂的兩端。 (1) 工程沿線 地質構造 西氣東輸 管道沿線自西北向東南主要受天山褶皺構造帶、準噶爾 — 北天山褶皺構造帶、北山構造帶、祁連山構造帶、呂梁山構造帶、太岳山構造帶、太行山構造帶所控制，幾種構造帶均是由復式背斜及晚期活動斷裂所組成。 —— 輪南 — 武威段 管道 通過的輪南 武威段兩側各 20km 范圍內計有各類斷裂 27 條，有 12條在全新世以來有過活動，其中 4 條與管道相交，有 3 條在未來百年內存在發(fā)生斷錯地表活動的可能，可能再次出現的地震震級在 至 7 級之間，是需要設防的斷裂帶。 —— 武威 — 靖邊段 這一區(qū)段主要有 4 條 全新世以來的活動 斷裂帶， 依據古地震和斷裂平均位移速率估計的地震重復間隔，除煙筒山斷裂外，其它 3 條斷裂在未來百年都不能排除發(fā)生斷錯地表地震 (7 級左右和大于 7 級 )的可能。 —— 靖邊 — 鄭州段 此段 主要斷裂有離石 蒲縣斷裂帶、羅云山山前斷裂、 臨汾盆地內部的近東西向斷裂、霍山 大陽斷裂帶、浮山斷裂、長治 晉城斷裂和焦作斷裂帶，其中全新世的活動斷裂為 5 條， 3 條與管道相交。其中霍山 大陽斷裂帶未來 100 年內可能發(fā)生斷錯地表的 級左右地震，浮山斷裂在未來百年不能排除發(fā)生 61/2地震的可能。 —— 鄭州 — 上海段 管道在鄭州 — 上海段經過華北平原南部以及蘇皖一帶。這一區(qū)間構造活動相對較弱，地表和近地表斷裂不發(fā)育。主要斷裂有 3 條，它們是霍山 定遠斷裂、郯廬斷裂帶和茅山斷裂帶。另外，還有 5 條斷裂，它們是永康斷裂、江浦斷裂、南京 自來橋斷裂、無錫 蘇州斷裂和蘇州 安吉斷裂。資料表明，在鄭州 上海區(qū)間，管道沿線兩側 20km 范圍內不存在晚更新世和全新世以來的活動斷裂，這與該區(qū)段范圍內沒有 級以上地震活動相吻合。 (2) 地震烈度 地震，特別是大于六級的強震可以造成地面的強烈振動以及各種次生自然災害的發(fā)生，從而直接或間接破壞管道。管道在不同地震烈度場中的行為特征見表 。 表 管道在不同地震烈度場中的行為特征 地質特征 烈 度 管道及地物行為 地表現象 7 黃土崩塌 個別情況下裂縫，偶有塌方 潮濕疏松地方 有裂縫現象 8 個別情況下，地下接頭處受破 壞，道路裂縫、塌方 地表裂縫可達 10cm 以上，有泥沙冒出，水位較高的地方、地形破碎的地方滑坡、崩塌普遍 9 道路有裂縫，有些地方地下管 道遭破壞 很多滑坡、山崩 10 鐵道局部彎曲，地下管道破裂 滑坡、山崩普遍 11 管道完全不能使用 地表巨大破壞 (3) 本工程所經區(qū)域地震烈度統(tǒng)計 根據《中國地震烈度區(qū)劃圖》 (國家地震局 1990 年版， 1:400 萬 )，本工程沿線地震烈度統(tǒng)計見表 。 表 沿線地震烈度統(tǒng)計結果 地震烈度 Ⅵ Ⅵ Ⅶ Ⅷ 長度 (km) 所占比例 (%) 2) 地質災害 地質災害包括純地質作用所引起的災害 (如滑坡、泥石流、土壤侵蝕、河岸坍塌、飽和砂土的地震液化等 )和人類工程和經濟活動所引起的次生地質災害。西氣東輸工程的工程類型及其與沿線地質環(huán)境、自然條件相互作用的特點決定了工程施工和運營中將會遇到多種類型的地質災害，如陜北、晉西黃土高原黃土斜坡段黃土邊坡滑塌、黃土濕陷、小型水庫的庫岸坍塌、泥石流；鹽漬土和高礦化河水對管道 的腐蝕；采煤、采鐵等地下開采活動引起的地面及管道不均勻塌陷變形和破裂災害；沿線經過的河流達上百條，有發(fā)生洪水的可能以及新疆、寧夏等地的活動性沙丘危害等等。 (1) 本工程地質災害類型 本工程地質災害可分為以下幾種類型。 —— 滑坡 滑坡災害是山地、丘陵地區(qū)輸氣管道建設中最常見和最重要的地質災害之一。由于西氣東輸管道沿線所通過的陜北、晉西和晉中黃土地區(qū)黃土下伏基巖近水平，降雨量也比較低 (小于 500mm/a)，使得黃土斜坡相對比較穩(wěn)定，滑體位移不大，表現出坍塌的特點。本工程滑坡地段有 8處 ，均在靖邊至鄭州段，六處在陜西子長縣，另兩處分別在山西浮山縣和陽城縣。 —— 黃土滑塌及坍塌 黃土滑塌及坍塌災害是指黃土斜坡帶，特別是高陡斜坡帶在自然因素或人類工程活動影響下發(fā)生的特殊黃土地質災害類型。它的發(fā)育程度受黃土顆粒組成的控制，發(fā)育形成具有明顯的地域性，造成了嚴重的危害后果。據資料統(tǒng)計， 1985～ 1993年間，陜北黃土高原共發(fā)生 62起傷亡性黃土滑塌災害事故，造成 258人死亡， 40余人受傷， 227孔窯洞被毀。本工程的靖邊至鄭州段共有 16處黃土滑塌及坍塌，它們分布在距靖邊 ～ 567km范圍內，其中 15處對管道有影響。 本工程靖邊 — 蒲縣間有大量的此類災害，特別是在靖邊南三圪墩灣至子長安定鎮(zhèn)間約 76km長的管道線路上，大小滑塌災害隨處可見。由于此段黃土區(qū)管道除了敷設在黃土塬墚段外，均沿黃土斜坡帶開挖，特別是沿著已有公路內側擴挖，從而導致邊坡高度和坡度增大，勢必造成被擴挖的邊坡產生嚴重的滑塌破壞，不僅容易造成管道變形，而且還可能引發(fā)施工人員傷亡事故。 —— 河岸及庫岸坍塌 由粘土質沉積物或泥質膨脹巖構成的河岸和水庫岸坡，常因河水的側向侵蝕、淘刷和水庫蓄水而發(fā)生強烈的坍岸災害 ，形成數米寬的坍岸帶，危及管道的安全。西氣東輸工程 武威 — 鄭州段河流坍岸災害主要分布在第四系河谷中。流經中寧、吳忠、鹽池縣境內的苦水河、靖邊的蘆河、定西西南的紅柳溝，這些河流雖水量不大，卻在兩岸形成陡立的河岸和寬闊的河谷，每到洪水季節(jié)因水位暴漲，在兩岸不斷產生新的坍岸災害。隰縣東南棗莊河谷間小溪也形成了明顯的坍岸破壞。由于這種作用，對管道建設來說，其穿越段必須考慮兩岸新的坍塌破壞，而且必須采用防止坍岸的工程措施。 —— 崩塌 崩塌是由巖石的風化或地下水的浸泡作用，使巖石松動而引起的自然災害。本工程在陜西 、山西段有 24處典型崩塌，與修路、河流側向侵蝕及地下水活動均有關系，同樣對管道安全有一定威脅。 —— 泥石流 本工程所經區(qū)域共發(fā)現泥石流 11條，均位于在西北干旱地區(qū)，且主要集中在武威到靖邊段，其中有 2處泥石流對管道有嚴重影響。 設計管道從泥石流主溝通過，橫跨距離為 100m左右，且垂直泥石流溝，一旦降雨發(fā)生泥石流時，管道將受到泥石流的強烈沖擊甚至破壞，對管道安全運營期的安全影響較大。 —— 煤礦采空區(qū)與地面塌陷 本工程所經呂梁山西麓 (蒲縣化樂 )— 太行山南麓的山西高原段分布有豐富的煤 炭資源，煤層埋深淺，厚度大，因而地方中小型煤礦密集分布，煤礦的地下開采成為本區(qū)段管道建設的最重要也是十分復雜的地質災害。煤礦的地下開采不僅造成采空區(qū)上部地表塌陷，而且引起塌陷區(qū)內房屋和窯洞開裂、坍塌，道路不均勻塌陷和開裂等，顯然如果管道在地表變形區(qū)通過時，不僅可能造成管道懸空，而且可能彎曲變形，對管道安全造成很大危害。 蒲縣至澤州沿線不僅煤炭資源豐富，還有豐富的鐵礦和高嶺土資源，因此在注意煤礦采空區(qū)地面塌陷的同時，還要注意鐵礦、鋁土頁巖的地下開采及其對管道工程建設的影響。 —— 濕陷性黃土 本 工程在靖邊三圪墩灣 — 蒲縣化樂段、蒲縣化樂 — 澤州周村段有濕陷性黃土分布，管道在此段的水土保護需要特別加強。 濕陷性黃土主要由馬蘭黃土和全新世黃土構成，與西氣東輸工程有關的黃土分別屬于陜北、山西和豫西三個地區(qū)。 —— 膨脹性巖土 膨脹性巖土是指遇水體積膨脹、強度衰減、失水收縮并常常導致工程問題和地質災害的巖土，本工程的此類問題主要表現在對邊坡的影響和管道填埋后的沖刷等方面。 (2) 本工程化學地質災害類型 化學地質災害指由巖、土、水與工程或環(huán)境間的化學作用而形成的地質災害。對通過 干旱、半干旱地區(qū)或地表水、地下水的西氣東輸管道來說，這種地質災害雖然沒有地震、滑坡等災害來得那么突然，但對管道具有潛在的巨大危害。本工程化學地質災害類型分為兩類。 —— 鹽漬化巖土的化學腐蝕災害 在我國西北干旱、半干旱氣候區(qū)的洼地或鹽湖周邊灘地，由于地表水和地下水的蒸發(fā)、濃縮作用，在土壤表層和淺層常常有鹽漬土的形成和分布。這些鹽漬土由于含有大量的 SO42或 Cl，常常會對普通硅酸鹽混凝土構筑物和鋼管產生嚴重的腐蝕作用。 西氣東輸工程首站 — 鄯哈界壓氣站段土壤腐蝕性較強， 其余管段沿線土壤腐蝕性相近，以輕和較輕為 主； 武威 — 鄭州段管道有三種類型的鹽漬化巖土化學腐蝕，一是鹽湖周邊的鹽漬土，管道有三處通過干涸鹽湖甘肅景泰白墩子小鹽池盆地、寧夏鹽池縣惠安堡鹽湖、紅寺堡東北小鹽池，它們 Cl、 SO42含量高，對鋼管有很強的腐蝕性；二是河漫灘表層鹽漬化土： 在甘肅東北、寧夏、陜北等干旱、半干旱地區(qū)的大小河流，由于干旱環(huán)境下毛細水的蒸發(fā)作用，在河漫灘表面，普遍有白色鹽漬化現象，西氣東輸管道在很多地段沿溝谷或河漫灘穿過，其管道和構筑物腐蝕問題要特別注意； 三是 咸化 (高礦化 )河水的腐蝕問題： 在甘肅東北、寧夏、陜北等干旱、半干旱地區(qū)的 大小河流，由于降雨 稀少，蒸發(fā)強烈，造成河水中 SO42和 Cl經常高達幾十克每升；這些地帶的 管道穿越，必須做好防腐措施。 —— 含石膏地層的化學腐蝕問題 在甘肅武威至陜北管道沿線，有些地段管道是從含石膏地層殘丘上或附近通過的，如寧夏同心苦水河流域廣泛分布的中新世紅柳溝組桔紅色石膏膠結的粉砂巖、鹽池縣西南紅井子東北和西南廣泛分布的清水營組石膏層，流經這些地區(qū)的河流所含礦物質和 Cl、 SO42的量通常非常高。 (3) 洪水 西氣東輸管道穿跨越黃河、長江等大型河流及其它數條中、小河流 ,并從江南水網地區(qū)經 過，在夏季洪水季節(jié)，山洪爆發(fā)容易對管道造成影響。 以陜京線為例， 1998年 7月 31日陜西富谷縣降大雨，新城川爆發(fā)山洪，洪水夾帶泥石，沖刷陜京管道穿越段河床，沖毀穿越管道上部混凝土加重層，并造成管道裸露開裂。事故主要原因為：新城川是黃河的二級支流，在事故點下游約 3km處與野露溝匯合成孤山川流入黃河，平時是干河，常時水深不到 ，水流寬度不到 2m。 3) 本工程地質災害風險因素具體分析 西氣東輸工程武威 — 鄭州段地質災害比較嚴重，主要有上述的鹽漬土腐蝕、嚴重的黃土滑塌和滑坡、巖石崩塌、煤礦采 空塌陷及地震等，這些地質災害在管道沿線的分布情況見圖 ，這些地段也是本工程的風險高發(fā)區(qū)段。 (1) 輪南 — 武威段 本段線路長約 1839km，大部分地段為山前沖洪積平原、戈壁，局部為山地。 管線所穿越的新疆地區(qū)，其 地質特征以戈壁地貌為主，地勢平坦開闊。土壤鹽漬化嚴重，局部地段形成鹽沼。鹽沼表層常有一層較硬的鹽殼，其下為淤泥或淤泥質軟土，力學性質軟弱。 —— 輪南 — 二十九團場 該段長度約為 140km，地貌為塔里木盆地平原，地表鹽堿化現象嚴重，為鹽堿地。 該區(qū)段的土質相對松軟，地下水埋深相對較淺 (1m～ 2m)，對管道的腐蝕性較強， 因此需要采取相應的防腐措施，延長管道的使用壽命。 —— 庫米什南山山地地段 該段長度約為 8km，地貌為中、低山。管道沿庫米什南山一條山間溝谷敷設，谷寬約 50m～ 200m，兩側邊坡陡峻，巖性以砂巖、灰?guī)r及混合巖 為主，溝谷兩岸基巖崩塌災害十分發(fā)育，且兩岸邊坡繼續(xù)發(fā)生崩塌的潛勢很大。這將對今后管道的施工及運營產生不利影響。