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【摘要】新时期下，长庆油田油气建设步已入发展的快车道，油气输送管道运行安全更是备受关注，随着油气管道设计使用年限的逐年递减，油气输送管道的使用寿命也在逐年下降，特别是管道穿越不良地质地层环境下的能力进一步表现出来，比如长输油气管道穿（垮）越河沟段的防护能力，那么就引申出一个问题，管道在穿越河沟段中的水毁危害及防护，本文作者从长输油气管道穿越河沟段的水毁危害及防护进行了一些阐述，对长输油气管道在河沟段的施工保护，具有一定的借鉴作用。
【关键词】长输油气管道；河沟段；水毁危害；防护
中图分类号：TU81文献标识码： A
引言：
长输油气管道工程穿越施工在长庆油气田建设领域已成为一项普遍施工技术，管道途经河沟段必然受到水毁的作用，如何确保油气田长输管道在水的长期作用下不受侵害或把危害降到最低，采取怎样的防护措施？解决好长输油气管道的水毁防护，对于长输油气管道安全运行具有十分重要的意义。
一、国内目前长输油管道穿越河沟段的水毁现状
现阶段，我国长输油气管道穿越河沟段的例子是比较普遍的，就目前管道在河沟段穿越状况而言，长输油气管道在穿越河沟段的保护还是存在一些不到位的地方，有的是由于外界环境的变化使得原有的保护设施失去作用，有的是由于施工保护措施不到位或因后期维护缺失未及时修复而形成的。例如我国早期出现的忠武输油气管道线路，其中有一部分主要跨越了大别山山区、江汉与洞庭湖盆丘陵区及湘东北山区，两管道沿线经过的区域地形地质地貌较为复杂，河流水毁特征具有一定的代表性。根据2011 年的有关统计数据得出结论，新增河沟段穿越1179 处，其中平原河网沟渠穿越1072处，较高风险的穿越总计107 处。截至2012 年底，各种类型的水毁部位高达2590 处，河沟段水毁站到约93%；中高风险的水毁点高达227 处，河沟段水毁占到的比例约为51%。 2011 年，忠武输气管道某处河谷冲刷露管并致灾，而洪水暴涨导致兰成渝管道某处400m 管体悬空，完全暴露于水流冲刷之下。
二、长输油气管道河沟段水毁方式
长输油气管道河沟段已经在长输油气管道（穿）跨越施工过程中对原有地质结构造成了很大影响，甚至在一定程度上影响到了长输油气管道运输功能的正常发挥，加大对长输油气管道在河沟段的水毁方式进行了解与研究，就显得很有必要了。长输油气管道河沟段的水毁方式主要表现如下：
1.河床下切作用是水毁表现的方式之一，当长输油气管道从河床地段穿越而过时，与此同时，若发生河床下切，便会引起河势不稳定因素，造成河床容水空间增大，形成冲刷沟底或一定深度的串沟现象，出现管道悬跨；其次，是在洪水出现的时候，在洪水水流强大的作用力下也会使得管道的覆盖层不断被冲刷，加入到河床中继续进行冲刷下切，造成管道外露，油气管道的外露，不仅会受到洪水的强大冲击，还会受到大量砂石和漂砾石的冲撞，管道防腐层也会受到破损，严重时还会导致管道发生变形、弯曲甚至折断，从而为管道正常运行埋下安全隐患。
2.河岸侧蚀作用也会形成对长输油气管道的水毁方式，这是因为当河流处在一定角度的拐弯时，河流转角的凸岸就会形成侧向的冲刷以及侵蚀作用，这种作用常常会使得河岸出现坍塌及不稳定因素，在一定程度上引起河道发生不同程度的摆动，而长输油气管道如果刚好沿着河岸或穿过河岸进行铺设时，此时，河道在河流作用下发生摆动，迫使管道跟着一起运动，管道运行的稳定性也会受到一定影响。
3.泥石流的危害在长输油气管道运行中也是比较突出的一种表现形式，这是因为一旦有泥石流在该区域发生，泥石流本身具有的强大冲击力会对沿途地理、地貌带来侵蚀与毁灭作用，一般来说，输油气管道会沿着沟岸进行铺设，但泥石流对河岸的冲击与破坏也是不可避免的，也就自然会引起管道形成剧烈的强迫运动，管道在外力的作用下会发生弯曲、变形甚至折断的情况。
4.在输油气管道附近进行的其他作业形式，也是形成水毁的原因之一，由于人们通常会利用河道进行砂石开采，修筑水工构造物，水利灌溉以及清淤等人工作业活动，长此以往，会逐渐引起河沟道位置的改变，人类长期的生产作业活动直接或间接地打乱了原有的自然生态平衡，从而导致河道发生弯曲、变小而引起流水拥堵，进而加大了水流在流动过程中的下切以及侧向侵蚀的作用，特别是在雨季会进一步加大对输油气管道的水毁危害，其次，由于过度采砂留下的沙坑的不断扩大，还有可能引起管道基底砂层流向采砂坑而造成管道悬空。
三、水毁的危害类型
长输油气管道在河沟段受到水毁的表现，决定了水毁对管道形成的危害方式，这些水毁方式形成的危害具有表现如下：
1.漂管危害
漂管主要是指當长输油气管道在穿越河流或湖塘的过程中，由于出现水温涨幅较大，冲刷、侵蚀以及人工活动的影响，导致输油气管道的覆盖层厚度严重不足，甚至因裸露而出现一定程度的漂浮，由于长输油气管道一般为薄闭钢管，当裸露长度达到某种临界值的时候，就会很容易出现弯曲变形，甚至或还会出现管道损坏，引发各类污染事故。
2.悬跨危害
悬跨是指采用大开挖直埋方式穿越河流的输油气管道与河床表面不发生直接接触的悬空段。悬跨在一定程度上改变了管道的受力状况，当管道在悬跨段的过程中出现绕流状况时，水流就会常伴有涡旋泄放，长输油气管道在周期性的震动中会产生受力震动，这种震动的频率假如与长输油气管道的固有频率达到相同或接近，就会在悬跨段出现共振的现象，这种共振现象对于悬空长度较大的管道来说，无疑是一种周期性很强的疲劳破坏。
3.推移危害
河沟段还常常会出现这样的情况，就是当长输油气管道的埋置深度不够时，会出现强水流或泥石流的强大冲击，在水流的作用下，管道与管道周围的土体就会受到冲击而向下游不断移动，管道就会出现不断向下及向上方屈服，接着砂卵石不断填充管道屈曲遗留下的空隙，造成管道位移量不断增大，若此时冲击作用未终止或管道未得到进一步的稳管加固，极有可能因屈曲位移量较大发生管道损毁事故。
四、长输油气管道河沟段的水毁防护
在对长输油气管道在河沟段受到水毁带来的危害程度和表现方式进行解析之后，采取相应的措施对长输油气管道和沟段进行水毁防护，就显得尤为必要了。长输油气管道河沟段的水毁防护具体如下：
1.直接型防护主要是针对水毁的方式及危害而采取的一种比较直接的防护方式，主要的防护方式有建造箱涵、建造U型槽、建造硬覆盖以及石笼防护。箱涵防护主要是在河沟段区域内，利用钢筋混凝土建造钢筋混凝土箱涵，然后将输油气管道从中穿越而过，利用箱涵对管道起到保护作用，此类箱涵主要适用于山区河流及较易发生泥石流、山洪的河道地区；U 型槽主要适用于平原及山区小河沟，一般来说，U型槽主要采用钢筋混凝土，通过在预制场地提前预制，然后运输到现场进行安装加固的方式，这种施工方法便捷、施工成本低；硬覆盖主要适用于平原或山区较小的河沟段，它主要是利用钢筋混凝土进行砌筑或采取浆砌石砌筑的方式建造而成，对管道会起到一定的保护作用；石笼防护方式一般适用于一般性洪水、山洪及规模较小的河沟道，采用的结构材料为钢筋笼，大石头，这种构筑方式一般来说是属于临时性的防护措施。
2.第二种防护方式是间接防护措施，间接防护措施主要是利用管道所处环境采取的施工保护，进一步提高管道运行的安全性能。它的主要防护措施是拦砂坝、河底硬化、桩板墙及护坡等。拦砂坝主要是针对山区河沟谷而采取的，它的施工材料主要以钢筋混凝土、浆砌石为主；河底硬化主要适用于平原或山区小河沟；桩板墙一般适用于大型河流穿越管道的情况，采取的结构材料为钢筋混凝土；护坡的适用条件主要是对存在侧向侵蚀的河沟岸坡进行防护措施，它采用的材料一般是素混凝土、浆砌石。
五、结论
长输油气管道河沟段的水毁危害，在某些特定的环境下，其危害程度是不言而喻的，2013年中石化黄潍管线因泄漏带来的环境污染触目惊心，同时也给我们敲响了保护环境的警钟，由此可见，及时采取防护措施来对管道加以保护，使其免受破坏，特别是在国家安全环保部门对环境越来越重视的大背景下，具有深刻意义。
参考文献：
[1]任志平．大中型穿越河旅输油管道的风险评估[D]．大庆：大庆石油学院，2004
[2]王利金，刘锦昆．埕岛油田海底管道冲刷悬空机理及对策[J]．油气储运，2004
【关键词】长输油气管道；河沟段；水毁危害；防护
中图分类号：TU81文献标识码： A
引言：
长输油气管道工程穿越施工在长庆油气田建设领域已成为一项普遍施工技术，管道途经河沟段必然受到水毁的作用，如何确保油气田长输管道在水的长期作用下不受侵害或把危害降到最低，采取怎样的防护措施？解决好长输油气管道的水毁防护，对于长输油气管道安全运行具有十分重要的意义。
一、国内目前长输油管道穿越河沟段的水毁现状
现阶段，我国长输油气管道穿越河沟段的例子是比较普遍的，就目前管道在河沟段穿越状况而言，长输油气管道在穿越河沟段的保护还是存在一些不到位的地方，有的是由于外界环境的变化使得原有的保护设施失去作用，有的是由于施工保护措施不到位或因后期维护缺失未及时修复而形成的。例如我国早期出现的忠武输油气管道线路，其中有一部分主要跨越了大别山山区、江汉与洞庭湖盆丘陵区及湘东北山区，两管道沿线经过的区域地形地质地貌较为复杂，河流水毁特征具有一定的代表性。根据2011 年的有关统计数据得出结论，新增河沟段穿越1179 处，其中平原河网沟渠穿越1072处，较高风险的穿越总计107 处。截至2012 年底，各种类型的水毁部位高达2590 处，河沟段水毁站到约93%；中高风险的水毁点高达227 处，河沟段水毁占到的比例约为51%。 2011 年，忠武输气管道某处河谷冲刷露管并致灾，而洪水暴涨导致兰成渝管道某处400m 管体悬空，完全暴露于水流冲刷之下。
二、长输油气管道河沟段水毁方式
长输油气管道河沟段已经在长输油气管道（穿）跨越施工过程中对原有地质结构造成了很大影响，甚至在一定程度上影响到了长输油气管道运输功能的正常发挥，加大对长输油气管道在河沟段的水毁方式进行了解与研究，就显得很有必要了。长输油气管道河沟段的水毁方式主要表现如下：
1.河床下切作用是水毁表现的方式之一，当长输油气管道从河床地段穿越而过时，与此同时，若发生河床下切，便会引起河势不稳定因素，造成河床容水空间增大，形成冲刷沟底或一定深度的串沟现象，出现管道悬跨；其次，是在洪水出现的时候，在洪水水流强大的作用力下也会使得管道的覆盖层不断被冲刷，加入到河床中继续进行冲刷下切，造成管道外露，油气管道的外露，不仅会受到洪水的强大冲击，还会受到大量砂石和漂砾石的冲撞，管道防腐层也会受到破损，严重时还会导致管道发生变形、弯曲甚至折断，从而为管道正常运行埋下安全隐患。
2.河岸侧蚀作用也会形成对长输油气管道的水毁方式，这是因为当河流处在一定角度的拐弯时，河流转角的凸岸就会形成侧向的冲刷以及侵蚀作用，这种作用常常会使得河岸出现坍塌及不稳定因素，在一定程度上引起河道发生不同程度的摆动，而长输油气管道如果刚好沿着河岸或穿过河岸进行铺设时，此时，河道在河流作用下发生摆动，迫使管道跟着一起运动，管道运行的稳定性也会受到一定影响。
3.泥石流的危害在长输油气管道运行中也是比较突出的一种表现形式，这是因为一旦有泥石流在该区域发生，泥石流本身具有的强大冲击力会对沿途地理、地貌带来侵蚀与毁灭作用，一般来说，输油气管道会沿着沟岸进行铺设，但泥石流对河岸的冲击与破坏也是不可避免的，也就自然会引起管道形成剧烈的强迫运动，管道在外力的作用下会发生弯曲、变形甚至折断的情况。
4.在输油气管道附近进行的其他作业形式，也是形成水毁的原因之一，由于人们通常会利用河道进行砂石开采，修筑水工构造物，水利灌溉以及清淤等人工作业活动，长此以往，会逐渐引起河沟道位置的改变，人类长期的生产作业活动直接或间接地打乱了原有的自然生态平衡，从而导致河道发生弯曲、变小而引起流水拥堵，进而加大了水流在流动过程中的下切以及侧向侵蚀的作用，特别是在雨季会进一步加大对输油气管道的水毁危害，其次，由于过度采砂留下的沙坑的不断扩大，还有可能引起管道基底砂层流向采砂坑而造成管道悬空。
三、水毁的危害类型
长输油气管道在河沟段受到水毁的表现，决定了水毁对管道形成的危害方式，这些水毁方式形成的危害具有表现如下：
1.漂管危害
漂管主要是指當长输油气管道在穿越河流或湖塘的过程中，由于出现水温涨幅较大，冲刷、侵蚀以及人工活动的影响，导致输油气管道的覆盖层厚度严重不足，甚至因裸露而出现一定程度的漂浮，由于长输油气管道一般为薄闭钢管，当裸露长度达到某种临界值的时候，就会很容易出现弯曲变形，甚至或还会出现管道损坏，引发各类污染事故。
2.悬跨危害
悬跨是指采用大开挖直埋方式穿越河流的输油气管道与河床表面不发生直接接触的悬空段。悬跨在一定程度上改变了管道的受力状况，当管道在悬跨段的过程中出现绕流状况时，水流就会常伴有涡旋泄放，长输油气管道在周期性的震动中会产生受力震动，这种震动的频率假如与长输油气管道的固有频率达到相同或接近，就会在悬跨段出现共振的现象，这种共振现象对于悬空长度较大的管道来说，无疑是一种周期性很强的疲劳破坏。
3.推移危害
河沟段还常常会出现这样的情况，就是当长输油气管道的埋置深度不够时，会出现强水流或泥石流的强大冲击，在水流的作用下，管道与管道周围的土体就会受到冲击而向下游不断移动，管道就会出现不断向下及向上方屈服，接着砂卵石不断填充管道屈曲遗留下的空隙，造成管道位移量不断增大，若此时冲击作用未终止或管道未得到进一步的稳管加固，极有可能因屈曲位移量较大发生管道损毁事故。
四、长输油气管道河沟段的水毁防护
在对长输油气管道在河沟段受到水毁带来的危害程度和表现方式进行解析之后，采取相应的措施对长输油气管道和沟段进行水毁防护，就显得尤为必要了。长输油气管道河沟段的水毁防护具体如下：
1.直接型防护主要是针对水毁的方式及危害而采取的一种比较直接的防护方式，主要的防护方式有建造箱涵、建造U型槽、建造硬覆盖以及石笼防护。箱涵防护主要是在河沟段区域内，利用钢筋混凝土建造钢筋混凝土箱涵，然后将输油气管道从中穿越而过，利用箱涵对管道起到保护作用，此类箱涵主要适用于山区河流及较易发生泥石流、山洪的河道地区；U 型槽主要适用于平原及山区小河沟，一般来说，U型槽主要采用钢筋混凝土，通过在预制场地提前预制，然后运输到现场进行安装加固的方式，这种施工方法便捷、施工成本低；硬覆盖主要适用于平原或山区较小的河沟段，它主要是利用钢筋混凝土进行砌筑或采取浆砌石砌筑的方式建造而成，对管道会起到一定的保护作用；石笼防护方式一般适用于一般性洪水、山洪及规模较小的河沟道，采用的结构材料为钢筋笼，大石头，这种构筑方式一般来说是属于临时性的防护措施。
2.第二种防护方式是间接防护措施，间接防护措施主要是利用管道所处环境采取的施工保护，进一步提高管道运行的安全性能。它的主要防护措施是拦砂坝、河底硬化、桩板墙及护坡等。拦砂坝主要是针对山区河沟谷而采取的，它的施工材料主要以钢筋混凝土、浆砌石为主；河底硬化主要适用于平原或山区小河沟；桩板墙一般适用于大型河流穿越管道的情况，采取的结构材料为钢筋混凝土；护坡的适用条件主要是对存在侧向侵蚀的河沟岸坡进行防护措施，它采用的材料一般是素混凝土、浆砌石。
五、结论
长输油气管道河沟段的水毁危害，在某些特定的环境下，其危害程度是不言而喻的，2013年中石化黄潍管线因泄漏带来的环境污染触目惊心，同时也给我们敲响了保护环境的警钟，由此可见，及时采取防护措施来对管道加以保护，使其免受破坏，特别是在国家安全环保部门对环境越来越重视的大背景下，具有深刻意义。
参考文献：
[1]任志平．大中型穿越河旅输油管道的风险评估[D]．大庆：大庆石油学院，2004
[2]王利金，刘锦昆．埕岛油田海底管道冲刷悬空机理及对策[J]．油气储运，2004