王森 张俊

山西天然气有限公司

背景

山西省境内某DN 500、设计压力4.0 MPa的天然气管道穿越一片已关停煤矿的采空区。2021年汛期过后通过应力检测发现，该管道JP6+100 m至JP6+427 m 段地表沉降量达55 cm，最大拉应变达到550με，已超过450με的设计允许值。经研判，确定该风险由采空区局部活化引发的不均匀沉降所致，对管道安全运行构成严重威胁。

做法

精准监测与应急响应。通过布设应变监测设施，对风险管段进行持续监测，测得最大沉降速率为5 mm/d，管道应变峰值急剧攀升至1200με，远超安全阈值。面对这一危急情况，运营单位立即启动应急响应预案。

方案比选与决策。依据DB14/T 2310―2021《煤矿采空区输气管道安全管理技术规范》中关于防控及应对措施的规定，运营单位组织专家对多种治理方案进行了比选（表 1），经综合分析评估风险、成本、工期及施工可行性，最终决定采用“管沟开挖+断管释放应力”方案。

表 1 管道沉降治理方案列表

“管沟开挖+断管释放应力”方案实施。对JP6+100 m至JP6+427 m风险管段进行人工分段开挖，使管道完全暴露（图 1），随即对暴露的管道进行全面的防腐层检查和环焊缝无损检测，排查潜在缺陷。根据应力分析结果，在应力峰值点两侧的JP6+148 m位置进行切割断管作业。切割前严格按照规范完成氮气置换等安全准备；管道切断后两端自然回缩，回缩量达12 cm，标志着内部积聚的应力得到完全释放。应力释放后采用两个78°弯头制作新管段，将断开的管道重新连接（图 2）。为确保万无一失，对新焊缝进行了100%的超声和射线检测，结果全部合格。处置工程完成后，管道应变值迅速降至125με以下。通过持续监测表明，该区域地表沉降已趋于稳定，管道运行参数正常，试压无泄漏，风险被彻底消除。

图 1 开挖管沟释放应力

图 2 更换的78°弯头

启示

该案例是精准防控采空区管道风险的成功实践，为类似条件下采空区管道的安全管理与应急处置提供了可复制、可推广的宝贵经验。

监测先行，精准预警。建立完善的应力与沉降监测系统，是及时发现并量化风险的前提。

科学决策，方案优化。依据技术规范，结合现场实际进行多方案比选，选择最适宜的“组合拳”是成功的关键。

微创处置，高效经济。相比于管道整体改线或大规模采空区治理，“管沟开挖+断管释放应力”的组合措施，以较小的工程量和成本，实现了对高风险点的“微创手术”，高效化解了危机。

作者简介：王森，1979年生，经济师，本科，主要从事天然气长输管道整体运行管理工作。联系方式：13327438743，373899257@qq.com。