王静 高涛 郭永超

陕西天然气股份有限公司

背景

某输气管道工程于2023年开工建设，全长约225 km，采用DN 600管径设计，管材为L415 M材质，设计压力6.3 MPa，途经区域共涉及6处地震断裂带，穿越总长度达4428 m，均属于工程抗震设计中的危险地段，各断裂带具体穿越情况如表 1所示。

表 1 某输气管道穿越地震断裂带情况

以危害性最高的潼关塬中条山西缘断裂带为例，按照地震评价报告结论，管道在该地震断裂带的最大同震位错达5 m，其错动易造成管道变形、拉断等问题，从而引发天然气泄漏、爆炸事故，还易诱发滑坡等次生灾害。因此，从前期设计、工程建设到生产运行的全过程，采取针对性防护措施，强化各环节安全管控，保障断裂带区段管道安全运行。

做法

前期设计阶段。按照GB/T 50470―2017《油气输送管道线路工程抗震技术规范》相关要求，针对断裂带区段管道采用应变设计方法，全面开展抗震计算并根据校核结果优化敷设方案，通过增加壁厚、选用大应变管材的方式提升管道抗变形能力，保证管道本质安全。经核算采用规格为D610×17.5 mm的L415 M大应变直缝埋弧焊钢管，浅埋敷设方式，控制管顶覆土厚度为1.2 m，以进一步适配地震断裂带的地质特性。

工程建设阶段。从焊接工艺选择和无损检测合格标准两个方面保障工程建设质量。采用高强匹配焊接工艺，确保焊缝接头的屈服强度、抗拉强度均高于管道母材。为防止焊缝缺陷，要求对所有焊缝实施100%射线和100%PAUT探伤，穿越段焊缝的无损检测合格标准均为一级。

生产运行阶段。①搭建管道运行监测平台。依据GB/T 50470―2017《油气输送管道线路工程抗震技术规范》、GB/T 40702―2021《油气管道地质灾害防护技术规范》相关要求，对断裂带范围内管体应力/应变和滑坡、崩塌等灾害实时监测，以防范断层错动、管体应变超标、地震动能冲击以及其他衍生风险。考虑到目前DVS光纤安全预警系统存在识别判断准确率偏低、信号精度不足、误报率较高的问题，工程结合行业最新技术和6处地震断裂带现场情况，研发了相适用的分布式光纤应力与振动监测系统，采用“DAS+BOTDA”联合组网，通过安装1套双通道分布式光纤应变监测主机，同步贴装管道本体应变光缆（图 1）和埋地铠装应变光缆（图 2），构建管道周边多参量监测平台，实现对管道本体变形、土壤位移、第三方损坏的实时在线连续监控和多重监控，覆盖广、精度高、响应快，可精准掌握管道运行状态，为管道安全运维提供可靠的预警支撑。②建立专项巡检管理体系。结合地震断裂带区域管道运维的特殊性，工程依托中心站管理，建立健全人员巡检管理制度，构建“日常+专项+应急”三位一体的巡检体系，全方位弥补技术监测的短板。同时，完善巡检人员培训体系，定期开展抗震运维、隐患识别、应急处置等专业技能培训，提升巡检人员的专业素养和应急处置能力；明确巡检责任分工，落实专人负责制，建立巡检考核机制，确保巡检工作落到实处。

图 1 管道本体应变光缆贴装工艺

图 2 埋地铠装应变光缆施工工艺

启示

针对潼关塬中条山西缘断裂带这一危害性等级较高的重点区段，探索形成了一套符合实际、比较可行的防治方法，并推行到其余5处危害性等级相对较弱的断裂带管道的防护。

本案例以全生命周期管控为核心理念，突破单一阶段防护思维，构建“预防为主、防治结合、全程覆盖”的地震灾害防控范式；源头优化应变设计、选用大应变管材及完善浅埋敷设工艺，筑牢本质安全根基；运行中依托“DAS+BOTDA”联合监测系统与“日常+专项+应急”三位一体巡检体系，构建“智能+人防”维护网络；同时完善焊接质量控制、监测部署等设施保护措施，强化全链条防护，最终通过综合施策降低了管道运行风险。

作者简介：王静，1984年生，高级工程师，毕业于西安建筑科技大学建筑环境与设备工程专业，现主要从事天然气长输管道建设工作。联系方式：364497193@qq.com。