天然气输气管道环境风险评价(编辑修改稿)

天然气输气管道环境风险评价(编辑修改稿)内容摘要：

来管口焊接质量虽有提高，但如果质检不严、焊工技术水平较低或质量意识差，也难以保证焊接质量。 即使是直缝钢管，如果焊缝检测不合格，也会留下事故隐患。 西气东输工程在一类地区使用螺旋焊缝管，在二、三、四类地区使用直缝管，可以较大程 度上提高管道安全性能，但其焊接及补口质量仍需要严格控制以确保管道安全。 施工不良还表现在以下方面：管道除锈、去污、防腐和现场补口等工序未按施工要求去做；现场涂敷作业管理不严，使防腐层与管体粘结不良，管子下沟动作粗鲁以及回填作业草率，使泥土、岩石冲击防腐层，造成防腐层破坏；阴极保护没有与管道埋地同时进行；还有管子搬运时大手大脚，不仔细，管子产生疲劳裂纹。 西气东输管道沿线环境风险因素识别 自然风险因素识别 长达 4000km 的 西气东输管道从 新疆轮南到上海的白鹤镇，横贯我国东西 地区，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏和上海等九个省 (区 )市， 从戈壁荒漠、黄土高原到江南水乡，气候类型各异，地形地貌不同，管道沿线存在着各种危及管道施工建设和运营的自然风险因素，它们可分为地震灾害、地质灾害二大类型。 1) 地质构造与 地震灾害 地震是地壳运动的一种表现，是地球内部传播出来的地震波造成的地面震动，其中由地下构造活动产生的构造地震，破坏性大、影响面广。 地震虽然发生频率低，但因目前尚无法准确预报，具有突发的性质，因此它是管道风险事故的主要因素之一。 地震的发生与 活动断层的性质及其相互组合关系有很大的相关性：在大陆内部，地震常沿着一条活动断裂带系列地连续发生，而且是在断层差异运动最强烈的地段；地震常发生在几条断裂交汇的部位；地震有时发生在大地貌单元的连续部位；有些地震发生在活动断裂的两端。 (1) 工程沿线 地质构造 西气东输 管道沿线自西北向东南主要受天山褶皱构造带、准噶尔 — 北天山褶皱构造带、北山构造带、祁连山构造带、吕梁山构造带、太岳山构造带、太行山构造带所控制，几种构造带均是由复式背斜及晚期活动断裂所组成。 —— 轮南 — 武威段 管道 通过的轮南 武威段两侧各 20km 范围内计有各类断裂 27 条，有 12条在全新世以来有过活动，其中 4 条与管道相交，有 3 条在未来百年内存在发生断错地表活动的可能，可能再次出现的地震震级在 至 7 级之间，是需要设防的断裂带。 —— 武威 — 靖边段 这一区段主要有 4 条 全新世以来的活动 断裂带， 依据古地震和断裂平均位移速率估计的地震重复间隔，除烟筒山断裂外，其它 3 条断裂在未来百年都不能排除发生断错地表地震 (7 级左右和大于 7 级 )的可能。 —— 靖边 — 郑州段 此段 主要断裂有离石 蒲县断裂带、罗云山山前断裂、 临汾盆地内部的近东西向断裂、霍山 大阳断裂带、浮山断裂、长治 晋城断裂和焦作断裂带，其中全新世的活动断裂为 5 条， 3 条与管道相交。 其中霍山 大阳断裂带未来 100 年内可能发生断错地表的 级左右地震，浮山断裂在未来百年不能排除发生 61/2地震的可能。 —— 郑州 — 上海段 管道在郑州 — 上海段经过华北平原南部以及苏皖一带。 这一区间构造活动相对较弱，地表和近地表断裂不发育。 主要断裂有 3 条，它们是霍山 定远断裂、郯庐断裂带和茅山断裂带。 另外，还有 5 条断裂，它们是永康断裂、江浦断裂、南京 自来桥断裂、无锡 苏州断裂和苏州 安吉断裂。 资料表明，在郑州 上海区间，管道沿线两侧 20km 范围内不存在晚更新世和全新世以来的活动断裂，这与该区段范围内没有 级以上地震活动相吻合。 (2) 地震烈度 地震，特别是大于六级的强震可以造成地面的强烈振动以及各种次生自然灾害的发生，从而直接或间接破坏管道。 管道在不同地震烈度场中的行为特征见表。 表 管道在不同地震烈度场中的行为特征 地质特征 烈 度 管道及地物行为 地表现象 7 黄土崩塌 个别情况下裂缝，偶有塌方 潮湿疏松地方 有裂缝现象 8 个别情况下，地下接头处受破 坏，道路裂缝、塌方 地表裂缝可达 10cm 以上，有泥沙冒出，水位较高的地方、地形破碎的地方滑坡、崩塌普遍 9 道路有裂缝，有些地方地下管 道遭破坏 很多滑坡、山崩 10 铁道局部弯曲，地下管道破裂 滑坡、山崩普遍 11 管道完全不能使用 地表巨大破坏 (3) 本工程所经区域地震烈度统计 根据《中国地震烈度区划图》 (国家地震局 1990 年版， 1:400 万 )，本工程沿线地震烈度统计见表。 表 沿线地震烈度统计结果 地震烈度 Ⅵ Ⅵ Ⅶ Ⅷ 长度 (km) 所占比例 (%) 2) 地质灾害 地质灾害包括纯地质作用所引起的灾害 (如滑坡、泥石流、土壤侵蚀、河岸坍塌、饱和砂土的地震液化等 )和人类工程和经济活动所引起的次生地质灾害。 西气东输工程的工程类型及其与沿线地质环境、自然条件相互作用的特点决定了工程施工和运营中将会遇到多种类型的地质灾害，如陕北、晋西黄土高原黄土斜坡段黄土边坡滑塌、黄土湿陷、小型水库的库岸坍塌、泥石流；盐渍土和高矿化河水对管道 的腐蚀；采煤、采铁等地下开采活动引起的地面及管道不均匀塌陷变形和破裂灾害；沿线经过的河流达上百条，有发生洪水的可能以及新疆、宁夏等地的活动性沙丘危害等等。 (1) 本工程地质灾害类型 本工程地质灾害可分为以下几种类型。 —— 滑坡 滑坡灾害是山地、丘陵地区输气管道建设中最常见和最重要的地质灾害之一。 由于西气东输管道沿线所通过的陕北、晋西和晋中黄土地区黄土下伏基岩近水平，降雨量也比较低 (小于 500mm/a)，使得黄土斜坡相对比较稳定，滑体位移不大，表现出坍塌的特点。 本工程滑坡地段有 8处 ，均在靖边至郑州段，六处在陕西子长县，另两处分别在山西浮山县和阳城县。 —— 黄土滑塌及坍塌 黄土滑塌及坍塌灾害是指黄土斜坡带，特别是高陡斜坡带在自然因素或人类工程活动影响下发生的特殊黄土地质灾害类型。 它的发育程度受黄土颗粒组成的控制，发育形成具有明显的地域性，造成了严重的危害后果。 据资料统计， 1985～ 1993年间，陕北黄土高原共发生 62起伤亡性黄土滑塌灾害事故，造成 258人死亡， 40余人受伤， 227孔窑洞被毁。 本工程的靖边至郑州段共有 16处黄土滑塌及坍塌，它们分布在距靖边 ～ 567km范围内，其中 15处对管道有影响。 本工程靖边 — 蒲县间有大量的此类灾害，特别是在靖边南三圪墩湾至子长安定镇间约 76km长的管道线路上，大小滑塌灾害随处可见。 由于此段黄土区管道除了敷设在黄土塬墚段外，均沿黄土斜坡带开挖，特别是沿着已有公路内侧扩挖，从而导致边坡高度和坡度增大，势必造成被扩挖的边坡产生严重的滑塌破坏，不仅容易造成管道变形，而且还可能引发施工人员伤亡事故。 —— 河岸及库岸坍塌 由粘土质沉积物或泥质膨胀岩构成的河岸和水库岸坡，常因河水的侧向侵蚀、淘刷和水库蓄水而发生强烈的坍岸灾害 ，形成数米宽的坍岸带，危及管道的安全。 西气东输工程 武威 — 郑州段河流坍岸灾害主要分布在第四系河谷中。 流经中宁、吴忠、盐池县境内的苦水河、靖边的芦河、定西西南的红柳沟，这些河流虽水量不大，却在两岸形成陡立的河岸和宽阔的河谷，每到洪水季节因水位暴涨，在两岸不断产生新的坍岸灾害。 隰县东南枣庄河谷间小溪也形成了明显的坍岸破坏。 由于这种作用，对管道建设来说，其穿越段必须考虑两岸新的坍塌破坏，而且必须采用防止坍岸的工程措施。 —— 崩塌 崩塌是由岩石的风化或地下水的浸泡作用，使岩石松动而引起的自然灾害。 本工程在陕西 、山西段有 24处典型崩塌，与修路、河流侧向侵蚀及地下水活动均有关系，同样对管道安全有一定威胁。 —— 泥石流 本工程所经区域共发现泥石流 11条，均位于在西北干旱地区，且主要集中在武威到靖边段，其中有 2处泥石流对管道有严重影响。 设计管道从泥石流主沟通过，横跨距离为 100m左右，且垂直泥石流沟，一旦降雨发生泥石流时，管道将受到泥石流的强烈冲击甚至破坏，对管道安全运营期的安全影响较大。 —— 煤矿采空区与地面塌陷 本工程所经吕梁山西麓 (蒲县化乐 )— 太行山南麓的山西高原段分布有丰富的煤 炭资源，煤层埋深浅，厚度大，因而地方中小型煤矿密集分布，煤矿的地下开采成为本区段管道建设的最重要也是十分复杂的地质灾害。 煤矿的地下开采不仅造成采空区上部地表塌陷，而且引起塌陷区内房屋和窑洞开裂、坍塌，道路不均匀塌陷和开裂等，显然如果管道在地表变形区通过时，不仅可能造成管道悬空，而且可能弯曲变形，对管道安全造成很大危害。 蒲县至泽州沿线不仅煤炭资源丰富，还有丰富的铁矿和高岭土资源，因此在注意煤矿采空区地面塌陷的同时，还要注意铁矿、铝土页岩的地下开采及其对管道工程建设的影响。 —— 湿陷性黄土 本 工程在靖边三圪墩湾 — 蒲县化乐段、蒲县化乐 — 泽州周村段有湿陷性黄土分布，管道在此段的水土保护需要特别加强。 湿陷性黄土主要由马兰黄土和全新世黄土构成，与西气东输工程有关的黄土分别属于陕北、山西和豫西三个地区。 —— 膨胀性岩土 膨胀性岩土是指遇水体积膨胀、强度衰减、失水收缩并常常导致工程问题和地质灾害的岩土，本工程的此类问题主要表现在对边坡的影响和管道填埋后的冲刷等方面。 (2) 本工程化学地质灾害类型 化学地质灾害指由岩、土、水与工程或环境间的化学作用而形成的地质灾害。 对通过 干旱、半干旱地区或地表水、地下水的西气东输管道来说，这种地质灾害虽然没有地震、滑坡等灾害来得那么突然，但对管道具有潜在的巨大危害。 本工程化学地质灾害类型分为两类。 —— 盐渍化岩土的化学腐蚀灾害 在我国西北干旱、半干旱气候区的洼地或盐湖周边滩地，由于地表水和地下水的蒸发、浓缩作用，在土壤表层和浅层常常有盐渍土的形成和分布。 这些盐渍土由于含有大量的 SO42或 Cl，常常会对普通硅酸盐混凝土构筑物和钢管产生严重的腐蚀作用。 西气东输工程首站 — 鄯哈界压气站段土壤腐蚀性较强， 其余管段沿线土壤腐蚀性相近，以轻和较轻为 主； 武威 — 郑州段管道有三种类型的盐渍化岩土化学腐蚀，一是盐湖周边的盐渍土，管道有三处通过干涸盐湖甘肃景泰白墩子小盐池盆地、宁夏盐池县惠安堡盐湖、红寺堡东北小盐池，它们 Cl、 SO42含量高，对钢管有很强的腐蚀性；二是河漫滩表层盐渍化土： 在甘肃东北、宁夏、陕北等干旱、半干旱地区的大小河流，由于干旱环境下毛细水的蒸发作用，在河漫滩表面，普遍有白色盐渍化现象，西气东输管道在很多地段沿沟谷或河漫滩穿过，其管道和构筑物腐蚀问题要特别注意； 三是 咸化 (高矿化 )河水的腐蚀问题： 在甘肃东北、宁夏、陕北等干旱、半干旱地区的 大小河流，由于降雨 稀少，蒸发强烈，造成河水中 SO42和 Cl经常高达几十克每升；这些地带的 管道穿越，必须做好防腐措施。 —— 含石膏地层的化学腐蚀问题 在甘肃武威至陕北管道沿线，有些地段管道是从含石膏地层残丘上或附近通过的，如宁夏同心苦水河流域广泛分布的中新世红柳沟组桔红色石膏胶结的粉砂岩、盐池县西南红井子东北和西南广泛分布的清水营组石膏层，流经这些地区的河流所含矿物质和 Cl、 SO42的量通常非常高。 (3) 洪水 西气东输管道穿跨越黄河、长江等大型河流及其它数条中、小河流 ,并从江南水网地区经 过，在夏季洪水季节，山洪爆发容易对管道造成影响。 以陕京线为例， 1998年 7月 31日陕西富谷县降大雨，新城川爆发山洪，洪水夹带泥石，冲刷陕京管道穿越段河床，冲毁穿越管道上部混凝土加重层，并造成管道裸露开裂。 事故主要原因为：新城川是黄河的二级支流，在事故点下游约 3km处与野露沟汇合成孤山川流入黄河，平时是干河，常时水深不到 ，水流宽度不到 2m。 3) 本工程地质灾害风险因素具体分析 西气东输工程武威 — 郑州段地质灾害比较严重，主要有上述的盐渍土腐蚀、严重的黄土滑塌和滑坡、岩石崩塌、煤矿采 空塌陷及地震等，这些地质灾害在管道沿线的分布情况见图 ，这些地段也是本工程的风险高发区段。 (1) 轮南 — 武威段 本段线路长约 1839km，大部分地段为山前冲洪积平原、戈壁，局部为山地。 管线所穿越的新疆地区，其 地质特征以戈壁地貌为主，地势平坦开阔。 土壤盐渍化严重，局部地段形成盐沼。 盐沼表层常有一层较硬的盐壳，其下为淤泥或淤泥质软土，力学性质软弱。 —— 轮南 — 二十九团场 该段长度约为 140km，地貌为塔里木盆地平原，地表盐碱化现象严重，为盐碱地。 该区段的土质相对松软，地下水埋深相对较浅 (1m～ 2m)，对管道的腐蚀性较强， 因此需要采取相应的防腐措施，延长管道的使用寿命。 —— 库米什南山山地地段 该段长度约为 8km，地貌为中、低山。 管道沿库米什南山一条山间沟谷敷设，谷宽约 50m～ 200m，两侧边坡陡峻，岩性以砂岩、灰岩及混合岩 为主，沟谷两岸基岩崩塌灾害十分发育，且两岸边坡继续发生崩塌的潜势很大。 这将对今后管道的施工及运营产生不利影响。