摘要:管道運輸具有運量大、可連續作業(yè)、不受氣候和地面其他因素限制以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，已成為中國繼鐵路、公路、水路、航空運輸之后迅速崛起的第五大運輸行業(yè)。因此管道運營(yíng)企業(yè)最關(guān)心的問(wèn)題之一就是輸氣管道的安全。本文通過(guò)對國內外天然氣長(cháng)輸管道第三方破壞的原因進(jìn)行分析，提出了可行的預防措施，對保障天然氣長(cháng)輸管道的安全、穩定和高效運營(yíng)具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞:長(cháng)輸管道;第三方破壞;原因分析;預防措施

廣東大鵬液化天然氣有限公司運營(yíng)著(zhù)400多km的天然氣管線(xiàn)，管線(xiàn)設計壓力9.2 MPa，管徑有Φ914 mm-}-Φ323.9 mm不等，公司擔負著(zhù)為珠三角地區提供清潔可靠能源—天然氣的重任，管道安全至關(guān)重要。然而這一地區的經(jīng)濟建設又十分活躍，人員分布非常復雜，給管道的安全運營(yíng)帶來(lái)了很大的壓力。僅從2007年以來(lái)，深圳市內對燃氣管道設施安全運行有影響的施工工地累計已超過(guò)1500個(gè)，因此總結和分析長(cháng)輸天然氣管道第三方破壞原因和頂防措施對于保證天然氣管道安全、平穩、高效運行有著(zhù)十分重要的意義。

1天然氣管道的失效概況及典型案例

1.1天然氣管道失效概況

管道失效方式主要表現為:一是外力直接導致管道破裂，引起介質(zhì)泄漏、著(zhù)火爆炸事故，威脅廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全;二是在一定程度上破壞了管道防腐層或給管線(xiàn)造成刮痕、壓坑等，繼而引起管道腐蝕、疲勞或應力集中，最終導致管道破壞。

W. Kent Muhlhaue:指出管道失效的原因主要有設計原因、操作原因、腐蝕原因和第三方破壞。在管道失效的事故統計數據中，由于第三方破壞而造成的管道失效占有很大的比例。表1-1和表1-2為歐洲和美國天然氣管道的事故統計分析。從表中可以看出，管道第三方破壞已成為管道失效的主要原因。

表1-3為深圳市第三方施工破壞天然氣管道設施引起的搶維修事故和天然氣泄漏事故數量統計。從中可以看出來(lái)，第三方施工對天然氣管道的安全運營(yíng)有很大的影響。第三方施工造成的天然氣泄漏事故兒乎占到了施工總數的10%。

1.2天然氣管道失效典型案例

在國內外，由于第三方施工破壞造成的管道失效的案例很多。如2004年夏季，在比利時(shí)首都布魯塞爾西南32 km處的工業(yè)中心Ghislenghien Belgium，一管壓力約8 MPa、管徑為1000 mm的天然氣管道泄漏造成爆炸火災，致使24人死亡，132人受傷。事故主因與管道受第三方破壞有關(guān)。早在2005年由美國管道及危險材料安全管理局(PHMSA)的Allegr。能源委員會(huì )領(lǐng)導某研究小組的研究結論也表明:在研究期間總的天然氣管道事故的38%是由挖掘和機械破壞引起的，其中的91%是由于第三方活動(dòng)，可以看出第三方破壞所造成的管道失效事故率上升明顯。

2011年3月16日，南京地鐵一號線(xiàn)南延線(xiàn)江寧義烏商品城附近的高架軌道下，一工人在施工過(guò)程中挖斷地下天然氣管道，導致天然氣大量泄漏，噴出的天然氣呈圓柱狀，超過(guò)高架軌道數米之高，事后共有三輛列車(chē)從氣柱里穿過(guò)，所幸沒(méi)有造成人員傷亡。2009年8月8日晚，重慶一條天然氣管道被第三方施工隊挖斷，造成纂江城區27000戶(hù)用戶(hù)停氣，占總用戶(hù)的67.5%，對公司日常運營(yíng)及用戶(hù)構成重大影響。

2天然氣管道第三方破壞的成因分析

第三方施工破壞是目前管道維護運營(yíng)中遭遇最重要的問(wèn)題，給管道安全可靠運行帶來(lái)了最嚴峻的挑戰。然而管道第三方施工破壞的形式是多樣的、復雜的，具有隨機性和不可控制性。引起第三方施工破壞的事故主要有以下原因。

2.1法律法規方面的原因

對于天然氣管道保護，各地政府及國家均頒布了相應的法律、法規、管理條例。但是在實(shí)際操作和實(shí)施過(guò)程中，由于沒(méi)有明確的管理部門(mén)和實(shí)施細則，往往沒(méi)有足夠的執行能力來(lái)保證管道的安全。另外，對法律的執行力度和實(shí)施強度不強，處罰力度不夠。

此外，我國的土地的權利歸屬不明確也給管道的第三方破壞創(chuàng )造了條件。

對于施工過(guò)程中臨時(shí)使用的土地(如鋪設作業(yè)帶、施工占道、設備堆放場(chǎng)地、取棄土場(chǎng)地等)，油氣管道方只享有在施工期間為建設需要臨時(shí)使用的權利;對于永久性用地(如閥室、首末站、增壓站、清管站、分輸站的用地等)，管道建成后為輸送油氣的需要，將繼續對該部分土地進(jìn)行使用，油氣管道方對其擁有國有土地使用權;對于限制性用地，管道建成后，鑒于實(shí)際利用的難度及管理的成本，油氣管道方并不直接使用，而是由原權利人繼續使用，因此該部分的土地權利歸屬并不明確，不能禁止土地的權利人在管道的周?chē)鷧^域實(shí)施相關(guān)作業(yè)，對管道的運營(yíng)安全造成危害。

2.2管道運營(yíng)方面的原因

由于種種原因，造成天然氣管道的走向及具體位置不準確，管道的標識的完整性程度不高，部分管道設施警示標志及管道標志樁不清、缺失或位置不準確等，第三方施工單位往往會(huì )錯誤地以為施工范圍內沒(méi)有鋪設天然氣管道設施，因此施工時(shí)容易造成第三方施工破壞輸氣管道設施事故。此外，管道失效監測精度不高，發(fā)生損害后，經(jīng)過(guò)較長(cháng)時(shí)間才能反饋至管道運營(yíng)方，造成未能及時(shí)啟動(dòng)響應緊急措施，錯過(guò)了搶維修的最仕時(shí)間，給管線(xiàn)運營(yíng)帶來(lái)實(shí)質(zhì)的傷害和不必要的損失。

2.3第三方施工單位方面的原因

第三方施工單位與管道運營(yíng)單位溝通不到位、不及時(shí)，甚至未經(jīng)許可和未通知業(yè)主方強行施工的情況時(shí)有發(fā)生。未查明工作范圍內地下管道設施狀態(tài)就盲目施工，不理會(huì )管道附近標樁和警告牌，風(fēng)險意識低，甚至存在為了趕工期、趕規劃、存在僥幸心理，在管道設施附近偷偷施工的現象。

2.4其他原因

管道第三方破壞事故的發(fā)生除了與第三方外力的直接作用有關(guān)外，與油氣管道自身的結構抗力的大小以及埋設深度也有一定的關(guān)系。管道的潛在風(fēng)險高低與土壤覆蓋層的最小深度密切相關(guān)。埋深越淺，遭受第三方破壞的失效概率越大較深的覆蓋層可保護管道，使其免遭第三方破壞。

3預防天然氣管道第三方破壞的相關(guān)措施

第三方施工破壞管道設施事故的成因相對復雜，針對其背后深層次的管理方面的問(wèn)題，只有從事故頂防及事故應急處理全過(guò)程各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節進(jìn)行控制，才能遏制第三方施工破壞燃氣管道設施。事故的發(fā)生，并最大限度地減輕事故危害后果。

3.1從法律法規方面

為了保障天然氣管道及其附屬設施的安全運行，維護公共安全，在管道工程與其他工程相遇時(shí)，雙方都應嚴格遵從《石油天然氣管道保護法》，同時(shí)還應借鑒國外做法，加大立法力度，建立管道方面的專(zhuān)門(mén)法律，將管道安全作為一項重要的公共安全工程來(lái)抓，以進(jìn)一步加大對油氣管道的安全管理。同時(shí)應該完善施工時(shí)的管道運營(yíng)方和地方政府的管理溝通機制，建立施工方與管道運營(yíng)方的施工許可制度和管理流程。

3.2在管道設施保護宣傳教育方面

加大對第三方施工熱點(diǎn)地段的管道設施保護的培訓和宣傳力度。提高施工單位的安全意識，增強各單位及I、一大公民對管道設施的保護意識。如可以通過(guò)在管道沿線(xiàn)放電影，發(fā)放印有《管道保護條例》的年畫(huà)、撲克牌，走訪(fǎng)村鎮并與其制定聯(lián)防協(xié)議，公布舉報熱線(xiàn)，重獎舉報人等。同時(shí)建立和完善相關(guān)責任單位聯(lián)動(dòng)機制，加強與建設單位及施工單位的溝通聯(lián)系，及時(shí)了解相關(guān)工程施工建設動(dòng)向，積極配合，做好管道設施確認工作。

3.3完善管道沿線(xiàn)標志樁、標識牌

通過(guò)完善管道標志樁等地面警示標識進(jìn)一步削減第三方破壞風(fēng)險:首先要在易于發(fā)生第三方破壞的重點(diǎn)地段加密安裝警示牌，對有清淤、疏浚風(fēng)險的溝渠、河道、池塘、道路邊溝和垃圾堆放點(diǎn)等部位加設警示蓋板保護;其次要保障地面管道標志樁和警示牌位置的準確性、完整性和醒目性，定期對地面標識進(jìn)行詳細檢查，保證三樁等地面標識的完好和準確，對于丟失、損壞以及位置不準確的標識，應及時(shí)進(jìn)行維護和更換。

3.4高新技術(shù)措施的應用

在加強各種管理措施的同時(shí)，還需要依靠科學(xué)技術(shù)來(lái)提高油氣管道抵抗第三方破壞的能力和強化第三方破壞事件的頂警措施。

3.4.1  GIS系統的應用

要立足現有的GIS系統，加以充分的完善，并利用和挖掘該系統的優(yōu)點(diǎn)，使之能快速、準確地確定出第三方施工管道的地理特征和管道本體特征，輸出該段管道的詳細地圖，包括三維立體圖和剖面圖，并快速地評估事故趨勢和管道狀況，以提供給管道運營(yíng)公司和第三方施工單位進(jìn)行查詢(xún)。

3.4.2油氣管道安全頂警技術(shù)及體系研究

該技術(shù)旨在通過(guò)綜合應用多種信號采集、識別技術(shù)，實(shí)現對油氣長(cháng)輸管道的有效安全防護，避免管道非法開(kāi)挖、第三方破壞及其引發(fā)次生災害事故的發(fā)生。如可以通過(guò)分布式光纖復合頂警系統、管道聲波頂警系統、管道重點(diǎn)區域頂警系統等的應用來(lái)實(shí)現各種油氣長(cháng)輸管道不同區域、不同環(huán)境下的多等級安全頂警及防護。其中，分布式光纖復合頂警系統通過(guò)光纖頂警技術(shù)與聲音振動(dòng)頂警技術(shù)的復合應用，已經(jīng)成功解決了傳統分布式光纖頂警技術(shù)信號無(wú)法分段處理、對振動(dòng)感應靈敏度低、誤報率較高等技術(shù)瓶頸，在頂警提前時(shí)間、信號識別準確率方面實(shí)現了突破。該系統單向保護距離可達60千米，雙向可完成站間距120千米的區域安全保護，定位精度小于400米，報警準確率超過(guò)95 0lo，已在大港石化一濟南一棗莊成品油管道工程等多條管道投人工業(yè)應用。

3.4.3管道泄漏診斷方法的研究開(kāi)發(fā)

開(kāi)發(fā)長(cháng)輸管道自動(dòng)監測系統，提高在役管線(xiàn)安全控制水平，能及時(shí)根據管線(xiàn)壓力波動(dòng)等趨勢，快速判斷輸油狀況、管道泄漏情況，確定泄漏位置。在目前情況下，長(cháng)輸管道若發(fā)生泄漏，主要還是通過(guò)人工巡檢方式查找泄漏位置，進(jìn)行維護，工作效率低，準確性差。故管道運營(yíng)公司應該組織力量加大對管道泄漏技術(shù)的研究力度，爭取做到快速判斷管道的泄漏情況，并快速進(jìn)行反饋及響應。

3.4.4其他檢測技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究

管線(xiàn)外壁敷設一種特殊的線(xiàn)纜以進(jìn)行第三方破壞頂防，比如泄漏檢測專(zhuān)用線(xiàn)纜、半滲透檢測管等。該檢測方法不受管道運行狀態(tài)影響，靈敏度很高，能夠檢測出微小的泄漏。加拿大在輸油管道建設時(shí)，曾將一種能與油氣進(jìn)行某種反應的電纜沿管道鋪設，利用阻抗、電阻率和長(cháng)度的關(guān)系確定泄漏的程度和泄漏的位置。當泄漏發(fā)生時(shí)泄漏油氣使電纜的阻抗特性發(fā)生改變，并將此信號傳回監測中心以供決策。日本也曾采用非透水而透油性好的絕緣材料(多孔PTFE樹(shù)脂)做電纜的保護層，將這種電纜靠近輸油管道鋪設，當管道有泄漏發(fā)生時(shí)，油質(zhì)通過(guò)多孔樹(shù)脂電纜，使得該部分的阻抗降低，表明泄漏的發(fā)生

智能防腐層監控系統也有很好的應用前景:該防腐層具有一層雙用(既能防腐又能防盜)的功能，且線(xiàn)路具有較強的隱蔽性，能抗外接電磁干擾和施工破壞;當第三方破壞觸及防腐層時(shí)，將及時(shí)報警，斷線(xiàn)后在2  min內即可定位，定位誤差小于130 m。使用智能防腐層監控系統的臨邑段和使用泄壓檢漏監控系統的濟陽(yáng)段的應用效果對比表明:臨邑段在偷盜人員挖坑后10 min內就能趕到，使得發(fā)現的11次盜油活動(dòng)均得到及時(shí)制止;而濟陽(yáng)段盜油次數40余次，但是由于定位時(shí)間是泄壓后3-12 h，從而盜油事件全部發(fā)生�？梢�(jiàn)該系統在受控管段上，未發(fā)生一起誤報和漏報，頂警前移時(shí)間≥20 min，報警準確率高達100 %

3.5改善巡線(xiàn)制度以及增強巡線(xiàn)系統的建設

要充分利用GPS等先進(jìn)技術(shù)監督手段，強化對巡線(xiàn)員的管理，調動(dòng)巡線(xiàn)員的積極性和責任心，做到優(yōu)化巡線(xiàn)時(shí)段、優(yōu)化巡線(xiàn)路徑，杜絕個(gè)別巡線(xiàn)員敷衍、應付等情況，嚴格落實(shí)巡線(xiàn)員的責任制。如遇到第三方在管線(xiàn)附近施工，要第一時(shí)間阻止、匯報，并利用現有網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，上傳現場(chǎng)情況照片、定位現場(chǎng)準確位置，并跟蹤相關(guān)事件直至事件結束。

另外，可以考慮飛機巡線(xiàn)技術(shù)�？梢岳�用飛機的空中實(shí)時(shí)攝像，拍攝第三方侵占快照，通過(guò)高分辨率的遠程傳感器和數據處理系統對傳回的圖像進(jìn)行分析處理，再結合GIS系統，從而形成對管道的完整監控。

4結論

本文通過(guò)對國內外的天然氣管道事故統計進(jìn)行分析，研究和總結了產(chǎn)生天然氣長(cháng)輸管道的第三方破壞的主要影響因素，并提出了相應的頂防措施，為減少和防范天然氣長(cháng)輸管道第三方破壞的發(fā)生提供了重要參考。

《管道保護》2011年第1期（總第1期）