《管道保護》編輯部：我國山區面積占國土總面積的三分之二。隨著(zhù)經(jīng)濟和社會(huì )的快速發(fā)展，對油氣資源的需求日益增長(cháng)，帶動(dòng)了管道建設的大發(fā)展。高質(zhì)量建設山區管道，保障油氣輸送安全，事關(guān)國家能源安全和公共安全，具有重要的戰略意義。目前，國家管網(wǎng)集團西南管道公司在國內運營(yíng)的山區管道里程最長(cháng)，經(jīng)過(guò)區域地理環(huán)境最為復雜，安全運行面臨的挑戰最為嚴峻，同時(shí)在山區管道建設和運營(yíng)管理方面積累的經(jīng)驗也最為豐富。為此我們邀請了管道管理專(zhuān)家、西南管道公司常務(wù)副總經(jīng)理鄒永勝就做好山區管道建設和安全運營(yíng)的有關(guān)話(huà)題發(fā)表見(jiàn)解，與廣大讀者交流。（郵箱：guandaobaohu@163.com）

編輯部：鄒總您好，在第二屆“中國智能化油氣管道與智慧管網(wǎng)技術(shù)交流大會(huì )暨山區油氣管道安全與智慧運行技術(shù)交流會(huì )”上，與山區管道發(fā)展和安全運行的相關(guān)議題格外引人關(guān)注。請問(wèn)為什么要特別提出“山區管道”這一概念？

鄒永勝：“山區管道”這個(gè)概念目前在國內外尚無(wú)明確的定義。我們理解“山區管道”就是建設運行在山地、丘陵、崎嶇高原等復雜地形環(huán)境下的管道，特點(diǎn)為管道途經(jīng)高山深谷多，穿跨越河流多，連續落差大，設計、施工、運行及搶修存在較大難度，相對平原管道而言，工藝運行更為復雜。以西南管道公司為例，目前管理運營(yíng)中緬、中貴、廣南支干線(xiàn)等7條天然氣干線(xiàn)，中緬、蘭成2條原油管道，蘭成渝、蘭鄭長(cháng)、欽南柳、云南4條成品油管道，里程超過(guò)11 000 km。管網(wǎng)干線(xiàn)70%以上位于山區，地理環(huán)境復雜，地質(zhì)條件變化劇烈，給企業(yè)安全運營(yíng)帶來(lái)很大挑戰。

上述管道作用非常重要，可以稱(chēng)之為西南地區國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展的“生命線(xiàn)”。其中天然氣管道保障了西南7省1市天然氣供應；原油管道保障云南石化和四川石化的煉化需求；成品油管道保障了云南、四川、重慶、廣西、甘肅等5省區市的燃油供應。如蘭成渝成品油管道是國內首條大口徑、高壓力、長(cháng)距離管道，經(jīng)過(guò)18年運行現基本處于滿(mǎn)負荷狀態(tài)，至2019年9月累計輸油量突破1億噸。保障山區管道安全運行，維護國家能源安全和公共安全，是西南管道公司所擔負的重大政治責任。

編輯部：山區管道途經(jīng)區域地理環(huán)境復雜，地質(zhì)條件變化劇烈，給西南山區管道安全運行帶來(lái)哪些重大挑戰？

鄒永勝：我國地勢西高東低，整體呈三級階梯分布。第一級階梯是青藏高原，平均海拔在4000 m以上，其北部與東部邊緣以昆侖山脈、祁連山脈、橫斷山脈與地勢第二級階梯分界。第二級階梯平均海拔在1000～2000 m之間，其間分布著(zhù)大型盆地和高原，東面以大興安嶺、太行山脈、巫山、雪峰山與地勢第三級階梯分界。第三級階梯上分布著(zhù)廣闊的平原，中間有丘陵和低山，海拔多在500 m以下。

西南管道公司是目前國內唯一管理運營(yíng)跨越了中國地勢三級階梯管道的公司。管道途經(jīng)高程在100～4000 m之間，地形切割強烈、高差懸殊。從北到南：管道分別通過(guò)了黃河沖積平原、黃土高原等黃土地區，跨過(guò)中國氣候分界線(xiàn)的秦嶺，南下至四川和重慶的低山丘陵區、盆地。由西向東：依次翻越滇西橫斷山脈、滇中高原、云貴高原，延伸至粵桂低山平原。

管道沿線(xiàn)山多、河多、降水多，地質(zhì)條件復雜，氣候多變，地質(zhì)災害發(fā)育種類(lèi)多樣。如黃土高原經(jīng)常發(fā)生塌陷、塬邊滑坡。在秦巴山區，受地形限制，管道長(cháng)距離沿河溝鋪設，山洪、泥石流沖刷下易露管。在四川盆地，管道大開(kāi)挖河流穿越處水毀災害嚴重，穿過(guò)綿陽(yáng)石亭江、羅江、涪江的油品管道，多次被沖出。貴州、重慶地區山勢陡峭，滑坡、崩塌等巖土體災害多發(fā)，中緬天然氣管道晴隆改線(xiàn)段就建設在最大坡度達79.8度的陡坡上；2020年7月發(fā)生一起滑坡災害，堡坎鼓脹變形垮塌，嚴重威脅管道安全。在橫斷山脈，管道跨越兩側多為峭壁的瀾滄江、怒江等國際河流，存在江水流速快、河面溢油攔截困難的環(huán)境風(fēng)險；尤其是貴州南部、廣西地區的喀斯特地貌普遍，地下河流分布廣泛，漏油擴散范圍不易判斷，攔截難度更大。以上都是西南山區管道目前面臨并亟需解決的地質(zhì)條件變化帶來(lái)的問(wèn)題。

西南山區管道建設與西南地區高鐵、高速公路的建設相似，管道鋪設盡量選取了中、小起伏區域，但在川陜甘交界地區、渝貴地區、云貴交界地區、云南橫斷山脈地區等四處不可避免地進(jìn)入連續大起伏區域，油氣管道并行鋪設，谷底和山嶺的高差經(jīng)常超過(guò)1000 m。經(jīng)過(guò)橫斷山脈的中緬油氣管道設計之初，國外專(zhuān)家認為難度太大，不適合修建管道，我們克服重重困難，只用了4年時(shí)間就建成了這一管道，可謂管道建設史奇跡，但也不可避免地留下了隱患。

編輯部：對于西南山區管道建設和運行所面臨的巨大困難和眾多風(fēng)險，您認為我們目前需要重點(diǎn)解決好哪些問(wèn)題？

鄒永勝：公司通過(guò)9年多的建設發(fā)展，不斷總結經(jīng)驗教訓，分析總結了目前影響西南山區管道安全運行的三大矛盾。

一是，普適性法律法規標準與山區管道高風(fēng)險不匹配。西南山區管道設計標準采用的是普遍適用的標準，在設計理念、設計系數等多方面都與山區實(shí)際不相符。

在設計理念方面。常規管道都是基于應力設計的，但是由于山區環(huán)境復雜多變，管道將承受較大的位移和應變，失效主要由應變引起。近年來(lái)，國外提出了基于應變的設計理念和方法，減小了山區管道運營(yíng)期的風(fēng)險，如加拿大已將管道應變設計納入相關(guān)標準。2014年巴布亞新幾內亞新建液化天然氣管道在通過(guò)陡峭山坡、狹窄山脊地段，就采用了基于應變的設計方法，運行實(shí)踐證明效果良好。西南管道公司也在探索基于應變的管道設計，中緬天然氣管道羅細河跨越單側采用Z字型補償設計，也是應變設計的一種嘗試。

在設計系數方面。設計系數是計算管道壁厚、從整體范疇控制管道安全的重要參數。國內設計標準（GB 50251―2015《輸氣管道工程設計規范》）的設計系數主要依靠地區等級，即由管道周?chē)�人口密度�?lái)決定，這是典型的對平原型管道的要求。西南山區管道穿越大落差、環(huán)境敏感、地質(zhì)災害頻發(fā)等特殊地段，需要增大設計系數以強化管道本質(zhì)安全。2008年，歐洲阿爾卑斯原油管道穿越地形復雜的奧地利段，就采用了針對性的設計系數；西南山區管道也應考慮調整設計系數，以保障管道本質(zhì)安全。

二是，建設和管理成本與山區管道高風(fēng)險不匹配。

從不同行業(yè)投資對比分析。山區管道建設投資水平與同為線(xiàn)性工程的山區高速公路、高鐵建設投資相比還存在不小差距。山區大口徑干線(xiàn)管道防護投資約30～120萬(wàn)元/km，占總投資的3%～8%；高速公路、高鐵防護投資約400～3000萬(wàn)元/km，占總投資的5%～30%。管道防護工程投資不到高速公路、高鐵的十分之一，且占總投資比例也較低。我們調研了云南省的交通建設情況，并與管道建設投資做了對比。以中緬管道大理—瑞麗段與大瑞鐵路為例，該段管道與鐵路路由基本并行，所經(jīng)區域地質(zhì)地貌也大體相同。但大瑞鐵路防護工程投資約1100萬(wàn)元/km，總投資占比14.0%；該段管道防護工程投資約100萬(wàn)元/km，總投資占比5.8%；管道防護工程投資不到鐵路的十分之一，總投資占比不到鐵路的一半。

從管道途經(jīng)不同地貌區段投資對比分析。隨著(zhù)管道穿越地形地貌復雜程度的增大，建設期管道防護工程有所加強，投資額度也有所增加，但增幅較小，不能滿(mǎn)足實(shí)際防護需要，給管道運營(yíng)期帶來(lái)隱患。比如中貴天然氣管道的寧夏中衛－甘肅靜寧段、甘肅靜寧－禮縣段、重慶段，從緩丘及河谷沖積扇地貌，升至黃土丘陵溝壑地貌，再到中低山區地貌，高程逐步提升。水工保護投入也從24萬(wàn)元/km增加至45萬(wàn)元/km和51萬(wàn)元/km，但還是難以避免重慶段地質(zhì)災害多發(fā)的影響。

三是，山區管道技術(shù)進(jìn)步?jīng)]有跟上山區管道建設速度。

高陡坡、橫坡鋪設隱患多。高陡坡容易造成管道軸向失穩；橫坡鋪設遇土體滑動(dòng)時(shí)管道單邊受力大。管道路由選擇存在優(yōu)化問(wèn)題，設計上也應更充分考慮后期管道管理及安全。如果能像鐵路建設多采用隧道鋪設、穩固架空等方式，可以有效避免地質(zhì)災害隱患。這也與前面提到的設計標準和建設投資相關(guān)。

多彎頭變壁口，結構不合理。例如，中緬天然氣管道瑞麗－芒市段處于典型的地形起伏劇烈的第一級階梯，104 km管道有彎頭和變壁厚口3099個(gè)，約3個(gè)焊口中就有1個(gè)彎頭變壁口。彎頭變壁口是管道結構中受力不均、較不穩定的部分。所以在地勢復雜區域的管道建設或遷改時(shí)，應適當采用等壁厚或錐形口設計，以減少變壁厚的影響；利用多段臺階型斜坡體適當加大埋深、優(yōu)化轉向角度、降/削坡、彈性鋪設、多冷彎代替熱彎等，減少熱煨彎管使用；彎頭下溝時(shí)做好下部細土夯墊等。

建設施工、運營(yíng)巡護搶險難度大。山區管道建設在國外鮮有先例，但在國內受地形條件限制不可避免。我們缺乏可借鑒的經(jīng)驗，更沒(méi)有針對性的技術(shù)和設備，所以帶來(lái)了很大的困難。 

編輯部：您剛才對西南山區管道安全運行存在的問(wèn)題和解決思路分析得比較透徹。請簡(jiǎn)要介紹公司近年來(lái)為保障管道安全運行所開(kāi)展的具體工作。

鄒永勝：我們在山區管道建設和運營(yíng)管理中所遇到的矛盾和問(wèn)題，絕大部分都沒(méi)有現成經(jīng)驗和答案。只有堅持以問(wèn)題為導向，深入實(shí)際調查研究，在實(shí)踐中不斷探索總結規律，才能逐步取得工作的主動(dòng)權。

在山區管道地質(zhì)災害監測預警方面。對管道沿線(xiàn)地面進(jìn)行了衛星圖像采集、無(wú)人機傾斜攝影；建立地質(zhì)災害風(fēng)險圖形庫，分析地質(zhì)條件變化產(chǎn)生的潛在隱患；在一些地質(zhì)災害高發(fā)區安裝地質(zhì)災害、管道本體監測設備，通過(guò)對監測數據分析計算，掌握地質(zhì)災害及管道本體狀態(tài)，提前介入避免管道受到影響和遭到破壞。如成功預警2018年8月中緬管道K321滑坡、2020年6月中貴管道K466+500米滑坡等，有效提升了山區管道地質(zhì)災害風(fēng)險管控水平。

在山區油品管道投運方面。山區管道由于連續大起伏，U型彎較多，投運情況特別復雜。例如，中緬管道進(jìn)入國門(mén)后的管段處于擠壓強烈、斷層發(fā)育地質(zhì)區域，特別是怒江段高山深谷、地形陡峭，局部地段水平距離僅有20 km，但垂直高差超過(guò)1500 m；2017年6月，中緬原油管道以“常溫密閉輸送+管道充水+以油頂水”的方式投運，由于對投運油水密度差考慮不足、泵和管輸設計余量偏小等原因，出現了怒江后高點(diǎn)無(wú)法翻越的情況，通過(guò)3次在油頭前排放部分投產(chǎn)水、啟泵增壓等“前引后推”模式才投運成功。山區油品管道投運的特殊性使我們認識到：對于連續大落差油品管道的設計，應充分考慮設計余量并多方評估；投運方案應運用臨界工況邊界條件進(jìn)行室內計算機模擬或相似性試驗驗證，避免氣阻、彌合水擊等情況出現。

另外，我們正在開(kāi)展自動(dòng)化、智能化管道建設和運營(yíng)管理技術(shù)研究，如山區高強鋼管道全自動(dòng)焊裝備研制和流程設計；建設智能工地，實(shí)現建設資料數字化交付；建設管道孿生體綜合控制管道運行及安全；探索軸向應變內檢測等針對性?xún)葯z測技術(shù)；研發(fā)便捷化搶險裝備；研究山區油品泄漏擴散影響范圍和控制機制；研發(fā)管道永久修復材料和方法。2020年6月，公司研發(fā)的X70 B型套筒國內首次在線(xiàn)焊接試驗成功，新型套筒壁厚較Q345R套筒減薄19%～30%，現場(chǎng)組裝及焊接工作量降低約20%，并形成了配套的焊接、焊后熱處理以及無(wú)損檢測等關(guān)鍵技術(shù)，使我國管道缺陷套筒修復技術(shù)邁上了一個(gè)新臺階。

雖然公司在上述領(lǐng)域取得了一定的成果，但由于公司成立時(shí)間較晚，技術(shù)和管理相對薄弱，還有一些難題亟待解決。借助第二屆中國智能化油氣管道與智慧管網(wǎng)技術(shù)交流大會(huì )在成都舉行的契機，我們組織召開(kāi)了西南山區管道重要難題研討會(huì )，認真聽(tīng)取與會(huì )院士和專(zhuān)家學(xué)者就保障山區管道建設和安全運行的意見(jiàn)建議。希望能進(jìn)一步加強國內外交流合作，共同為山區管道安全發(fā)展出謀劃策，早日將我國山區管道建設運營(yíng)管理水平提升到國際領(lǐng)先水準。

編輯部：非常感謝您接受采訪(fǎng)。

專(zhuān)家簡(jiǎn)介：鄒永勝，教授級高級工程師，現任國家管網(wǎng)集團西南管道有限責任公司黨委委員、常務(wù)副總經(jīng)理，負責公司生產(chǎn)運行、市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)、客戶(hù)服務(wù)、科技信息、標準計量及行政事務(wù)等工作。

先后負責并參與西部原油管道加劑綜合熱處理順序輸送現場(chǎng)工業(yè)試驗研究，獲得中國石油西部管道公司科技進(jìn)步獎特等獎；多品種原油同管道高效安全輸送新技術(shù)，獲得中國石油集團公司科技進(jìn)步獎一等獎；西部管道“無(wú)人站”建設規劃（西部管道站場(chǎng)區域管理規劃）,獲得中國工程咨詢(xún)協(xié)會(huì )優(yōu)秀工程咨詢(xún)成果獎三等獎；復雜山區跨越油氣管道事故預測和應急處置關(guān)鍵技術(shù)及應用，獲四川省科技進(jìn)步獎二等獎；典型地質(zhì)災害下山區油氣管道風(fēng)險管控關(guān)鍵技術(shù)研究與應用，獲四川省科技進(jìn)步獎二等獎。

先后發(fā)表了《天地聯(lián)合的區域山地管道地質(zhì)災害監測預警體系研究》《西南地區管道保護法律實(shí)踐》《法國GRTGAZ和TRAPIL管道公司運營(yíng)管理模式分析》《西南管道公司應急處置能力建設》等多篇論文。