《管道保護》編輯部：我國山區面積占國土總面積的三分之二。隨著經濟和社會的快速發展，對油氣資源的需求日益增長，帶動了管道建設的大發展。高質量建設山區管道，保障油氣輸送安全，事關國家能源安全和公共安全，具有重要的戰略意義。目前，國家管網集團西南管道公司在國內運營的山區管道里程最長，經過區域地理環境最為復雜，安全運行面臨的挑戰最為嚴峻，同時在山區管道建設和運營管理方面積累的經驗也最為豐富。為此我們邀請了管道管理專家、西南管道公司常務副總經理鄒永勝就做好山區管道建設和安全運營的有關話題發表見解，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技術交流大會暨山區油氣管道安全與智慧運行技術交流會”上，與山區管道發展和安全運行的相關議題格外引人關注。請問為什么要特別提出“山區管道”這一概念？

鄒永勝：“山區管道”這個概念目前在國內外尚無明確的定義。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境下的管道，特點為管道途經高山深谷多，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，目前管理運營中緬、中貴、廣南支干線等7條天然氣干線，中緬、蘭成2條原油管道，蘭成渝、蘭鄭長、欽南柳、云南4條成品油管道，里程超過11 000 km。管網干線70%以上位于山區，地理環境復雜，地質條件變化劇烈，給企業安全運營帶來很大挑戰。

上述管道作用非常重要，可以稱之為西南地區國民經濟和社會發展的“生命線”。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、長距離管道，經過18年運行現基本處于滿負荷狀態，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：山區管道途經區域地理環境復雜，地質條件變化劇烈，給西南山區管道安全運行帶來哪些重大挑戰？

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跨越了中國地勢三級階梯管道的公司。管道途經高程在100～4000 m之間，地形切割強烈、高差懸殊。從北到南：管道分別通過了黃河沖積平原、黃土高原等黃土地區，跨過中國氣候分界線的秦嶺，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。

管道沿線山多、河多、降水多，地質條件復雜，氣候多變，地質災害發育種類多樣。如黃土高原經常發生塌陷、塬邊滑坡。在秦巴山區，受地形限制，管道長距離沿河溝鋪設，山洪、泥石流沖刷下易露管。在四川盆地，管道大開挖河流穿越處水毀災害嚴重，穿過綿陽石亭江、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，中緬天然氣管道晴隆改線段就建設在最大坡度達79.8度的陡坡上；2020年7月發生一起滑坡災害，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境風險；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條件變化帶來的問題。

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常超過1000 m。經過橫斷山脈的中緬油氣管道設計之初，國外專家認為難度太大，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險，您認為我們目前需要重點解決好哪些問題？

鄒永勝：公司通過9年多的建設發展，不斷總結經驗教訓，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，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期的風險，如加拿大已將管道應變設計納入相關標準。2014年巴布亞新幾內亞新建液化天然氣管道在通過陡峭山坡、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，即由管道周圍人口密度來決定，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、環境敏感、地質災害頻發等特殊地段，需要增大設計系數以強化管道本質安全。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，以保障管道本質安全。

二是，建設和管理成本與山區管道高風險不匹配。

從不同行業投資對比分析。山區管道建設投資水平與同為線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。山區大口徑干線管道防護投資約30～120萬元/km，占總投資的3%～8%；高速公路、高鐵防護投資約400～3000萬元/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，所經區域地質地貌也大體相同。但大瑞鐵路防護工程投資約1100萬元/km，總投資占比14.0%；該段管道防護工程投資約100萬元/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。

從管道途經不同地貌區段投資對比分析。隨著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，不能滿足實際防護需要，給管道運營期帶來隱患。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24萬元/km增加至45萬元/km和51萬元/km，但還是難以避免重慶段地質災害多發的影響。

三是，山區管道技術進步沒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時管道單邊受力大。管道路由選擇存在優化問題，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，可以有效避免地質災害隱患。這也與前面提到的設計標準和建設投資相關。

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，約3個焊口中就有1個彎頭變壁口。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，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；彎頭下溝時做好下部細土夯墊等。

建設施工、運營巡護搶險難度大。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驗，更沒有針對性的技術和設備，所以帶來了很大的困難。 

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

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

在山區管道地質災害監測預警方面。對管道沿線地面進行了衛星圖像采集、無人機傾斜攝影；建立地質災害風險圖形庫，分析地質條件變化產生的潛在隱患；在一些地質災害高發區安裝地質災害、管道本體監測設備，通過對監測數據分析計算，掌握地質災害及管道本體狀態，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災害風險管控水平。

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，中緬管道進入國門后的管段處于擠壓強烈、斷層發育地質區域，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，出現了怒江后高點無法翻越的情況，通過3次在油頭前排放部分投產水、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，我們正在開展自動化、智能化管道建設和運營管理技術研究，如山區高強鋼管道全自動焊裝備研制和流程設計；建設智能工地，實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內檢測技術；研發便捷化搶險裝備；研究山區油品泄漏擴散影響范圍和控制機制；研發管道永久修復材料和方法。2020年6月，公司研發的X70 B型套筒國內首次在線焊接試驗成功，新型套筒壁厚較Q345R套筒減薄19%～30%，現場組裝及焊接工作量降低約20%，并形成了配套的焊接、焊后熱處理以及無損檢測等關鍵技術，使我國管道缺陷套筒修復技術邁上了一個新臺階。

雖然公司在上述領域取得了一定的成果，但由于公司成立時間較晚，技術和管理相對薄弱，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技術交流大會在成都舉行的契機，我們組織召開了西南山區管道重要難題研討會，認真聽取與會院士和專家學者就保障山區管道建設和安全運行的意見建議。希望能進一步加強國內外交流合作，共同為山區管道安全發展出謀劃策，早日將我國山區管道建設運營管理水平提升到國際領先水準。

編輯部：非常感謝您接受采訪。

專家簡介：鄒永勝，教授級高級工程師，現任國家管網集團西南管道有限責任公司黨委委員、常務副總經理，負責公司生產運行、市場經營、客戶服務、科技信息、標準計量及行政事務等工作。

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工業試驗研究，獲得中國石油西部管道公司科技進步獎特等獎；多品種原油同管道高效安全輸送新技術，獲得中國石油集團公司科技進步獎一等獎；西部管道“無人站”建設規劃（西部管道站場區域管理規劃）,獲得中國工程咨詢協會優秀工程咨詢成果獎三等獎；復雜山區跨越油氣管道事故預測和應急處置關鍵技術及應用，獲四川省科技進步獎二等獎；典型地質災害下山區油氣管道風險管控關鍵技術研究與應用，獲四川省科技進步獎二等獎。

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