李 旭, 彭知軍, 張仕安, 許開軍, 劉敏鴻

(1.天倫燃氣控股有限公司, 河南 鄭州 450046; 2.華潤(集團)有限公司, 廣東 深圳 518053; 3.華潤燃氣設(shè)計研究中心, 河南 鄭州 450046; 4.湖北建科國際工程有限公司, 湖北 武漢 430073)

1 概述

當前全球氣候變暖,汛期自然災(zāi)害多發(fā)。2021年汛期全國先后共出現(xiàn)42次強降雨[1-2],多地降水量屢破歷史極值,特別是鄭州“7·20”特別重大自然災(zāi)害導(dǎo)致嚴重城市內(nèi)澇、河流洪水、山洪滑坡等次生災(zāi)害,造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失[3]。

汛期常見災(zāi)害天氣主要有暴雨、大風、強對流等,其中強對流天氣又分為龍卷風、雷電、冰雹等。災(zāi)害天氣本身以及其導(dǎo)致的次生災(zāi)害嚴重威脅燃氣設(shè)施安全。汛期自然災(zāi)害具有突發(fā)性強、對燃氣設(shè)施影響范圍大、應(yīng)急搶險難度大等特點。

部分燃氣公司對自然災(zāi)害對燃氣設(shè)施造成的影響關(guān)注較少,在設(shè)計、施工、運行維護、應(yīng)急搶險等方面防范不足,造成不良后果。需強調(diào)的是,正常情況下自然災(zāi)害造成的事故不屬于生產(chǎn)安全事故,但是在能夠預(yù)見或者能夠防范可能發(fā)生的自然災(zāi)害情況下,因防范措施不落實、應(yīng)急救援預(yù)案或者防范救援措施不力,由自然災(zāi)害引發(fā)造成人身傷亡或者經(jīng)濟損失的事故,屬于生產(chǎn)安全事故。

當前業(yè)內(nèi)關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害對燃氣設(shè)施的影響研究主要集中在長輸管道,對城鎮(zhèn)燃氣設(shè)施的影響關(guān)注不足。本文針對2021年汛期(6—9月)發(fā)生的39起自然災(zāi)害,深入分析自然災(zāi)害對燃氣設(shè)施造成的影響,提出防范措施。

2 影響分析

2.1 地區(qū)分布

39起自然災(zāi)害分布在河南、河北、福建,涉及4個地級市、17個縣。共造成592處燃氣設(shè)施受損,其中509處分布在農(nóng)村,占比85.98%;83處在城市,占比14.02%。近年來隨著煤改氣、燃氣下鄉(xiāng)等工程的大力推進,燃氣設(shè)施農(nóng)村化、山地化趨勢明顯,與城市相比,農(nóng)村燃氣設(shè)施更易受到自然災(zāi)害影響,這與農(nóng)村燃氣設(shè)施距離遠、地域范圍廣、沿途地質(zhì)情況復(fù)雜、危房較多等因素有關(guān)。

2.2 災(zāi)害天氣

我國氣象災(zāi)害預(yù)警依據(jù)災(zāi)害可能造成的危害程度、緊急程度和發(fā)展態(tài)勢劃分為4級:Ⅳ級(一般)、Ⅲ級(較重)、Ⅱ級(嚴重)、Ⅰ級(特別嚴重),依次用藍色、黃色、橙色、紅色表示。

39起自然災(zāi)害中,有37起災(zāi)害當?shù)貧庀蟛块T提前發(fā)布了預(yù)警信息,共涉及83種類別,其中29起災(zāi)害發(fā)布了多種類別預(yù)警信息,如2021年7月8日沁陽市先后發(fā)布暴雨橙色預(yù)警、雷電黃色預(yù)警、大風黃色預(yù)警、冰雹橙色預(yù)警、高溫紅色預(yù)警等預(yù)警信息。

2.2.1預(yù)警級別

各預(yù)警級別出現(xiàn)次數(shù)與燃氣設(shè)施受損數(shù)量統(tǒng)計見表1,其中單次受損數(shù)量為燃氣設(shè)施受損數(shù)量與預(yù)警級別出現(xiàn)次數(shù)之比。某處燃氣設(shè)施受損可能同時涉及多種災(zāi)害天氣預(yù)警級別,在統(tǒng)計預(yù)警級別的燃氣設(shè)施受損數(shù)量時,各預(yù)警級別均計入該處燃氣設(shè)施受損。由表1可知,黃色預(yù)警出現(xiàn)次數(shù)及造成的燃氣設(shè)施受損數(shù)量最多,紅色預(yù)警導(dǎo)致的單次受損數(shù)量最多。

表1 各預(yù)警級別出現(xiàn)次數(shù)與燃氣設(shè)施受損數(shù)量統(tǒng)計

2.2.2災(zāi)害天氣

災(zāi)害天氣與燃氣設(shè)施受損數(shù)量統(tǒng)計見表2。因為同一災(zāi)害天氣,同一天內(nèi)危害程度不斷變化,預(yù)警級別也變化,為便于分析,取一天內(nèi)預(yù)警級別最高者。由表2可知,39起災(zāi)害涉及暴雨、雷電、大風、冰雹、高溫、地質(zhì)災(zāi)害氣象風險,其中暴雨、雷電、大風造成的損失較大。

表2 災(zāi)害天氣與燃氣設(shè)施受損數(shù)量統(tǒng)計

① 暴雨。預(yù)警級別主要為紅色及橙色,二者造成的燃氣設(shè)施受損數(shù)量占比逾90%,應(yīng)重點關(guān)注紅色及橙色預(yù)警。汛期暴雨局地性、突發(fā)性強,雨量大、危害大,易導(dǎo)致墻體、巖體、土壤強度下降,極易引發(fā)滑坡、山體崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害以及造成房屋、圍墻倒塌。產(chǎn)生的洪水會引發(fā)橋梁、橋墩垮塌,砸壞燃氣管道,甚至洪水直接沖毀燃氣管道。伴隨的大風易刮斷或刮倒樹木、電線桿,砸壞燃氣設(shè)施,需重點防范。

② 雷電。預(yù)警級別全部為黃色,共造成426處燃氣設(shè)施受損。雷電天氣常伴有短時大風、強降水、冰雹等,對燃氣設(shè)施威脅較大。

③ 大風。預(yù)警級別主要集中在黃色及藍色,共造成360處燃氣設(shè)施受損。對于樹木、電線桿倒伏問題需引起關(guān)注,汛期樹木、電線桿受雨水浸泡根基失穩(wěn),在大風作用下易斷裂、倒伏,壓斷或損壞架空燃氣管道。本次統(tǒng)計的災(zāi)害中最大風力達12級。

2.3 受損類型

受損類型主要為管道斷裂、管道彎曲變形、管道裸露、管道懸空或漂浮、閥井損壞、調(diào)壓設(shè)施損壞、表具損壞、廠站設(shè)施損毀8種,受損類型分布見表3。

表3 受損類型分布

由表3可知,管道斷裂數(shù)量最多,主要原因為房屋或圍墻砸塌(140處)、大樹或電線桿砸塌(89處)以及水毀(21處),主要集中在低壓架空管道(244處)及中壓管道(21處)。

管道彎曲變形集中在架空管道,管道裸露主要是埋地管道被洪水沖出,管道懸空主要由地面塌陷引起,管道漂浮主要為過河管段被洪水沖出。

在地區(qū)分布上,農(nóng)村與城市燃氣設(shè)施受損形式有所不同,農(nóng)村管道斷裂、管道彎曲變形數(shù)量最多,這與農(nóng)村大面積敷設(shè)架空管道有關(guān)。城市主要表現(xiàn)為管道裸露、管道斷裂、管道彎曲變形,具體見表4。

表4 城市、農(nóng)村燃氣設(shè)施受損類型分布

2.4 受損原因

有585處明確了受損原因(見表5),其中房屋或圍墻倒塌(224處)、大樹或電線桿倒伏(143處)、水毀(151處)造成的燃氣設(shè)施受損數(shù)量較多。

表5 燃氣設(shè)施受損原因分布

滑坡、山體崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降、水毀均屬地質(zhì)災(zāi)害,燃氣設(shè)施受損數(shù)量總占比36.9%。對于災(zāi)害天氣引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害需引起大家關(guān)注,如:2016年7月20日,中石化川氣東送天然氣管道恩施崔壩段因強降雨引發(fā)地質(zhì)滑坡,使天然氣管道發(fā)生斷裂,導(dǎo)致天然氣泄漏爆炸,造成2人死亡,9人受傷[4]。2017年7月2日,持續(xù)強降雨引發(fā)邊坡下陷側(cè)滑,中石油晴隆沙子段天然氣長輸管道被擠斷,導(dǎo)致天然氣泄漏爆炸,造成8人死亡,35人受傷[5]。2017年3月21日,重慶市江北區(qū)次高壓主氣源管道因地質(zhì)沉降導(dǎo)致燃氣泄漏,造成重慶市5個行政區(qū)約63×104戶用戶停氣。

有12處隨橋敷設(shè)的燃氣管道、15處穿越河流的燃氣管道被橋梁坍塌損毀或被洪水沖毀,因此在穿跨越河流及沖溝時需關(guān)注水毀因素。

在地區(qū)分布上,農(nóng)村因房屋或圍墻倒塌、大樹或電線桿倒伏、水毀導(dǎo)致的燃氣設(shè)施受損數(shù)量較多,城市因房屋或圍墻倒塌、水毀造成的燃氣設(shè)施受損數(shù)量較多,具體見表6。

表6 城市、農(nóng)村燃氣設(shè)施受損原因分布

2.5 受損設(shè)施類型

本文次高壓管道、中壓管道、低壓埋地管道、低壓架空管道均指城鎮(zhèn)燃氣管道。受損設(shè)施中低壓架空管道受損數(shù)量最多,共379處,由此可見架空管道更易受到自然災(zāi)害影響。受損設(shè)施類型分布見表7。

表7 受損設(shè)施類型分布

架空管道:受損原因主要為房屋或圍墻倒塌、大樹或電線桿倒伏,管材主要為鍍鋅鋼管,其中螺紋連接315處,焊接連接60處。

中壓管道:受損原因主要為水毀(94處)、地面塌陷(39處),受損類型主要為管道裸露(104處)、管道斷裂(21處),管材主要為PE管(126處)。

長輸管道:受損原因主要為水毀,受損類型為管道漂浮或裸露。

廠站:受損原因主要為圍墻倒塌。

在地區(qū)分布上,燃氣設(shè)施受損情況在城市與農(nóng)村都主要集中在低壓架空管道、中壓管道。城市與農(nóng)村燃氣受損設(shè)施類型分布見表8。

表8 城市、農(nóng)村燃氣受損設(shè)施類型分布

2.6 受損燃氣管道材質(zhì)

有557處明確了管材(分布見表9),主要集中在鍍鋅鋼管(361處)及PE管(164處),這與當前架空管道主要為鍍鋅鋼管、埋地管道主要為PE管有關(guān)。

表9 城市、農(nóng)村受損燃氣管道管材分布

3 防范建議

3.1 設(shè)計施工

設(shè)計應(yīng)關(guān)注自然災(zāi)害影響,燃氣設(shè)施盡量避開泄洪區(qū)、洪澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害地段,若無法避開,應(yīng)采取相應(yīng)保護措施,不同地理區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害防治可參照SY/T 6828—2017《油氣管道地質(zhì)災(zāi)害風險管理技術(shù)規(guī)范》。

農(nóng)村地區(qū)盡量減少架空管道,宜埋地敷設(shè),以減少房屋、圍墻坍塌以及樹木、電線桿倒伏破壞架空管道的風險。確需采取架空安裝的,應(yīng)避開危房、土坯房、危墻,盡量采取焊接連接方式。

施工應(yīng)嚴格照圖施工,保障工程施工質(zhì)量,做好管道保護措施,驗收時重點關(guān)注。

3.2 運行維護

全面辨識汛期災(zāi)害天氣及其引發(fā)的次生災(zāi)害(特別是地質(zhì)災(zāi)害),實施分級管控,完善管網(wǎng)運行監(jiān)測體系,關(guān)鍵位置設(shè)立監(jiān)測預(yù)報預(yù)警裝置,搭建災(zāi)害預(yù)警平臺,提高監(jiān)測自動化、智能化水平[6-7]。有條件的燃氣公司可以為燃氣設(shè)施購買保險,減少災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失。加強管道巡護。合理配備巡線人員,提高員工技能。引入無人機等技術(shù)手段,及時掌握因自然災(zāi)害導(dǎo)致人員無法抵達的特殊地段的管道信息。汛期重點做好以下措施。

① 安排專人收集氣象預(yù)警信息,第一時間掌握雷電、強降雨、大(臺)風等災(zāi)害天氣預(yù)警信息,加強與屬地政府對接,主動獲取河流水位以及泄洪信息,及時采取應(yīng)對措施,做好防汛物資準備。

② 嚴格執(zhí)行領(lǐng)導(dǎo)帶班值班及24 h值班制度,做好應(yīng)急值守工作,做到早預(yù)警、早準備、早防范,出現(xiàn)重大險情及時上報。

③ 對于廠站,檢查廠站周邊是否存在滑坡、泥石流風險;關(guān)注站房、圍墻(擋土墻)是否開裂、漏水;及時加固維修建筑物及相關(guān)設(shè)施設(shè)備,疏通排水溝、雨污水井等排水設(shè)施;易積水區(qū)域增設(shè)圍堰,備好排水泵和應(yīng)急防汛器材。

④ 對于管網(wǎng)設(shè)施,關(guān)注易發(fā)生滑坡、泥石流、塌陷、山體崩塌等地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的管段,及時整改消除隱患;對穿跨越河流、泄洪區(qū)等易受自然災(zāi)害影響的管段加大巡線頻次;暴雨、雷電、大風等災(zāi)害天氣發(fā)生后及時對燃氣設(shè)施進行全面排查;對遭受重大自然災(zāi)害而受損嚴重的燃氣設(shè)施,應(yīng)進行全面泄漏檢測,必要時進行安全評估。

3.3 應(yīng)急搶險

建立完善自然災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案,明確不同等級暴雨、雷電氣象災(zāi)害下的應(yīng)急處置措施,與屬地政府預(yù)案做好銜接,定期演練。

搶險現(xiàn)場環(huán)境往往較為復(fù)雜,需做好搶險人員自身安全防護,如防中暑、防觸電、防墜落等,科學(xué)部署,預(yù)防次生災(zāi)害發(fā)生。

在搶險過程中做好燃氣設(shè)施保護,與其他搶險單位做好信息溝通,防止其他搶險活動損壞燃氣設(shè)施。

做好停氣告知工作。將災(zāi)情信息及受影響戶數(shù)及時上報屬地政府,通過媒體、公眾號等相關(guān)通信手段播報,防范供氣中斷或恢復(fù)供氣引發(fā)用氣事故。

3.4 農(nóng)村地區(qū)

對于燃氣企業(yè),嚴格落實企業(yè)主體責任,充分發(fā)揮駐村安全員和村燃氣安全協(xié)管員作用,做好日常運行維護和安全巡查工作,守牢農(nóng)村燃氣安全管理的第一道關(guān)口。加強與村委會聯(lián)系,委托其協(xié)調(diào)清理樹木及垮塌的圍墻以及被雨水沖斷的道路等,發(fā)揮先期處置作用。加強燃氣安全宣傳告知,提高用戶安全用氣意識,教育用戶發(fā)現(xiàn)燃氣設(shè)施受損后第一時間報警,不得擅自開啟調(diào)壓箱進口閥門。

屬地政府應(yīng)強化責任擔當,切實擔負起轄區(qū)農(nóng)村燃氣監(jiān)管責任。

4 結(jié)論及建議

① 通過分析39起自然災(zāi)害,得出暴雨、雷電、大風造成的損失較大,黃色預(yù)警出現(xiàn)次數(shù)及造成的燃氣設(shè)施受損數(shù)量最多;在受損類型方面,管道斷裂、彎曲變形、裸露數(shù)量最多,原因主要為房屋或圍墻倒塌、水毀、大樹或電線桿倒伏;在受損設(shè)施類型方面,低壓架空管道受損數(shù)量最多。與城市相比,農(nóng)村燃氣設(shè)施更易受到自然災(zāi)害影響,農(nóng)村應(yīng)關(guān)注架空管道斷裂、彎曲變形問題。

② 對于長輸管道建立了相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害分類、評價標準及防護措施,但對城鎮(zhèn)燃氣管道尚未建立相關(guān)標準,特別是目前我們農(nóng)村燃氣快速發(fā)展,管網(wǎng)設(shè)施規(guī)模迅速擴大,沿途地質(zhì)災(zāi)害較多,亟待建立相關(guān)標準。

③ 完善農(nóng)村燃氣設(shè)施設(shè)計標準,目前國家已發(fā)布《農(nóng)村管道天然氣工程技術(shù)導(dǎo)則》,但對設(shè)計要求較為籠統(tǒng),建議進一步細化完善,充分考慮農(nóng)村的房屋建筑形式、自然災(zāi)害特別是地質(zhì)災(zāi)害情況。

④ 農(nóng)村燃氣設(shè)施具有點多面廣、運行維護成本較高等特點,目前氣價主要參考所屬城市氣價,建議適當提高農(nóng)村氣價或進行補貼。

⑤ 推進管網(wǎng)互聯(lián)互通建設(shè),提高自然災(zāi)害下供氣保障能力,避免大面積、長時間停氣。

⑥ 加強生態(tài)保護,在管道作業(yè)帶及管道保護范圍內(nèi)合理栽植植被,做好水土保持,減少地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生[8]。