燃气管道穿越地质灾害区的设计与施工安全保障措施

引言

燃气管道作为能源运输的关键载体，在穿越滑坡、泥石流、岩溶等地质灾害区时，面临地层形变、环境扰动等多重安全风险，一旦发生破裂泄漏，可能引发爆炸、供应中断等连锁事故。当前，传统勘察设计对动态地质风险适配不足，施工工艺易加剧环境扰动，防护应急体系缺乏针对性，导致灾害区管道安全事故频发。基于此，本文聚焦地质灾害区燃气管道的设计、施工及全周期管理，提出可操作的安全保障优化对策，旨在为提升管道抗灾韧性、保障能源运输安全提供实践参考。

一、燃气管道穿越地质灾害区安全保障的重要性

（一）保障能源运输安全的核心要求

燃气管道在地质灾害区的安全运行是能源运输系统韧性的核心支撑。此类区域地层稳定性差，管道需承受滑坡侧向推力、泥石流冲击荷载及地震地层错动等多重风险。燃气管道“长距离输送、高压运行”的特性在此类区域风险被放大，一旦因抗灾设计不足或施工缺陷破损，不仅中断干线输送，高压泄漏的燃气还会形成易燃易爆隐患。

（二）防范地质灾害引发次生事故的关键环节

地质灾害区的燃气管道安全是阻断灾害链延伸的关键节点[1]。燃气管道故障可能引发“泄漏、爆炸等严重后果”，与地质灾害叠加将形成次生事故链。如西北某泥石流灾害中，管道被冲击破损后，燃气与雨水混合形成有毒气团，随洪流扩散至下游村庄，致20 余人中毒；山体滑坡导致的管道断裂，泄漏燃气遇明火爆炸，可能进一步震松岩土体，扩大滑坡范围。

（三）维护沿线区域民生与经济稳定的基础支撑

燃气管道工程作为城市能源供应的重要途径，其安全性对城市居民的生活质量和安全有着至关重要的影响。近年来随着城市化进程的加快燃气管道工程的数量和规模持续增长，燃气管道穿越地质灾害区安全保障问题尤为突出[1]。以川陕交界某崩塌区管道为例，暴雨引发的山体滑坡破损，导致沿线5 个乡镇居民炊事、供暖中断，2 家依赖燃气的食品加工厂停工，每日经济损失超30 万元。

二、燃气管道穿越地质灾害区的设计与施工现存主要问题

（一）地质勘察与设计适配性不足

在穿越地质灾害区的燃气管道工程中，地质勘察的深度与广度直接决定设计方案的可靠性。部分项目对滑坡、泥石流等灾害的动态特征评估不足，仅依赖静态地质数据确定管道路由，未充分考量降雨引发的地层含水率变化、地震导致的断层活动等动态风险，导致设计方案难以适应灾害区复杂环境。同时，设计标准与地质条件的匹配存在偏差；对新材料、新技术的应用评估不足。

（二）施工技术与现场管控存在短板

地质灾害区的施工环境对技术工艺提出特殊要求，但实际操作中仍存在诸多短板。设备维护保养不到位，长时间的使用和缺乏定期维护保养可能导致设备性能下降或出现隐患增加了安全风险，环境因素也可能对设备使用产生影响，如恶劣天气条件、地形地貌等因素可能影响设备的性能和稳定性，增加了施工中设备操作的不确定性施工现场管理和监督不到位也可能对设备使用安全产生影响，监督人员缺乏专业知识或监督措施不到位可能导致设备使用不当或存在安全隐患[2]。例如在滑坡体或松散地层施工时，部分项目沿用大开槽开挖方式，过度扰动岩土体平衡，引发二次坍塌风险，尤其在雨季施工时，雨水入渗会进一步降低边坡稳定性。

（三）安全保障体系与应急能力薄弱

监测系统的覆盖存在盲区，多数项目仅布设常规压力监测点，缺乏对管道位移、周边山体形变的实时感知，难以在滑坡初期、地面沉降等险情发生时发出预警。防护工程的设计强度不足，如在崩塌区设置的拦石墙未考虑巨石冲击动能，防御能力与实际风险不匹配；应急物资储备针对性不强，泥石流灾害发生后，现场缺乏专用的管道抢修设备，导致泄漏处置延误。

三、燃气管道穿越地质灾害区的安全保障优化对策

（一）强化地质勘察与动态设计优化

针对地质灾害区的复杂环境，需构建“多维度勘察+动态调整”的设计体系。前期勘察阶段，整合遥感卫星影像、无人机航拍与地面钻探数据，绘制精细的地质灾害风险图谱，明确滑坡体边界、泥石流汇流路径及断层活动周期等关键参数，尤其需标注地层含水率变化敏感区、岩土体抗剪强度薄弱带等隐蔽风险点。设计阶段引入数值模拟技术，通过有限元分析软件模拟管道在地震、暴雨等极端工况下的受力状态，有针对性选择抗灾方案，如在滑坡段采用“深埋+波纹管”组合设计，利用波纹管的柔性特性抵消地层侧向推力；在岩溶发育区增加管道壁厚至 12mm以上，并采用双层防腐结构，抵御岩层溶蚀对管道的侵蚀。

（二）创新施工工艺与现场安全管控

结合地质灾害区地形特征，优先采用低扰动施工技术减少环境破坏。如西南某崩塌区用水平定向钻非开挖施工，以高精度导向仪控制钻孔轨迹偏差在30mm内，避免山体开挖引发岩石滚落；西北某泥石流沟谷段采用“分段围堰+快速回填”工艺，用编织袋装砂石筑坝拦水，50 米管道敷设后4 小时内回填至管顶 1.5 米，同步浇筑C30 混凝土护墩，将施工暴露时间从 72小时缩至12 小时，降低洪水冲刷风险。关键工序实施“双检制”，焊接作业采用全自动焊接机器人，确保焊缝强度达API 5L X80 标准，每道焊口需经超声波探伤与水压试验双重检测；接口处理采用热熔连接 + 金属波纹管补偿器组合，补偿器伸缩量设定为 ±300mm ，适应地层 ±200mm 的沉降变形。现场管控引入BIM+GIS技术，搭建三维可视化管理平台，实时标注管道位置、周边山体位移监测点等信息，一旦某区域位移速率超过 5mm /天，立即触发停工预警，待采取抗滑桩加固等措施后再复工[3]。

（三）构建全周期安全防护与应急体系

检查工作不能仅局限于定期巡检，还应注重运用先进的监测技术，借助物联网、大数据分析等技术手段对管道进行实时监控，及时察觉潜在隐患，并采取相应的预防措施,建立“监测-预警-处置”闭环防护机制[3]。监测层面，在管道沿线每 200 米布设一套综合监测终端，集成倾角传感器、土壤含水率仪、管道应变计等设备，数据实时传输至控制中心，设定三级预警阈值：当山体位移达10mm时发出黄色预警，启动加密监测；达30mm时触发橙色预警，组织人员设备撤离；达 50mm时启动红色预警，远程关闭区域截断阀。防护工程同步跟进：在滑坡体前缘浇筑 3 排抗滑桩，桩顶设冠梁连接形成整体；在泥石流沟谷上游修建拦挡坝，坝体采用格宾石笼结构，既能拦截大块石又不阻碍渗水。应急能力建设要有针对性,储备带压封堵设备、防爆风机等专用工具，编制分场景处置预案——如遇管道泄漏，立即启动“关阀-通风-检测”流程，使用激光甲烷检测仪确认泄漏浓度降至 0.5% 以下后，再实施带压补焊；每季度开展“地质灾害+管道破裂”复合演练，检验跨部门协同效率，确保灾后4 小时内完成临时供气接驳，24 小时内恢复主线运行（见图1）。

图1 地质灾害区燃气管道闭环防护流程

结语

燃气管道穿越地质灾害区的安全保障需贯穿勘察设计、施工管控至运营维护全流程。本研究通过多维度勘察与动态设计适配地质风险，创新低扰动工艺减少施工影响，构建“监测-预警-处置”闭环体系强化全周期防护，可显著提升管道对滑坡、泥石流等灾害的抵御能力。未来需进一步推动监测技术智能化与应急响应标准化，结合具体灾害类型持续优化方案，为类似工程提供更精准的安全保障范式，助力构建韧性更强的能源运输网络。

参考文献

[1]刘炜栋,程可兵.燃气管道施工项目的进度管理与优化策略[J].石化技术,2025,32(08):413-414.

[2]王小芳.燃气管道工程设计与施工中的安全风险控制研究[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(26):178-180.

[3] 王利国. 城市燃气管道安全风险防范技术研究[J]. 化工管理,2025,(17):116-119.