汶川地震里的兰成渝输油管道
2008年5月12日14:28,四川省阿坝州汶川县发生7.8级地震,兰成渝输油管道调控中心在接到兰成渝成县站、临洮站、兰州站、彭州站、成都站等基层站点的地震汇报后,实施了应急预案,管道停输。5月13日,经过对管线参数监测及管道局部巡线,确认管道基本安全的情况下,为了支援四川灾区大型救灾设备的成品油供应,以及满足民众生活所需,兰成渝管道启输。因为管道受灾情况尚不明朗,管道启输后流量控制在〈650方/小时,并随时准备紧急停输。下图为我在美国国家地震网http://earthquake.usgs.gov/上找到的汶川地震图
汶川地震影响范围很广,其中影响最大的省市是四川、重庆、陕西、甘肃,这恰恰是兰成渝输油管道所经过的四个省市,管道所受到的地震影响不容小视。下图是兰成渝输油管道在地震图上的大体走向
从地震图上可以看出,兰成渝管道全线受到了地震影响,首末端收到的影响最小,也达到了四级的强度,影响最重的管段为四川境内的广元-江油-绵阳-德阳-彭州-成都段,受到的地震等级为VI-VII级,但兰成渝管道并未在这一管段有抗震措施,下面为管道设计书里面有关抗震的数据:
穿越8度以上地震区及活动断层
(1)地震地质及活动断层概况
根据“中国地震烈度区划图(1:400万、国家地震局1990年版)”、《兰州—成都输油管道工程断裂活动性评价》以及《兰州—成都输油管道工程陇西—抛沙镇(改线段)断裂活动性评价》分析结果显示,本工程沿线经过8度以上地震区主要分布在:
① 三县梁——吴家河 34km Ⅷ度区
② 吴家河——小河子 20km Ⅸ度区
③ 小河子——鞍山 31km Ⅷ度区
活动断裂带主要分布在陇西—抛沙镇一段,其中与管道相交的断裂有9条,靠近管道与管道不相交的有8条,在这些断裂中仅有2条断裂为第四纪全新世活动断裂,即西秦岭北缘断裂和礼县—罗家堡断裂对管道安全具有一定的威胁,在设计中应进行专门论证;其它断裂对管道的安全影响在管道的使用年限内可不予考虑。
(2)抗震验算
根据《输油(气)埋地钢制管道抗震设计规范》的要求,管线经过8度及9度地震区和活动断裂带时应进行抗拉伸和抗压缩的稳定校核。
管线在经过8度区和王城附近9度区时,通过对管道进行地震振动抗拉伸和抗压缩的稳定校核。结果表明管道在地震波的作用下所产生的最大轴向应变小于管材的容许应变,符合稳定要求,管道敷设可不采取专门措施处理。
管道在洛门镇汪家庄北、王家庄西南(N34°43′52″;E105°01′54″)穿经西秦岭北缘断裂:渭河堡—赵家湾断裂西段,与断裂交角为28°,该断裂在未来100年内具有发生一次7级左右地震地表位错的可能性,据估算,其一次事件的水平位错量为1.4m,垂直位错量为0.5m。属正滑断层,管道以应力拉伸为主。当管沟采用砂料回填,管顶覆土为1.0—1.2m,管壁厚度为9.5mm,即采用一般敷设地段的参数时,经验算,由断层错动引起管道长度的实际伸长量为1.24m,小于管材容许伸长量4.11m,说明满足钢管稳定性要求。
管道在王城附近穿越礼县—罗家堡断裂, 其产状为60°/SE∠65—75°,与管道交角为80°,在未来100年内不存在发生7级以上地震的危险,但可能发生6.5级地震,据估算,其一次事件产生的最大水平位错为0.4m,垂直位错为0.14m,属正滑断层。管道以应力拉伸为主。在与前述断裂类似的条件下进行抗震验算,结果为:由断层错动引起的管道实际伸长量为0.07m,小于管材容许伸长量4.11m,表明管线在经过这条断裂时也满足稳定性要求。
(3)防范措施
为确保管线在经过这两条活动断裂带时更为安全可靠,可采取以下措施进行防范:
① 在断裂带两侧各300米范围内,管沟尺寸应适当放大,并采取摩擦系数小的砂料进行管沟回填,管沟表面用30cm厚原状土回填,管沟尺寸详见图:储-2644/8。
② 在断裂带两侧适当位置设置截断阀室。
③ 断裂带两侧各1000m范围内能采用弹性敷设的,应尽可能采用弹性敷设方式,避免弯头、弯管。
从设计书中看出,管道仅仅对西秦岭北缘断裂和礼县—罗家堡断裂进行了抗震论证,这些均在甘肃境内。我对兰成渝管道在本次地震的受灾情况忧心忡忡。
下面一组数据为5月13日兰成渝管道线路检查情况
1、 兰州--临洮段基本正常
2、成县站的k456-k486段由于伴行路中断,无法巡线,情况不了解,已安排直升飞机准备上线检查
3、k363处有一巨石,大概有60立方米
4、预计k441处光缆损坏
5、k486-k511段正常
6、k511塌方约800方
7、k525塌方约100方
8、k544-k564由于山上还有滚石,有很大风险,不能巡线
9、k574有塌方约100方
10、k618有一裂缝,垂直于管道约1cm,长约15米
11、其他广元段管线正常
12、成都、内江、重庆所辖管线正常