董彩虹 张杰 苑仁涛

摘 要：我国是世界上第三大冻土国，冻土地区管道的安全运行对我国能源安全有着重要的意义。基于国内外主要冻土区管道的建设情况，分析了冻土区管道的主要危害：不同特性土壤的差异性冻胀与融沉、季节性土壤温度变化引起的边坡失稳滑坡、温差引起的上浮屈曲。讨论了国内外相关的主要研究成果，给出了的冻土区管道设计方法与工程防护措施。

关 键 词：冻土区；管道；风险；工程防护措施

中图分类号：TE 832 文献标识码：A 文章编号：1671-0460（2015）07-1709-03

The Main Risks and Design Methods for Pipelines

in Permafrost Areas

DONG Cai-hong1，ZHANG Jie 2，YUAN Ren-tao2

（1. China National Petroleum Cooperation Beijing Oil & Gas Control Center， Beijing 100007， China；

2. China Petroleum Engineering Co.， LTD Beijing Company， Beijing 100085， China）

Abstract： China owns the third largest area of permafrost in the word. The safe operation of the oil and gas pipelines in permafrost areas has a great influence on the national energy security. Based on the reviews of the existed pipelines in permafrost areas and research results， frost heave and thaw settlement， thaw slumping， upheaval buckling are demonstrated as the three main threats for pipelines in permafrost areas. Design methods for these circumstances are concluded. At last， some engineering treatment measures are also suggested.

Key words： Permafrost areas； Pipeline； Risks； Engineering protection measures

我国是世界第三冻土大国，分布在东北、西北、青藏高原等地区的多年冻土面积占国土陆地面积的21.5%。中俄原油管道、西气东输天然气管道、格尔木-拉萨成品油管道等均穿越多年冻土地区。冻土区由于其多变的地质环境使得管道长期处于复杂的受力状态，易发生事故。格拉成品油管线自投运以来，冻土区管道发生穿孔泄漏事故30多起[1]。

本文基于国内外冻土区管道的研究成果，分析了冻土区管道建设与运行过程中面临的主要风险，讨论了国内外学者针对冻土区管道设计提出的一些方法，给出了冻土区管道设计施工时的一些建议措施，对保障冻土区管道的安全运行有一定的参考价值。

1 冻土区管道面临的主要风险与研究方法

穿越冻土区管道的管体温度和季节性温度变化会影响管道周边冻土层的温度场分布，从而改变冻土的物理状态，使其发生冻结或融化。冻土的不同的状态会对管道造成不同的影响，根据管道的失效形式，冻土的主要危害主要体现在以下方面：冻土的凍胀会引起土体的膨胀而使得管道翘起而产生弯曲失效；……