張強1 戴聯(lián)雙2

1.國家管網(wǎng)集團科學(xué)技術(shù)研究總院； 2.國家管網(wǎng)集團公司

1  事故概況

2016年10月31日，科洛尼爾管道公司（Colonial Pipeline）Line 1管線(xiàn)在維修作業(yè)中，施工承包商不慎造成Line 1管道上的TOR配件（氮氣注入口）損壞，導致油品泄漏，引發(fā)大火，事故造成2人死亡、4人受傷，周邊多臺車(chē)輛燒毀，燃燒半徑大約300 m，油品泄漏量估計為4445桶，經(jīng)濟損失（含事后環(huán)境修復）約1684萬(wàn)美元（圖 1）。

圖 1 Line 1管道事故現場(chǎng)

Line 1管道始于德克薩斯州的休斯頓終于北卡羅來(lái)納州的格林斯博羅，輸送介質(zhì)為成品油，管道建于1960年，全長(cháng)1686 km，管徑914 mm，管材X52，輸量58 000桶/小時(shí)，管道壁厚7.1 mm，發(fā)生事故時(shí)運行壓力3.72 MPa。事故發(fā)生前的9月9日，Line 1管道在事故位置下游8.85 km處發(fā)生泄漏，此次開(kāi)挖作業(yè)主要是確認Line 1管道上的TOR（氮氣注入口）的位置和數量，以便對Line 1管道泄漏段開(kāi)展氮氣吹掃。

2  事故經(jīng)過(guò)與應急處置

2016年9月9日，Line 1管道在本次事故位置下游8.85 km處發(fā)生泄漏，泄漏油品8000余桶，9月22日完成152 m臨時(shí)管線(xiàn)的安裝，9月28日、29日完成泄漏管段的開(kāi)挖與切割，并開(kāi)展修復工作。

10月24日，為進(jìn)一步確認Line 1管線(xiàn)上TOR的位置和數量，施工承包商提交了開(kāi)挖申請，并請求管道企業(yè)在兩處擬開(kāi)挖區域（CR-91、CR-251事故區域）對管道和周邊設施進(jìn)行定位。于10月26日收到了開(kāi)挖回復。

10月31日上午6點(diǎn)始，管道企業(yè)、監理單位（SLDP公司）、施工承包商在第一處擬開(kāi)挖區域（CR-91）召開(kāi)了現場(chǎng)安全會(huì )。監理人員向管道企業(yè)人員請求查看管道定位圖，但后者未提供相關(guān)紙質(zhì)圖紙，稱(chēng)已提供了電子版，如果需要紙質(zhì)定位圖，請與其上級主管討論。隨后，監理人員在開(kāi)挖現場(chǎng)進(jìn)行了技術(shù)和安全交底，要求施工人員開(kāi)挖至距離管道0.6 m時(shí)不得再進(jìn)行機械開(kāi)挖而應人工開(kāi)挖。但管道企業(yè)監管人員離開(kāi)了現場(chǎng)并未監管后續的開(kāi)挖作業(yè)。至下午1點(diǎn)50分，完成CR-91現場(chǎng)挖掘工作。

下午2點(diǎn)15分，監理人員、施工人員和相關(guān)設備陸續到達CR-251開(kāi)挖現場(chǎng)，所有設備布置妥當，準備開(kāi)挖，先期開(kāi)展了管道定位與標記。根據事后調查，監理人員稱(chēng)他從施工負責人那里得知兩名工人完成了對Line 1管線(xiàn)的定位和埋深探測，儀器顯示Line 1管道埋深1.0 m，并同時(shí)對管道周邊兩側進(jìn)行了探測。而施工單位現場(chǎng)安全員表示，當時(shí)施工人員讓他在橙色標記處探測管道，他只能將探桿深入地下大約76.2 mm（3 in），根本無(wú)法確定管道埋深，這與監理人員的敘述不符。他推測可能碰到了巖石，在類(lèi)似情況下，正確的操作應該是向一側移動(dòng)50.8 mm（2 in）后重新探測。此外，現場(chǎng)安全員表示，在事故前他和任何人都沒(méi)有進(jìn)行額外的管道探測。

挖機手稱(chēng)他采用挖機清理下表層土壤，以便進(jìn)行探測。清理過(guò)程中，監理人員默許了這一行為。挖機手先后進(jìn)行了4次刮挖，且開(kāi)挖速度明顯快于CR-91的開(kāi)挖工作，施工單位現場(chǎng)安全員表示他曾示意挖機手停止開(kāi)挖，進(jìn)行埋深探測，但挖機手未予理會(huì )。

下午2點(diǎn)47分，挖機手進(jìn)行第5次刮挖中，發(fā)生了油品泄漏。事后顯示挖機手在第5次刮挖中，挖掘深度在0.48 m～0.5 m。施工單位現場(chǎng)安全員表示，如果管道企業(yè)監管人員在場(chǎng)，應該不會(huì )允許此類(lèi)情況的發(fā)生。2點(diǎn)51分，現場(chǎng)人員向管道企業(yè)報告事故情況，業(yè)主單位啟動(dòng)了應急預案。先后于下午3點(diǎn)完成停泵，3點(diǎn)50分派出操作人員前往事故點(diǎn)上下游截斷閥關(guān)閥，至4點(diǎn)10分完成閥門(mén)截斷。

11月4日完成了現場(chǎng)火災的撲救，11月6日下午5點(diǎn)45分，完成了換管修復，管線(xiàn)重啟。

3  事故原因分析

泄漏的直接原因為管道動(dòng)土開(kāi)挖維修作業(yè)中，挖掘機斗齒刮住管道頂部安裝的TOR配件，致TOR損壞發(fā)生油品泄漏（圖 2），間接原因包括開(kāi)挖現場(chǎng)溝通不暢、監管不足和盲目施工等因素綜合導致。

圖 2 損壞的TOR配件和被燒毀的挖掘機

（1）事故管段失效分析。通過(guò)失效分析，管材屈服強度、抗拉強度、夏比沖擊功、化學(xué)成分等符合API 5LX 的規范要求，管材、TOR配件、管體-TOR配件焊縫處硬度高于A(yíng)PI 5LX的規范要求。目視觀(guān)察發(fā)現TOR配件通過(guò)焊接連接到管道上，在焊縫底部發(fā)生了撕裂，整體彎曲變形向西南西方向傾倒，說(shuō)明該TOR配件承受了異常的機械外力或者沖擊所致。未發(fā)現焊接缺陷（例如氣孔、焊渣或夾雜），電子顯微鏡檢查顯示塑性斷裂特征（圖 3）。

圖 3 事故管段切割及樣品

（2）混凝土蓋板未起到保護作用。事后發(fā)現，TOR配件上方安置了兩塊混凝土蓋板，每塊蓋板長(cháng)1.2 m、寬0.9 m，用于保護管道免遭破壞。而事故發(fā)生時(shí)，施工方并不掌握混凝土蓋板的尺寸、深度或位置，現場(chǎng)人員手中的圖紙也未標識出TOR配件上方的蓋板，且僅標識了兩個(gè)TOR配件。實(shí)際開(kāi)挖過(guò)程中，蓋板埋深大致為0.5 m，受到了挖掘機的直接沖擊，致使蓋板損壞，未能起到保護作用（圖 4）。

圖 4 管道上方的混凝土蓋板

（3）施工現場(chǎng)缺乏有效溝通和監管。一是管道企業(yè)未向監理單位提供管道位置信息圖，現場(chǎng)管道定位出現偏差，基礎數據掌握不足（是否存在蓋板、埋深等）；二是是否進(jìn)行了開(kāi)挖前的管道定位，監理單位和施工單位事后說(shuō)法有出入；三是管道企業(yè)監管人員不在現場(chǎng)，挖機手違反關(guān)于在管道兩側304.8 mm（1 ft）范圍內不得使用機械挖掘，必須手動(dòng)挖掘的規定，現場(chǎng)監理人員和安全監管人員未及時(shí)叫停。

4  啟示

油氣管道上方動(dòng)土作業(yè)存在較大安全風(fēng)險，如果防范措施落實(shí)不到位，就有可能發(fā)生事故。

（1）施工準備階段應對作業(yè)區域地下及周邊情況進(jìn)行調查。應保證現場(chǎng)相關(guān)人員擁有最新的地下管線(xiàn)布置圖，明確標注位置、走向、深度及可能存在的危害，在情況不清楚時(shí)必須采用探測設備進(jìn)行探測。

（2）施工作業(yè)可能會(huì )對他方的財產(chǎn)或公共設施（如：耕地、道路、房屋、鐵路、公路、堤壩、河床、橋梁、文物、消防、居民生活設施、通訊、電力設施等）產(chǎn)生影響的，應在作業(yè)前與相關(guān)方溝通并達成安全協(xié)議，以使風(fēng)險得到有效控制。

（3）依據《石油天然氣管道保護法》相關(guān)條款固定，在管道中心線(xiàn)兩側5 m范圍內宜采用人工開(kāi)挖避免對管線(xiàn)或電纜造成影響。機械開(kāi)挖要求全程人工監護，確保管道運行安全。特殊地段，可適當減少機械開(kāi)挖深度或全部采用人工開(kāi)挖。當突然排放有害物質(zhì)時(shí)，監護人員應立即通知作業(yè)人員停止作業(yè)，迅速撤離現場(chǎng)。

（來(lái)源：《Pipeline investigation report-P17H0011：Third-party damage to a crude oil pipeline Enbridge Pipelines Inc. Line 2》）

作者簡(jiǎn)介：張強，1986年生，高級工程師，注冊安全工程師、二級安全評價(jià)師、管道檢驗員，主要從事管道風(fēng)險評價(jià)和完整性相關(guān)的研究與應用工作。先后參與制修訂行業(yè)、企業(yè)標準5項，獲得國家石油天然氣管網(wǎng)集團科技進(jìn)步獎、中國職業(yè)安全健康協(xié)會(huì )科學(xué)技術(shù)獎、河北省石油學(xué)會(huì )科技進(jìn)步獎等獎項。聯(lián)系方式：0316-2072640，zhangqiang14@pipechina.com.cn。