摘要:当前我国陆上废弃油气管道的安全环保处置需求日渐强烈，但我国尚未形成系统科学的管道废弃处理技术体系和标准规范。通过对对废弃管道安全环保处置方式、环境影响评价、废弃处置技术等分析表明:采用一般原则与比较评价方法相结合的方式能够保障管道废弃方式的合理选择;环境社会经济影响评价应作为废弃处置方案制定的重要内容，为分析废弃工程活动影响和制定科学缓解措施提供支持;管道残留物的彻底清理是确保废弃管道安全环保的重要技术手段，通过采用常规清管扫线，甚至组合清洗的技术手段，完全可以实现管内残留物的高洁净度清理，进而为特殊部位的填充注浆、隔离封堵以及大规模管道的快速安全拆除技术的应用创造条件，多种技术措施的综合应用可实现废弃管道的安全环保处置。

关键词:油气管道；废弃；环境社会经济影响评价；残留物清理；注浆

油气管道的废弃处置是管道全生命周期管理的最后一个重要环节，当管道服役年限达到上限或者继续输送油气的效益远低于输送成本且管道没有其他潜在用途时，废弃是必然的选择。我国自1958年第一条原油管道建设以来，油气管道的发展蒸蒸日上。但是，近些年许多老旧管道事故时有发生，同时随着中国经济的快速发展，管道途经环境发生了巨大变化，一些管道路由区域日渐被生活区覆盖，一旦发生事故，产生的经济损失和社会影响巨大，管道的废弃处理成为日渐突出的问题。目前，国际上还没有针对陆上油气管道废弃的普遍做法。整体而言，北美地区相关研究与实践较多，特别是加拿大和美国。加拿大是目前公布有关陆上油气管道废弃相关资料最为全面的国家，其有关讨论与研究长达30年之久，在油气管道废弃监管、废弃方式选择、废弃过程中必要的处理环节、废弃后的维护以及管道废弃基金设立与管理方面均已形成较完善的做法，但是并未解决全部问题；美国官方机构虽然没有公布与管道废弃相关的系统性资料，但是从有关的标准和管道废弃业务相关的市场运作判断，美国在油气管道废弃方面的实践也很成熟，许多方面与加拿大类似，但是也有其独特的方面，特别是在输气管道的废弃处理方面。与国外相比，我国油气管道废弃的研究、实践相对较少，尚未形成系统科学的管道废弃处理技术体系和标准规范。为此，重点对废弃管道安全环保处置方式、环境影响评价、废弃处置技术等进行分析，从而促进我国管道行业对废弃油气管道安全环保处置的认识，同时加快油气管道废弃处置技术的完善与标准的形成，满足我国油气管道长远发展的需求。

1  废弃方式选择

油气管道的废弃是一个综合性的问题，废弃方式的选择应基于详细的现场评估、管道企业的特殊关注、不同处置技术以及环境因素等确定。典型的废弃方式包括管道拆除和就地废弃两类，其中拆除处置方式能够彻底消除管道未来的安全和环境隐患，但是工程量大、成本较高，适用范围受管道所处地理环境限制，一般占压管道难以拆除；就地废弃处置方式是目前国际上最为广泛采用的方式，一般需要根据管道所处的环境情况采取额外的技术措施消减埋地废弃管道可能引发的安全和环境影响，具有成本适中，对环境的破材、小等特点。对于一些大口径的长输管道，单一的废弃方式并不科学，在实际工程中往往采用拆除与就地废弃相组合的形式。

1.1一般指导原则

针对管道不同部位废弃方式选择的问题，加拿大给出的一般性原则较为受业界认可。其中，管道所处上地类型是确定废弃方式的重要因素。除了少数情况(地上管道与设施、埋深小于1m的管道、经过未来开发规划上地上的管道、防腐层含有污染物的管道)需要拆除管道外，其他上地类型上的管道均可以就地废弃，只是一些特殊地段的管段需要额外的技术处理，如穿越公路、铁路、高速路的就地废弃管道需要注浆加固处理，位于湿地、水体区域的管道需要进行隔离封堵。

1.2基于比较评价方法

某些管道单纯依据上述一般指导原则，难以确定其废弃方式。在这种情况下，可以采用基于比较评价的方法进行废弃方式选择。比较评价是北大西洋和东大西洋海洋环境保护委员会的OSPAR Decision 98/3决议，对海上设施及管道退役不同弃置方式进行比选的规范要求，对于陆上油气管道的废弃方式选择具有借鉴意义。该方法主要通过安全、环境影响、技术可行性、社会影响以及成本5个指标的比较，从而确定最佳废弃方式。

1.2.1主要评价指标

(1)安全风险。该指标评估废弃活动中工作人员的操作安全风险，施工责任方必须将人员的安全风险降低到最低合理可行水平。安全风险评价的核心内容:识别与废弃工作相关的危险因素，评估其风险，并确定风险水平是否可接受。通常采用定量评价技术，评估所有工人的集合风险和个人年度风险，即利用相关的历史事故数据，并基于未来相似工作或活动的统计趋势会重复的假设，确定最近的安全管理实践是否会降低可能的事故率。当事故数据不可获得或数据与废弃活动不相关时，初始事件可通过事故树分析方法来估计。

(2)环境影响。该指标评估不同废弃活动可能引发的环境影响。在工程实施前，通过全面考虑，分析潜在的工程影响，确保工程不会引发或者增强显著的负而累积影响。

(3)技术可行性。该指标是基于业界已有经验和可行的设备条件，主要评估废弃活动中采用的各类技术与设备的可行性。评估过程中需要具体考虑的因素包括设备的可获取性、操作的复杂度、与操作相关的业界实践水平、发生重大故障的可能性以及发生故障时受牵连的因素等。技术可行性必须考虑特定技术的人员安全风险、环境影响及成本因素。

(4)社会影响。该指标主要分析工程活动对当地资源利用、人员健康、基础结构与服务、就业机会以及区域发展的影响。其中，对上地利用的影响尤为重要，应在考虑当地农业活动水平、商业发展规划及对上地使用者安全影响的基础上进行评估，并有针对性地制定缓解措施。在社会影响评价咨询阶段，应尽可能地邀请相关组织和个人的参与，以便突出关注的重点与优先考虑因素。

(5)成本因素。该指标主要评估不同废弃方式的成本代价，与废弃工程的各个方面密切相关，一般基于专家的经验、业界通常状况及公司以往废弃活动的情况进行定量估算。但是，成本因素不易单独作为选择某种废弃方式的决定性因素，除非不同废弃方式的其他比较因素没有重大差异。

1.2.2评价过程

不同废弃方式的比较评价主要基于上述5个主指标的加权分值进行优选。在实际操作过程中，各个主指标下可根据具体的工程特点与公司的特殊关注设置多个子指标。计算不同废弃方式分值的步骤为:①将比较评价的每一个子指标的分值与相应的权重相乘，并将这些加权分值相加得到比较评价对应主指标的分值;②将各主指标的分值加权求和得到某一废弃处置方式的分值;③不同废弃方式的分值经过验证和讨论，比较确定最优的选项。5个主指标的权重分配可采用层次分析方法确定，并经专家讨论验证，确保权重分配与质量健康环保管理规定、公司的未来目标相一致，而各子指标的权重则平均分配。

2  环境社会经济影响评价

环境社会经济影响评价是科学制定管道废弃方案的必要部分，是保障废弃管道环保处置的重要措施，一般在方案审批前开始实施，并随废弃工程活动同步执行。

2.1内涵及影响要素

环境社会经济影响评价是对管道废弃过程中预期会发生的影响因素进行识别与评价的过程，其影响因素主要包括以下3大要素:物理要素，是指地理与气候环境、土壤及土壤生产率、水质与水量、大气排放、噪声环境等;生物要素，主要包括鱼类、湿地、植被、野生动物及其栖息地、濒危物种等;社会经济要素，包括职业和资源利用、人员健康、基础结构和服务、就业与经济等。

2.2影响评价

影响评价涉及预测和估计工程直接引发的环境社会经济因素变化，(过去、现在和未来可预见的工程)和人类活动交互作用而引发的影响。以及工程与同一区域的其他工程同时，也要考虑由于事故、故障或者意外事件造成的工程变化。因此，影响评价分为直接影响评价和累积影响评价。

2.2.1直接影响

直接影响指废弃工程直接引发的环境社会经济因素变化，其评价通过工程活动内容与环境、社会、经济状况的对比来实现。评价过程包括:确定时空边界，识别环境、社会、经济因素，评估潜在的环境和社会经济影响，制定技术上和经济上可行的缓解措施，最后预测残留影响与残留影响的显著性水平。

其中，对当前环境、社会、经济状况的描述(也称基线信息)是预测拟定工程影响的必要步骤，基线信息为工程影响评价提供了对比背景。详细的生物、物理、社会、经济状况描述可用于:识别区域中的重要因素、工程和环境的交互作用，预测并确定工程影响的显著性、环境对工程的影响，制定合适的缓解措施与监测计划。

缓解措施应结合政府机构、行业组织的指导以及环境评估组的专业判断进行制定。缓解措施执行后，影响评价的后续步骤是确定是否存在残留影响。对于某些环境、社会、经济因素，缓解措施能够消除其残留影响，而有的因素，缓解措施仅能减少其影响，无法消除。

影响的显著性评价主要分析影响是否是负而的、负而影响是否显著以及显著的负而影响是否可能发生。在评估工程负而影响时，影响发生的强度、持续时间、频率、地理范围、可逆性、永久度以及可能性是重要的评判指标。评判指标可以基于标准或者其他己经建立和接受的生态阈值量设定，在缺乏参照或监管指导的情况下，可在文献研究成果的基础上定性确定。

2.2.2累积影响

累积影响指工程活动的残留影响与其他不相关工程影响的相互作用而产生的潜在影响，包括由于过去、现在和未来工程活动的原因在某一区域内或者系统引发的累积空间和时间变化。通常，累积影响评价采用与直接影响评价一样的方法。但是，累积影响评价也具有与直接影响评价不同之处:累积影响包括更大的地理研究区域或者更长的时间跨度，其缓解措施可能包括更大规模的计划措施；累积影响的显著性评估必须集中在与拟定工程结合起来考虑的所有物理设施和活动可能引发的总的累积影响上，必须清楚地解释显著性的定义，并考虑当地的政策和管理目标。

3  废弃处置技术

管道的废弃处置应遵循安全环保的原则，其中科学有效的技术手段是实现这一目标的重要保障。在管道的废弃过程中，涉及的主要技术包括管道内残留物的清理、管道注浆、隔离封堵以及拆除等。

3.1残留物清理

管道内残留物清理是管道废弃的重要环节，一般只有在残留物清理完成后，才能实施具体的就地废弃或者拆除活动。整体而言，天然气管道和成品油管道的残留物容易清理，一般通过氮气吹扫或者用泡沫清管器清理的方式，即可将管道内的天然气、积液或成品油清理干净。原油管道则较为困难，通常需用足够多的刮削清管器移除管内的固体或残油，必要时在2个刮削清管器之间放置溶剂类的碳氢化合物(柴油或浓缩液)，辅助清理管道内残留物，反复多次清理，直到清管器接收筒无法检测到固体。当管道污染物水平高或者清理的清洁度指标要求高时，若上述方法无法满足要求，可采用在清管器之间加入专业清洗剂的组合清洗方法。

随着环保意识增强，许多国家对管道处理后的残留油含量均有明确规定，如泰国、拉脱维亚、巴西要求清洗后油的含量分别小于15mg/L, 30mg/L,20mg/L。在这种高洁净度的监管要求下，清管器与化学剂相结合的组合清洗技术是理想的选择。该技术已经在国外管道废弃、封存工程和国内陆上管道油改气工程、海洋管道登陆段的置换清洗工程中成功应用，其工艺发展较为成熟，非常适合管道的就地废弃处置，能够将管道内残留介质彻底清洗干净，从而避免废弃管道未来发生安全和环境事故的风险，同时也便于今后的拆除作业。

3.2管道注浆

对于就地废弃的管道而言，最可能发生安全问题的管段是穿越道路、铁路、高速公路、河流等部位。由于就地废弃的管道会随着时间推移而发生腐蚀，并最终坍塌，从而影响与其相交的道路、铁路及高速公路等公共设施的安全;在河流穿越位置，管道由于水流对河岸的侵蚀、河道的冲刷以及其他侵蚀作用而暴露在水体中，甚至漂到水而上，从而对水域上的第三方活动造成影响。

针对上述问题，通常采用管道注浆的方式进行加固处理。可行的注浆材料包括水泥、粉煤灰、粘上及聚氨酯泡沫，实际工程应用中应根据管道周围地质条件确定合适的材料，而纯压力注浆是最为常用的注浆方法。中国石油管道公司曾采用配比一定量缓凝剂、减水剂及悬浮剂的水泥浆，对外径406mm的原油管道进行纯压力注浆实验，最终一次性实现了长度1km,管容填充超过95%的目标。然而，纯压力注浆单纯依靠泵压将浆液注入管道，注浆时需要在管道合适的部位(依据具体的施工工艺确定)设置排气孔，实践表明仅适合短距离(一次注浆距离1～2km)、小口径(外径小于600mm)管道的注浆，对于占压距离长或长距离穿越环境敏感带的管道注浆具有一定的局限性。目前，国际上针对长距离、大口径埋地管道的注浆尚无工程应用先例。针对这一需求，中国石油管道科技研究中心结合后张预应力混凝上结构施工中的真空辅助灌浆技术和长输天然气管道的真空干燥技术，提出长输管道的真空辅助压力注浆方法，解决大口径管道长距离注浆的难题。该方法在管道接近真空的状态下，通过对浆液的“推拉”作用(即在管道一端用泵将浆液压入管道的同时在另一端实施抽真空作业)，实现废弃管道的高效、长距离、高充盈度注浆。由于管道在接近真空状况下注浆，不仅减小了浆液流动的阻力，而目_避免了长距离注浆时在管道中间设置排气孔的需要。

3.3隔离封堵

就地废弃的穿越水体的管道，最终会因腐蚀穿孔而导致水流的渗入，并沿管道流到其他区域，形成局部沼泽、泥潭、湿地等，从而破坏原有的生态平衡。为了避免导流现象的发生，必须对管道进行隔离封堵，通常采用焊接盲板或管塞的方式。其中，隔离位置的选择须考虑可操作性和对土壤造成的影响，通常设置于管道与水体交界处。若采用管塞封堵方式，则管塞必须牢固地附着在管体上，目_具有防水、不渗透、耐腐蚀性能，合适的材质包括水泥、聚氨酯泡沫体。

3.4拆除

废弃管道的拆除是管道建设的逆过程，其与管道建设的许多环节相同，施工技术和设备均可以借鉴，如管沟的开挖回填、管段的吊装运输等。但是，废弃管道的拆除仍有自身的独特之处:①废弃管道往往运行多年，结构强度比新建管道低，给管道的起吊、切割带来一定影响;②废弃管道所在地理环境可能发生了巨大变化，不能像建设施工那样开辟施工场地，相关作业难度增加；③管内残留物清洗洁净度对拆除作业具有较大影响，如果残留物清理不干净，挥发的油气极易发生爆炸，因而切割作业需要的安全防护措施比建设时期更加严格；④缺乏废弃管道大规模拆除的工程实践，对拆除施工可能存在的危险、有害因素以及缓解措施认识不够。可见，废弃管道的拆除是一项不完全等同于新管道逆向施工的工程。

当大规模拆除管道时，高效的切割尤为重要。管道切割的技术按采用的能量形式可分为基于应变能、热能及化学能3类。对于管内油气清洗干净的管道，可直接采用基于热能的氧气弧、等离子弧等手段直接切割；对于内部残留油气较多的管道，为了确保安全，宜采用链条式切管机或水刀切割;对于内部残留少量油气的管道，为了提高切割效率，宜采用聚能爆破方法。为了便于运输，切割后的管段长度宜小于12m。

在管道的回收过程中，除了采用全部开挖、分段切割的方式外，国外采用的局部开挖抽管法值得借鉴，即只开挖管段的两端，并在其中一端通过拉力将整个管段抽出来；当移除含石棉涂层的管道时，应通过喷水雾的方式保持切割工作区域湿润，同时操作员应佩戴呼吸面具，避免切割时石棉破裂，漂浮进入空气，进而被操作员吸入呼吸道，影响其身体健康;在运输管道过程中，应对管道两端进行包装，防止有害物质洒落。

4  结论

废弃管道的合理处置是管道生命周期结束后的必要阶段，其重点是实现处置过程和结果的安全与环保。其中，废弃方式的科学选择、废弃处置技术的合理应用以及废弃处置行为可能引发的环境社会经济影响的合理评价是重要的保障措施，将三者综合应用是实现废弃管道安全环保处置的关键:

(1)多数管段的废弃方式均可依据废弃方式选择的一般原则来确定，在特殊情况下，可采用比较评价的方法进行废弃方式的最佳选择;

(2)环境社会经济影响评价为分析废弃工程活动的影响和制定科学缓解措施提供支持，重点应考虑工程本身的直接影响评价以及与其他工程交互作用的累积影响评价;

(3)输送天然气和成品油管道的残留物清理一般可通过氮气吹扫或泡沫清管器清理完成，原油管道的残留物清理宜采用清管器与专业清洗剂的组合清洗方式实现彻底清理;

(4)管道注浆可根据管道所处环境选用水泥、粉煤灰、粘上、聚氨酯泡沫等材料，并依据注浆长度需要选择纯压力注浆或真空辅助压力注浆技术;

(5)管道隔离封堵可以采用焊接盲板和应用管塞的方式;

(6)废弃管道的拆除应根据管内残留的状况确定可行的技术手段，管内残留物清洗洁净度要求较高时，宜采用火焰切割的方式，拆除过程中应注意对特殊涂层的处理和管段运输过程中的环境保护。