西成客專與蘭成渝輸油管道的干擾優(yōu)化設(shè)計

王利鋒

鐵路選線設(shè)計中,不可避免的會與既有油氣管道發(fā)生交叉或并行干擾,為了適應石油、天然氣工業(yè)與鐵路建設(shè)事業(yè)的正常發(fā)展,需合理處理好石油、天然氣管道與鐵路之間的關(guān)系,以確保油、氣管道與鐵路正常運營安全。綜合考慮到線路技術(shù)要求以及工程投資等因素,在一般情況下,對干擾段的油氣管線進行遷改,以滿足鐵路建設(shè)需求,但是對于長大輸油氣管道的遷改,會嚴重影響區(qū)域性油氣運輸,會對下游用戶的正常生產(chǎn)造成較大的經(jīng)濟損失,遷改工程較大,不僅增加了鐵路建設(shè)工程投資,而且影響鐵路工程建設(shè)工期。

西成客專廣元至江油段與既有中國石油管道公司蘭成渝輸油分公司(以下簡稱“蘭成渝”)的輸油管道走向基本一致,蘭成渝是中國石油天然氣股份有限公司的地區(qū)分公司中國石油管道公司的 15個輸油(氣)分公司之一,蘭成渝成品油管道起始于甘肅省蘭州市,沿途經(jīng)過甘肅省、陜西省、四川省、重慶市三省一市,是連接西北與西南地區(qū)的“能源生命線”,是西南地區(qū)重要的輸油干線[1]。設(shè)計鐵路與輸油管道有多處交叉或平行,若對干擾段的管道全部遷改,遷改工程投資巨大。因此合理處理西成客專與蘭成渝輸油管道的干擾是擺在西成客專設(shè)計中的一個重要課題。

1 西成客專與蘭成渝輸油管道的干擾情況

西成客專與輸油管道的干擾主要表現(xiàn)在以下兩個情況。

1.1 干擾輸油管道正常生產(chǎn)

設(shè)計鐵路用地界占壓既有管道,對管道的正常維護作業(yè)帶來不便,見圖 1。

1.2 影響管道安全運營

主要表現(xiàn)在以下兩種情況:

1)雜散電流腐蝕管道。電氣化鐵路高壓接觸網(wǎng)及其系統(tǒng),通過阻抗、感抗、容抗耦合而對相鄰的埋地管道造成干擾,使輸油管道中產(chǎn)生雜散電流,從而導致雜散電流從管道流出部位發(fā)生電解敷設(shè),長久以往,管道會生銹,嚴重時候,管道會破損,造成危害(見圖 2)。

2)防火安全規(guī)范要求。為保證鐵路以及管道的正常、安全運營,國家建設(shè)部、鐵路部、石油部等部門相繼頒布了一系列法、令(條例)、規(guī)章、規(guī)范等,規(guī)定了鐵路線路與管道并行距離、交叉角度、凈空等相關(guān)要求?，F(xiàn)行法、令(條例)、規(guī)章、規(guī)范主要有:中華人民共和國國務院令(第 313號)《石油天然氣管道保護條例》、中華人民共和國國務院令(第 430號)《鐵路運輸安全保護條例》、中華人民共和國主席令(第三十號)《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》《原油、天然氣長輸管道與鐵路相互關(guān)系的若干規(guī)定》[87]油建字 505號/鐵基[1987]780號、GB 50183-2004石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范等規(guī)范。

2 降低西成客專與蘭成渝輸油管道干擾的工程措施

降低設(shè)計鐵路與輸油管道干擾的工程措施一般分為以下三種方式。

2.1 遷改管道

對不符合與鐵路安全距離以及影響鐵路施工的輸油管道進行遷改,以滿足鐵路安全建設(shè)以及日后正常運營要求。圖 3為西成客專DK××+×××處設(shè)計橋墩與輸油管道發(fā)生交叉,而設(shè)計橋梁段的前后均受市政道路控制,不易調(diào)整橋墩孔跨,擬遷改輸油管道如圖 3所示,避開設(shè)計橋墩。

這種處理措施是最常用的方法,該方法的優(yōu)點在于:降低了鐵路設(shè)計干擾因素、簡單易行。但由于蘭成渝輸油管道是西南地區(qū)輸油干線,遷改管道會嚴重影響西南地區(qū)油品運營生產(chǎn),遷改管道會造成較大的經(jīng)濟損失,遷改工程費用也較高。

2.2 改移鐵路

對于鐵路與管道干擾區(qū),直接改線,避開管道。這種方式常在鐵路前期選線階段使用。但因鐵路設(shè)計需綜合考慮政治戰(zhàn)略、經(jīng)濟效益、路網(wǎng)規(guī)劃、客貨運輸?shù)刃枨?、設(shè)計線路技術(shù)要求等因素,線路改移、繞行不僅會增加工程投資,而且可能會導致鐵路選線方案的不成立,因此該方法具有很大的局限性。

2.3 優(yōu)化設(shè)計

以上兩種方案均具有一定的局限性,綜合考慮橋涵設(shè)計、路基設(shè)計、油氣管線輸送等多專業(yè)的技術(shù)特點,采用優(yōu)化設(shè)計,合理處理了鐵路與管道的交叉、并行相互關(guān)系,降低了遷改工程投資,促進了鐵路順利建設(shè)。在西成客專設(shè)計中采用了優(yōu)化設(shè)計,大大降低了工程投資。

1)采用路改橋方式,減小鐵路用地界。鐵路設(shè)計用地界呈帶狀結(jié)構(gòu),用地界的范圍主要受地形、線路特點的影響,對于高路基區(qū)段,鐵路用地界范圍較大,對于該地段,可通過適當調(diào)整線路坡度或采用路改橋方式,減少鐵路用地界范圍,滿足管道正常生產(chǎn)需求。圖 4中的方案圖是圖 1中將設(shè)計鐵路由地面鋪設(shè)改為橋架的方式。

2)采用門式墩,滿足管道的正常生產(chǎn)。西成客專有多處鐵路設(shè)計橋梁與既有油氣管道交叉角度較小,使得設(shè)計橋墩距離輸油管道太近,影響鐵路安全施工,也影響管道日常維護作業(yè),有的橋墩甚至占壓輸油管道。經(jīng)研究,在干擾處的橋梁局部采用門式橋墩,跨過管道,為輸油管道形成正常的維修通道。

3)遷改小管道,避開輸油管道。鐵路穿越管道布置密集區(qū),管道遷改量比較大,需根據(jù)遷改工程投資以及效益,去本保本,遷改小管道,避開大管道。

4)采用靜電防腐技術(shù)。設(shè)計鐵路與輸油管道干擾段,采用防腐方法,降低電氣化鐵路對輸油管道的靜電腐蝕,目前對埋地鋼管采用的防腐技術(shù)主要有:絕緣層防腐法、電保護防腐法、犧牲陽極保護法、外加電源陰極保護法、強制排流保護法等方式,對于設(shè)計鐵路靜電干擾既有輸油管道處理措施一般可采用犧牲陽極保護法、強制排流保護法兩種方式。

3 結(jié)語

通過優(yōu)化設(shè)計西成客專,降低了與蘭成渝輸油管道干擾,成功避讓了 12處既有管道,節(jié)約了工程投資約 1.68億元,降低遷改工程投資、提高了設(shè)計質(zhì)量。

[1] http://www.hbsa.gov.cn/zh/html/article/dy/080624.htm.