論石化項(xiàng)目中長(zhǎng)距離管道輸送設(shè)計(jì)

陳蓉(中國(guó)五環(huán)工程有限公司, 湖北 武漢 430223)

1 管道敷設(shè)方式

在長(zhǎng)距離管道設(shè)計(jì)中，首先需要明確管道輸送方式,然后再進(jìn)行輸送線路的規(guī)劃。輸送方式分為直埋敷設(shè)和架空敷設(shè)，應(yīng)根據(jù)水文、地質(zhì)和地形等條件按技術(shù)可能、經(jīng)濟(jì)合理、保證安全的原則來(lái)確定。

(1)地下敷設(shè) 一般情況下應(yīng)優(yōu)先選擇地下敷設(shè)。主要敷設(shè)要求如下(此處不全部列出)：

①線路彎頭采用R=6D的煨制彎管，冷彎管采用R=40D的彎管，彎管壁厚減薄量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)壓力下所要求的最小管壁厚的要求。

②管道采用溝埋敷設(shè)，石方段管道管頂覆土深度不小于0.8m，土方段管道管頂覆土深度不小于1.0m。此外，管道的埋深還應(yīng)滿足管道穩(wěn)定性要求。

③管道平面的彈性敷設(shè)應(yīng)采用不小于1000D曲率半徑。豎面的彈性敷設(shè)曲率半徑應(yīng)滿足自重條件下彈性敷設(shè)的要求，同時(shí)滿足管道強(qiáng)度的要求。

④在場(chǎng)地條件許可的情況下，對(duì)平坦地段，在豎面上應(yīng)優(yōu)先采用彈性敷設(shè)，但對(duì)于山區(qū)及石方段，不采用彈性敷設(shè)，優(yōu)先采用現(xiàn)場(chǎng)冷彎管。

⑤線路中嚴(yán)禁使用蝦米彎頭和折皺彎頭，熱煨彎頭兩端各帶至少0.5米長(zhǎng)直管段。管道敷設(shè)過(guò)程中，禁止管道平面和豎面同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)角。

⑥河流大型穿跨越的兩端及管道沿線適當(dāng)位置應(yīng)根據(jù)規(guī)范的要求設(shè)置事故截?cái)嚅y、并設(shè)閥室。

⑦在線路沿線要求設(shè)置里程樁、標(biāo)志樁、測(cè)試樁、警示牌等，測(cè)試樁與里程樁合并。

⑧對(duì)于大坡度的山坡，應(yīng)設(shè)截水墻、截水溝等確保管道的穩(wěn)定，保持回填土穩(wěn)定的措施。

(2)架空敷設(shè) 當(dāng)受條件限制時(shí)或根據(jù)具體情況，有時(shí)也選擇地上架空方式。比如在兩個(gè)廠距離裝置區(qū)之間輸送的管道數(shù)量較多時(shí)，管道應(yīng)采用地上架空敷設(shè)。架空敷設(shè)注意以下要求：

①?gòu)S外長(zhǎng)距離輸送的架空管架柱結(jié)構(gòu)不宜采用鋼結(jié)構(gòu)。可采用混凝土柱子和主梁其余鋼結(jié)構(gòu)的管架形式。

②管道跨越人行通道、公路、鐵路和電氣化鐵路時(shí),其凈空高度應(yīng)按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

③管道架空敷設(shè)采取補(bǔ)償管道縱向變形的措施；熱力管道可按常規(guī)設(shè)計(jì)設(shè)置熱補(bǔ)償，常溫管道在輸送的直線距離較長(zhǎng)時(shí)也需要適當(dāng)設(shè)置熱補(bǔ)償。

④地上管道沿山坡敷設(shè)時(shí)，應(yīng)采取防止管道下滑的措施。

⑤對(duì)于需要保溫的管道應(yīng)考慮保溫措施。

2 線路選擇和線路優(yōu)化

在確定輸送方式后，接下來(lái)是進(jìn)行選線工作。選線工作是長(zhǎng)距離管道輸送設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)工作，線路的走向、長(zhǎng)短和經(jīng)過(guò)的難易程度，直接影響管道工程的投資、運(yùn)營(yíng)成本、輸送的安全及維護(hù)等。選線同時(shí)又是一項(xiàng)政策性很強(qiáng)的工作，需要結(jié)合當(dāng)?shù)卣ㄔO(shè)部門(mén)等相關(guān)單位的政策和具體要求。

(1)線路選擇的基本原則 首先，線路選擇過(guò)程中對(duì)地質(zhì)災(zāi)害、活動(dòng)斷裂帶等對(duì)管道安全影響較大的不良地質(zhì)應(yīng)進(jìn)行避讓?zhuān)瑢?duì)于受地形、規(guī)劃等原因無(wú)法避讓或與管道距離較近的地段，應(yīng)在詳細(xì)勘察的基礎(chǔ)上科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)方案并采取相應(yīng)的處理措施，以保證管道的安全。

①選線應(yīng)盡量選擇平原和緩和地帶敷設(shè)，避開(kāi)陡坡、陡坎和陡崖段；

②管道走向應(yīng)盡量順直，減小坡度，縮短管道長(zhǎng)度；

③應(yīng)盡量減少線路同天然和人工障礙物的交叉；

④在走向基本合理的條件下，線路應(yīng)可能沿著已有公路和其他交通方便的地段敷設(shè)。

(2)線路優(yōu)化 在確定大的線路方案后，需對(duì)線路沿線附近的地上、地下建構(gòu)筑物等一切設(shè)施進(jìn)行詳細(xì)排查及可行性分析，盡可能多搜集周邊資料，對(duì)于受地形、規(guī)劃等原因無(wú)法避讓或與管道距離較近的地段，應(yīng)在詳細(xì)勘察的基礎(chǔ)上科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)方案，并采取相應(yīng)的處理措施，以保證管道的安全和施工作業(yè)帶沿線設(shè)施安全，同時(shí)注意避免后期可能會(huì)出現(xiàn)不符合規(guī)范或不滿足安全距離的情況。

下面將結(jié)合作者在石化工程中的架空輸送的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)重點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化分析。

①符合征地紅線范圍 在管架布置方案確定后，業(yè)主須和項(xiàng)目建設(shè)的相關(guān)單位進(jìn)行核實(shí)確認(rèn)是否符合要求，在項(xiàng)目中經(jīng)常遇到所設(shè)計(jì)的某段管架占地超出本項(xiàng)目或周邊其他規(guī)劃項(xiàng)目征地紅線范圍的情況，若設(shè)計(jì)確實(shí)存在難點(diǎn)和特殊要求，可以讓業(yè)主和相關(guān)單位盡量去溝通協(xié)商，若最終仍無(wú)法解決，只能通過(guò)調(diào)整管架位置，或者通過(guò)減少寬度增加層數(shù)來(lái)解決這類(lèi)情況。

②管架與已建成或已規(guī)劃的公路(道路)、鐵路安全距離要求 a.管道平行于公路時(shí)敷設(shè)時(shí) 在輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50235-2003)中，埋地輸油管道同地面建(構(gòu))筑物的最小間距應(yīng)符合下列規(guī)定：原油、液化石油氣、C5及C5以上成品油管道與高速公路、一二級(jí)公路平行敷設(shè)時(shí)，其管道中心距公路用地范圍邊界不宜小于l0m，三級(jí)及以下公路不宜小于5m。(敷設(shè)在地面上的輸油管道同建(構(gòu))筑物的最小距離，應(yīng)按本規(guī)范所規(guī)定的距離增加1倍)。

b.管道平行于鐵路時(shí)敷設(shè)時(shí) 原油、C5及C5以上成品油管道與鐵路平行敷設(shè)時(shí)，管道應(yīng)敷設(shè)在距離鐵路用地范圍邊線3m以外。液態(tài)液化石油氣管道與鐵路平行敷設(shè)時(shí)，管道中心線與國(guó)家鐵路干線、支線(單線)中心線之間的距離分別不應(yīng)小于25m、l0m。

c.管道跨越道路、鐵路時(shí) 管道跨越道路時(shí)，管架的柱中心位置距道路邊緣不宜小于1.5米。管道架空敷設(shè)高度應(yīng)符合表1規(guī)定：

表1 管道架空敷設(shè)最小凈空高度表

管道跨越道路時(shí)，在管道上用紅色醒目大字標(biāo)注限高數(shù)字。

如表1所示，管道及桁架跨越主要道路的凈空高度不應(yīng)小于5.5米，跨越鐵路的凈空高度不應(yīng)小于5.5m；在設(shè)計(jì)中還需要注意，道路所屬的規(guī)劃部門(mén)對(duì)管道跨路凈空是否有特殊要求，此問(wèn)題需業(yè)主出面溝通并發(fā)正式函后，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以要求更高的來(lái)執(zhí)行。

另外注意，在跨越鐵路或道路的可燃?xì)怏w、液化烴和可燃液體管道上不應(yīng)設(shè)置閥門(mén)及易發(fā)生泄漏的管道附件。

③管道與工廠、企業(yè)等建(構(gòu))筑物安全距離要求 原油、C5及C5以上成品油管道同軍工廠、軍事設(shè)施、易燃易爆倉(cāng)庫(kù)、國(guó)家重點(diǎn)文物保護(hù)單位的最小距離，應(yīng)同有關(guān)部門(mén)協(xié)商解決。但液態(tài)液化石油氣管道與上述設(shè)施的距離不得小于200m。

④管道與已建高壓線及擬建高壓線的安全距離要求 首先管架柱定位需避開(kāi)高壓線線桿位置，其次注意管道與高壓線之間有一定的安全間距要求。不同類(lèi)別的管道與不同電壓等級(jí)的高壓線之間要求不同，管道與高壓線之間的相對(duì)位置又分為平行敷設(shè)和交叉敷設(shè)兩種。架空管道與高壓線之間的具體距離要求應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《66kV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50061)及國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《110～500kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL／T5092)的規(guī)定。埋地液態(tài)液化石油氣管道，其距離不應(yīng)小于上述標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定外，且不應(yīng)小于l0m。

例如，管道與3～10KV高壓線之間的安全距離要求為：

最小垂直距離：特殊管道——3m；一般管道——2m

最小水平距離：特殊管道——最高桿塔高；一般管道——2m

特殊管道是指架設(shè)在地面上輸送易燃、易爆物的管道，在實(shí)際工程中經(jīng)常會(huì)涉及到的如天然氣、液化石油氣、液氨等管道。

⑤管道與河流、橋梁、圍墻、擋土墻等安全距離要求 像管道跨越河流、橋梁，管道布置在圍墻、擋土墻附近等這類(lèi)實(shí)際可能存在但在規(guī)范中并沒(méi)有做出明確要求的，可結(jié)合業(yè)主或當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門(mén)的意見(jiàn)來(lái)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，另外在設(shè)計(jì)前詢問(wèn)結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)人員的意見(jiàn)。

⑥管道與地下管道，地下電纜等安全距離要求 a.架空管道需要注意管架柱基礎(chǔ)與地下管道和地下電纜等物體的安全距離問(wèn)題，若存在空間緊張的部分段可考慮將柱基礎(chǔ)深埋至水管等物體以下。b.埋地管道與其他埋地管道或金屬構(gòu)筑物交叉時(shí)，其垂直凈距不應(yīng)小于0.3m；c.埋地管道與其他線纜交叉時(shí)，其垂直凈距不應(yīng)小于0.5m。d.管道與光纜同溝敷設(shè)時(shí)，其最小凈距(指兩斷面垂直投影的凈距)不應(yīng)小于0.3m。

管道穿越地下隱蔽工程，應(yīng)采用人工開(kāi)挖，由結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)和施工單位提出具體施工方案，并對(duì)其采取必要的保護(hù)措施，不得損壞被穿越的這些設(shè)施。

3 結(jié)語(yǔ)

文章借鑒國(guó)內(nèi)有關(guān)工程的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合作者自身所做工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題，對(duì)長(zhǎng)距離管道輸送的設(shè)計(jì)原則和需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題進(jìn)行了分析匯總。希望這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)槿蘸筮M(jìn)行相關(guān)工程的設(shè)計(jì)人員提供參考。

[1]輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50235-2003).

[2]鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范(TB10063-2007).

[3]110～500kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程(DLT5092-1999).

[4]66KV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50061-1997).