長輸管道并行敷設間距標準化與應用策略

周壘

摘要：多條長輸管道并行敷設在油氣管道建設中日益常見，與單管敷設相比，并行敷設有縮減施工作業(yè)帶和工期、降低工程投資、減少植被破壞和水土流失、便于管道運行與管理等特點，但較近的管道距離也會產生很多不利的影響，如管道失效、加大施工及維修搶修難度等。所以確定合理的并行間距，對管道建設與安全運行十分重要。

關鍵詞：管道建設；長輸管道；并行敷設；管道間距

在油氣管道建設中，多條管道在同一管廊中并行敷設的情況日益增多，這是地形、地質、城市規(guī)劃等多種因素共同作用的結果。并行敷設和單管敷設相比，有明顯的優(yōu)缺點。如何確定并行敷設的合理間距，是并行敷設的重要研究課題。本文重點分析了幾種影響管道并行間距的因素，并提出了各種條件下管道并行敷設的建議合理間距。

1法律法規(guī)及標準規(guī)范的要求

1.1中美相關法律要求

中國：2010年10月1日起施行的《石油天然氣管道保護法》第三十條第二款規(guī)定：在管道線路中心線兩側各五米地域范圍內，禁止取土、采石、用火、堆放重物、排放腐蝕性物質、使用機械工具進行挖掘施工。美國：美國聯(lián)邦法規(guī)49 CFR 192章《管道安全法天然氣部分》第192.325條規(guī)定：安裝于地下的所有管道的管子外側與任何其他地下結構之間的間距必須至少達到12 in（305 mm）。

1.2 中美規(guī)范標準要求

中國：GB/T21447.2008《鋼質管道外腐蝕控制規(guī)范》中6.1.6規(guī)定：聯(lián)合保護的管道可同溝敷設；非聯(lián)合保護的平行管道，應防止干擾腐蝕。GB50253—2014《輸油管道工程設計規(guī)范》中4.1.5條規(guī)定：“管道線路與已建管道路由走向大致相同時，宜利用己建管道走廊并行敷設”。第4.1.8條規(guī)定：“輸油管道與已建管道并行敷設時，土方地區(qū)管道間距不宜小于6 m，如受制于地形或其他條件限制不能保持6 m間距時，應對己建管道采取保護措施”。第4.1.9條規(guī)定：“同期建設的油氣管道，受地形限制時局部地段可采用同溝敷設，管道同溝敷設時其最小凈間距不應小于0.5 m”。美國：ASME B31.8-2007《輸氣和配氣管道系統(tǒng)》第841.143（a）條規(guī)定：任何埋地管線與任何不用于同該管線相接的其他地下構筑物之間，若有可能，至少有6 in（152 mm）的間距。

2 工程實例

某管道全線采用雙管并行敷設，依據《干線管道設計規(guī)范》的規(guī)定，在非農業(yè)用地上或不適宜于農業(yè)的土地上并行敷設間距為16 m，在農業(yè)用地并行敷設間距為30 m。某管道：為國內首次采用天然氣、原油、成品油三種介質同時施工，長距離并行同溝敷設的管道工程。原油與天然氣管道同溝凈間距為1.5 m，并行凈間距為6 Ill，局部地段為10 m，原油管道與成品油管道同溝段管道凈間距1.2 m。

3 影響并行管道間距的因素

3.1 管道沿線環(huán)境因素

主要有自然環(huán)境和人文環(huán)境兩種：1）長輸管道為線性工程，長距離敷設，沿線勢必經過復雜地形條件、地質災害發(fā)育、礦產資源豐富、風景區(qū)、名勝古跡區(qū)等眾多制約線路路由的區(qū)域；2）平坦地帶基本己被城鎮(zhèn)化或成為規(guī)劃區(qū)，在狹窄通道內管道將與公路、鐵路、電力線路等線性工程頻繁交叉，此類影響因素稱為社會人文環(huán)境因素。

3.2 管道失效對相鄰管道的影響

3.2.1 輸氣管道失效

當油氣管道并行敷設時，由于液體具有不可壓縮性，輸油管道失效后形成的破壞力遠低于輸氣管道，因此通常以輸氣管道的參數決定并行間距。輸氣管道在失效泄漏后產生的主要危害形式為噴射火、火球、蒸汽云爆炸。噴射火與火球對鄰近并行管道影響形式為熱輻射，蒸汽云爆炸對鄰近并行管道的影響形式為沖擊波。（1）沖擊波影響。輸氣管道由于失效發(fā)生劇烈爆炸，爆炸后沖擊力通過周邊土壤傳遞為地面壓力，從而導致相鄰的并行管道發(fā)生徑向失穩(wěn)破壞。（2）熱輻射。當輸氣管道發(fā)生失效造成破裂（同時燃燒）后，破裂后形成的沖擊力致使管道周圍的回填土揭露，同時造成相鄰管道失去覆蓋物，相鄰管道受到強烈的熱輻射影響后發(fā)生受損。

3.2.2 彈坑效應

輸氣管道發(fā)生破裂會在爆炸點形成“彈坑”，其尺寸主要與輸氣管道管徑、泄孔孔徑、壓力、管道回填土壓實密度以及回填土的厚度及類型有關，當并行管道位于所形成的彈坑尺寸以外時（并行管道凈距大于管道失效影響范圍），相鄰管道基本上不受失效管道的沖擊波與熱輻射影響。因此，并行管道的安全間距主要基于輸氣管道的彈坑尺寸決定。

3.3 輸油管道的溫降

我國的輸油管道分為熱輸送（黏稠原油）、常溫輸送（成品油、天然氣等）和低溫輸送（LNG）三類。并行管道間距較近時會使管道與土壤形成的溫度場發(fā)生變化，從而影響管道的熱力特性。根據相關研究，油氣管道并行敷設時各種溫度變化情況如下：（1）熱油管道和輸氣管道低溫段并行敷設時，在凈距為1.0 m、1.5 m及3.0 m時，熱油管道最大溫降分別不超過1.6℃、1.1℃與0.4℃，輸氣管道最大溫升不超過11.2℃、8.2℃及3.8℃。

（2）冷油管道和輸氣管道高溫段并行敷設時，在凈距為1.0 m、1.5 m及3.0 m時，冷油管道最大溫升分別不超過5.8℃、4.2℃與1.9℃，輸氣管道最大溫降不超過2.4℃、1.2℃及0.1℃。（3）熱油管道和輸氣管道高溫段并行敷設時，在凈距為1.0 m、1.5 m及3.0 m時，熱油管道最大溫升分別不超過4.4。C、3.5℃與1.8℃，輸氣管道最大溫升不超過10.1℃、7.5℃及3.6℃。當管道并行敷設凈間距超過1.0 m以上時，熱輸送管道影響較小。

3.4 管道施工及維修搶修作業(yè)

3.4.1 工對管道間距的要求

3.4.1.1 同期建設管道間距要求

通過對油氣管道施工中的調查得到以下結果：（1）若管道并行間距大于10 m，同期開挖管溝、下溝回填等作業(yè)，對施工組織沒有影響；（2）當并行間距為6—10 m時，管溝開挖后，剩余寬度只有2.6 m，設備無法通行。通過相應的施工組織措施，可以降低施工影響。

3.4.1.2 不同期建設管道間距要求

對不同期建設的并行管道，按照我國《石油天然氣管道保護法》的要求，并行間距應大于5m，在石方地段由于管溝爆破可能對運行管道有影響，需保持20 m以上間距。

3.4.2 維修搶修對管道間距的要求

管道在運行期間，如受外部干擾、腐蝕或其他原因導致管道破裂或穿孔，需預留一定的空間進行帶壓封堵作業(yè)，按SY/T6150.1-2011《鋼制管道封堵技術規(guī)程第l部分：塞式、筒式封堵》中4.12.1規(guī)定：坑底最小寬度=管道外徑+作業(yè)坑底寬度常規(guī)值（通常取2.6～3.2 m），并行管道最小間距應為1.3 m即可滿足作業(yè)要求。

4 并行敷設管道的推薦間距

結合輸氣管道破裂、輸油管道溫降、施工及維修搶修等影響管道并行間距的因素，可得出并行敷設管道的推薦間距。

（1）對于同期建設的一般地段，管道并行間距宜大于6 m，如條件允許，以10 m并行間距為最佳；（2）對于劈山、陡坡、窄脊或其他原因必須縮減管道間距的地段，推薦管道凈間距大于1.2m，施工時可采取同溝敷設，但必須采取相應的安全防護措施。（3）不同期建設的管道，推薦一般地段并行間距需大于5 m，石方地段并行間距不宜小于20 m。

參考文獻：

[1] 王萌， 李倩， 池坤，等. 油氣管道并行敷設合理間距分析[J]. 石油和化工設備， 2015， 18（11）：62-65.

[2] 劉偉. 輸油管道并行敷設間距設計分析與探討[J]. 化工管理， 2016（8）：60-60.