城市天然氣管道泄露危害及預防措施

張俊卿

摘? 要：隨著城鎮(zhèn)化水平的提高，市政設施不斷完善，地下燃氣管道長度也在高速增長，而不完善、不規(guī)范的城市地下管線建設與管理與城市建設較高的總體水平存在差距。該文通過對地下天然氣管道事故發(fā)生的危害進行分析和整理，結合筆者十幾年來的地下管道施工的現場經驗，詳細分析了直埋式和非開挖式天然氣管道發(fā)生泄漏的主要原因，從政策法規(guī)、規(guī)范標準以及智慧管理等方面提出了基于智慧管網的事故預防的可行性建議，為天然氣管道安全運營提供保障。

關鍵詞：管道事故;預防措施;智慧管道

中圖分類號：TU996? ? ? 文獻標志碼：A

城市地下管線是實現經濟發(fā)展、社會健康及可持續(xù)發(fā)展的重要基礎之一[1]。根據2018年初步統(tǒng)計，城市管道包括城市供水110萬km、排水90萬km、燃氣83萬km、供熱28萬km四類主要城市市政管線長度可能超過311萬km，是2000年管線總長的4.5倍，并以每年約13.17%增長率增加。其中，城市人民生活生產不可或缺的清潔能源—天然氣輸送管道建設尤為突出。天然氣輸送地下管線的安全、平穩(wěn)、高效運行成為城市安全運行的重要基礎[2]。由于諸多因素，天然氣管道的安全運行受到嚴重的制約，也讓人民的生命財產與社會經濟蒙受著無法挽回的重大損失。詳細了解引起城市天然氣管道泄漏事故的危害和成因，科學判斷對城市天然氣管道泄漏事故的發(fā)生的預防手段是天然氣輸送管道安全運營的關鍵。

1 城市天然氣管道泄漏事故所帶來的危害

天然氣就是一種比空氣容易揮發(fā)的無色易燃易爆的有毒氣體。一旦發(fā)生天然氣管道泄漏就會造成諸多危害。1）會影響居民的日常生活：由于天然氣作為城市居民的主要熱源，一旦發(fā)生泄漏對居民的生活勢必會造成影響。2）可能會造成人身傷亡事故：由于天然氣會在空氣中的含量達到10%以上時，會對人體產生傷害，造成呼吸困難、昏迷甚至失去生命。3）可能會造成安全事故：在空氣中，天然氣管道一旦發(fā)生泄漏且濃度達到5%以上并且遇到明火時就會引起爆炸、火災等惡性事件，給人民的生命財產以及社會經濟等都會帶來無法估量的損失。4）關系到國計民生問題：一旦發(fā)生天然氣管道泄漏勢必會影響國計民生部門或者重要線路，對交通、電力等造成中斷，由此間接引發(fā)的社會問題就會凸顯。

2 引起城市天然氣管道泄漏事故的主要成因

引起天然氣管道泄漏的因素很多，有自然方面的不可抗拒因素，也有人為方面的可預防因素。以下內容將按天然氣管道的敷設方式進行歸納總結。

2.1 直埋敷設管道天然氣的泄漏

通常情況下，城市天然氣管道的施工都采用開挖敷管方式。該方式施工管理比較嚴格，工程質量可以控制，且有國家地方各級標準法規(guī)指導規(guī)范驗收，也具有較完善的測量檢測技術手段保障。

自然因素方面：自然災害和土壤內復雜的不同物質對破損管線的腐蝕都是造成天然氣泄漏的主要因素。

人為因素方面：管道施工過程中的各種違章操作、缺乏定期的檢測和維護、運輸過程中的機械破壞和吊裝過程中的大角度彎折等因素，造成管道損壞以致天然氣泄漏。

外部因素方面：管道在建筑荷載、車輛荷載等壓力下造成管道變形，從而引起管道破損發(fā)生泄漏。

2.2 非開挖敷設管道天然氣的泄漏

在保證城市交通的正常運轉和需要穿越過河及構筑物等情況下，天然氣管道的敷設可采取水平定向鉆進法，即非開挖管道敷設。由于缺乏強制性的各級指導規(guī)范、完備適用的工程施工驗收標準和有效的工后技術檢測測量手段，造成近些年水平定向鉆施工行業(yè)無序的競爭情況。部分施工方利用非開發(fā)敷設管道技術具有隱蔽性強、技術性高的特點，出現了制造虛假導向記錄的情況，極容易造成彈性敷設天然氣管道焊口應力腐蝕斷裂等安全隱患，如圖1所示。這也是非開挖敷設管道法相對傳統(tǒng)直埋管道敷設法造成的隱蔽性安全隱患。錯誤的管道施工數據會給未來天然氣管道運行管理造成誤導，進而使得其他管線施工勘察錯誤，可能會進一步造成地下天然氣管道的外力破壞泄漏等，不利于智慧城市的發(fā)展和建設。

圖1以DN500鋼管定向鉆穿越為例：拉管管頭埋深2 m，在滿足彈性敷設曲率半徑不小于1 200 D，出鉆角度4°的情況下，穿越埋深12 m時，使用傳統(tǒng)的兩段弧設計計算法施工最小極限穿越距離277 m，在定向鉆法穿越較大管徑和較大埋深及較復雜地下管線和構筑物時的某些特定情況下，使用傳統(tǒng)的兩段弧設計路由曲線更是沒法保證出土角度，進而更不能確保管線敷設施工質量。

3 預防城市天然氣管道泄漏事故的措施

盡管水平定向鉆施工日趨成熟，但由于缺乏施工管理和工后檢測技術手段缺失，施工質量無法得到有效管控，進而形成了管線泄漏、爆炸等災難性隱患。在預防手段的論述上，從國家戰(zhàn)略角度提出“以高標準推動建筑工程高質量”和“建立健全智慧城市標準體系”的觀點，探索解決“建設”與“規(guī)范”必然性矛盾的正確方法，以實現預防城市天然氣管道泄漏事故的發(fā)生，人民安居樂業(yè)和社會穩(wěn)定發(fā)展的目的。

3.1 推進相關政策的制定

政策和策略是一切社會實踐的生命線，制定正確的政策和策略做導向，是城市社會管理的有力保障。2014年，國務院辦公廳發(fā)文（國辦發(fā)〔2014〕27號），在具體工藝、處罰方式和長遠規(guī)劃上都做出了具體規(guī)定。國家住建部等國家五部局聯合發(fā)文（建城[2014]179號），具體布置全國城市地下管線普查工作。

在事故隱患排查，制定相關的標準等方面都做出了明確規(guī)定;在未來要全面"建立地下管線綜合管理信息系統(tǒng)"，最終實現實現數據信息及時交換、共建共享、動態(tài)更新，并與數字化城市管理系統(tǒng)、智慧城市相融合。

2019年初，河北省政府辦公廳日前印發(fā)《關于加快推進新型智慧城市建設的指導意見》和《河北省房屋建筑和市政基礎設施工程標準管理辦法》，要加強和完善政府引導，增強創(chuàng)新意識和社會協(xié)同意識，推動新一代信息技術與我省城市規(guī)劃、建設、管理、服務和產業(yè)發(fā)展的全面深度融合，完善建筑工程勘察、設計、施工、驗收等標準，建立健全建筑工程標準體系，以高“標準”推動建筑工程高“質量”。編制《水平定向鉆管線敷設工程技術規(guī)程（征求意見稿）》，并對全社會公示廣泛征求意見，于2020年頒布實施。地方標準的推行就是要將全省建設工程中采用高依賴性、高隱蔽性、高技術工藝施工管道納入高技術工程檢測及測量。一改過去因沒有有效技術檢測、測量手段和法規(guī)規(guī)范而屢屢出現的工程造假給社會帶來的工程事故，人民財產重大損失及事故隱患。

3.2 多角度保證政策法規(guī)的順利執(zhí)行

切實落實管道巡檢制度，運用多種一起分班組定期進行管道的檢測，如遇特殊情況或周圍有其他類型項目施工，相關單位和人員需及時上報，各個部門協(xié)調合作及時溝通。在遇到惡劣天氣和發(fā)生自然災害時，應加大巡檢力度，保證管道的工作安全。

認真貫徹執(zhí)行政策法規(guī)，積極推進政府購買服務，完善特許經營制度，提高科技創(chuàng)新能力。加大城市地下管線科技研發(fā)和創(chuàng)新力度，用高科技技術手段配合政策法規(guī)，有效地規(guī)范建筑施工企業(yè)，尤其是高技術建筑施工企業(yè)，營造一個全社會對政策法規(guī)的“不敢違、不能違、不想違的”良好氛圍，進一步提升高技術建筑施工企業(yè)的社會責任感和技術水平。

將良好的政策法規(guī)與高技術檢測手段相結合并付之實踐，同時加大相關各單位的檢查力度。水平定向鉆進法管線敷工程技術規(guī)程的頒布實施，它將會起到良好的制度約束作用，確保工程測量數據的真實準確性，并杜絕不合格工程的盲目使用。同時加強關鍵技術崗位和施工方負責人的培訓，在工程質量的關鍵節(jié)點上和施工全過程上杜絕地下管道工程質量問題的萌芽。

3.3 積極推進智慧城市和智慧管道管理

建立地下管線綜合管理信息系統(tǒng)來滿足城市規(guī)劃、建設、運行和應急等工作需要。對城市原有地下管線進行全面普查和隱患排查，提出整改方案。新建改建的城市地下管線工程覆土前的竣工測量成果等全部各專業(yè)管線信息系統(tǒng)要求按統(tǒng)一的數據標準，實現信息及時交換、共建共享、動態(tài)更新。鼓勵推進在地下管線建設、運行維護及應急防災等工作中，廣泛應用精確測控、示蹤標識、無損探測與修復、非開挖、互聯網平臺管理、物聯網檢測和隱患事故預警等先進技術，實現數字化城市管理系統(tǒng)、智慧城市相融合。

4 結語

理清天然氣管道泄漏造成的日常、人身、安全、國計民生等危害，把握好天然氣管道在自然因素、人為因素、外界影響等情況下對管道泄漏影響方式，規(guī)范天然氣管道設計施工、運營管理、檢測檢修等方面，將天然氣泄露的風險降到最低，需要各部門和每一個從業(yè)者都付出努力，只有提高整個行業(yè)的政府監(jiān)管和施工方的作業(yè)水平，才能為"智慧城市"中的重要組成"智慧管道"的建設保駕護航。

參考文獻

[1]張鵬程， 丘廣新， 張秀英，等.廣州市城市地下管線管理平臺建設思路及探討[J].城市勘測， 2014（6）：105-109.

[2]陶然.天然氣長輸管道安全防范與平穩(wěn)運行的策略研究[J].中國石油和化工標準與質量，2017，37（10）：33-34.