對(duì)一起埋地燃?xì)夤艿赖谌酵鈸p事故的剖析

杭州市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司 楊 君

1 第三方外損事故經(jīng)過

2021年11月2日下午，某市一校園內(nèi)，在市政雨污水分流施工作業(yè)過程中，相鄰的燃?xì)夤艿涝獾谌绞┕挝黄茐暮笫軗p，大量天然氣泄漏。燃?xì)庑孤┈F(xiàn)場(chǎng)在校園的一片樹林中，挖開的作業(yè)坑占地面積目測(cè)約70 m2，深度2 m以上，作業(yè)坑的四周堆滿了新挖上來的土堆，高出地面1 m以上，1輛挖掘機(jī)停在旁邊的空地上，搶修人員已關(guān)閉周邊燃?xì)忾y門，燃?xì)庑孤┮训玫娇刂疲U(xiǎn)情已排除。

2 現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)查

2.1 第三方作業(yè)情況

第三方施工單位正在校園內(nèi)實(shí)施雨污分流項(xiàng)目施工作業(yè)，需要在校園的樹林內(nèi)由東向西新敷設(shè)一條雨水管?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)坑內(nèi)已砌有雨水井一座，De300雨水管擬從燃?xì)夤艿勒路浇徊娲┰剑怪眱艟酁?50 mm。當(dāng)挖掘機(jī)在坑內(nèi)挖土?xí)r，鏟斗伸入到燃?xì)夤芟路綍r(shí)，不小心碰撞到燃?xì)夤艿?，引起天然氣?yán)重泄漏。

經(jīng)證實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)挖掘施工時(shí)，沒有燃?xì)夤颈O(jiān)護(hù)人員，施工單位也沒有辦理燃?xì)獗O(jiān)護(hù)手續(xù)。

2.2 受損燃?xì)夤艿狼闆r

該燃?xì)夤艿烙赡舷虮贝┰叫@內(nèi)的樹林，管頂埋深大于1 m，壓力等級(jí)為中壓A ，DN300鋼管，預(yù)制單層環(huán)氧粉末的外防腐。有長約12 m的燃?xì)怃摴鼙┞对谧鳂I(yè)坑內(nèi)，管道上方及作業(yè)坑內(nèi)留有警示帶殘留物，管道北側(cè)呈懸空狀，下方土壤已被掏空，且無何支撐保護(hù)。

在作業(yè)坑內(nèi)，燃?xì)怃摴芩轿恢糜忻黠@變向折角。變向折角處有黑色冷纏防腐膠帶包扎，由于受到較高壓力天然氣噴射沖擊，折角處的防腐膠帶有破損現(xiàn)象。清除膠帶后，發(fā)現(xiàn)變向折角處為鋼管焊接環(huán)縫，環(huán)縫表面無銹蝕，折角外側(cè)焊縫已全部裂開，開口較大；折角內(nèi)側(cè)沒有完全裂開，已裂開焊縫約占總焊接環(huán)縫的五分之四。

2.3 燃?xì)夤艿朗┕べY料

經(jīng)翻閱施工圖、竣工圖等相關(guān)資料，該地下燃?xì)夤こ虨閷W(xué)校食堂和燃?xì)忮仩t的配套項(xiàng)目，因地處學(xué)校規(guī)劃紅線范圍內(nèi)，故該燃?xì)夤艿喇a(chǎn)權(quán)屬于學(xué)校，項(xiàng)目于2002年9月竣工投運(yùn)。從施工圖管線走向來看，該位置應(yīng)屬直線敷設(shè)段，不應(yīng)有變向，竣工圖上也沒有反映變向的情況。在竣工驗(yàn)收移交資料記錄上，翻查到了強(qiáng)度試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)合格的相關(guān)記錄，同時(shí)還有廠家提供的鋼管質(zhì)量合格證書。由于建設(shè)年份久遠(yuǎn)，已無法查到此處焊接環(huán)縫射線探傷檢查記錄。

3 事故初步結(jié)論

通過對(duì)本次事故的調(diào)查和分析，認(rèn)為第三方施工破壞是表面誘因，更深層次的本質(zhì)原因是原燃?xì)夤艿朗┕ぷ兿驀?yán)重不符合規(guī)范，留下了較大的安全隱患。如果原燃?xì)夤艿朗┕ぷ兿蛲耆弦?guī)范，燃?xì)夤艿揽箵敉饬ζ茐牡哪芰⒋蟠筇岣?，受到第三方外力破壞后，就不一定能造成管道受損。

4 事故剖析

對(duì)照GB 50028－2020《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》以及CJJ 33－2005《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和摸排情況，對(duì)該燃?xì)夤艿涝┕べ|(zhì)量進(jìn)行還原分析。

4.1 施工質(zhì)量一般性檢查

燃?xì)夤艿拦茼斅裆钤? m以上，根據(jù)GB 50028－2020《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》6.3.4條款：埋設(shè)在機(jī)動(dòng)車不可能到達(dá)的地方時(shí)，不得小于0.3 m的最小覆土厚度，因此埋深符合要求?，F(xiàn)場(chǎng)鋼管的防腐狀況良好，埋地將近 20年后，單層環(huán)氧粉末涂層完好無損，完全沒有點(diǎn)狀腐蝕現(xiàn)象；焊接環(huán)縫則采用防腐膠帶冷纏，防腐措施有效。管道上方埋設(shè)有警示帶，下方填有黃沙。氣密性試驗(yàn)和強(qiáng)度試驗(yàn)合格，燃?xì)怃摴苜|(zhì)量合格。從燃?xì)怃摴苁┕べ|(zhì)量一般性檢查項(xiàng)目來看，無明顯異常。

意象美術(shù)作品則不拘泥于客觀物象的真實(shí)再現(xiàn)，美術(shù)家的主觀認(rèn)識(shí)和情感滲透所占的比重要多一些。中國畫里的寫意畫以簡練概括的筆墨表現(xiàn)物象的意態(tài)神韻與畫家的個(gè)性情感，是典型的意象美術(shù)。

4.2 管道變向折角

在現(xiàn)場(chǎng)往作業(yè)坑內(nèi)俯視，可以清楚地看到，2根相連的鋼管，水平位置明顯不在一條直線上，存在較大的變向折角。通過在拍攝的圖片上模擬畫出2根燃?xì)怃摴艿闹行木€，兩線相交后形成較大的變向折角，測(cè)量其折角角度為25°。

根據(jù)CJJ 33－2005《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》5.4.9條款：當(dāng)管道的縱斷、水平位置折角大于22.5°時(shí)，必須采用彎頭。規(guī)范中明確要求變向折角不宜過大，因?yàn)樽兿蛘劢沁^大會(huì)造成：

(1) 管道焊接難度加大，焊接質(zhì)量將難以保證。

(2) 管道吹掃時(shí)，無法讓吹掃氣流徹底清除管道內(nèi)的雜物。

(3) 在日常管道運(yùn)行過程中，動(dòng)態(tài)壓損會(huì)加大。

比對(duì)施工圖發(fā)現(xiàn)，該段燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)并無變向，而實(shí)際施工有變向，且變向折角超過規(guī)范要求。說明當(dāng)初施工時(shí)，管位放線和溝槽開挖都沒有精準(zhǔn)定位，偏差較大，造成原來應(yīng)該呈直線排管的2根鋼管，無法處在同一條直線上。出現(xiàn)折角后，現(xiàn)場(chǎng)施工沒有采用彎頭過渡連接，而是強(qiáng)行進(jìn)行組焊。

4.3 鋼管焊接對(duì)接偏差

從斷裂的焊接環(huán)縫來看，折角內(nèi)側(cè)焊縫約20 mm尚未斷開，外側(cè)焊縫呈放射狀裂開。越接近最外側(cè)，焊縫裂開的口子越大。如果把鋼管的端口看成一個(gè)平面，兩端的平面就明顯形成了一個(gè)夾角，經(jīng)測(cè)量此夾角約為15°。

根據(jù) GB 50251－2015《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》4.3.16條款：管道對(duì)接偏差不應(yīng)大于3°。這主要是為了確保焊接環(huán)縫均勻，同時(shí)對(duì)接角越大，管道對(duì)接就越困難，開口較大側(cè)很難順利完成焊接。

造成對(duì)接角過大原因主要有：管道有變向，造成管口兩個(gè)面不能重合；鋼管在割管時(shí)切口不正，管口端面沒有成垂直于管道的中心線，從而形成管口面的對(duì)接角。

4.4 管道焊接環(huán)縫應(yīng)力

若燃?xì)夤艿捞幵谧匀徊皇芰顟B(tài)下，焊接環(huán)縫裂開應(yīng)呈現(xiàn)均勻縫隙。但現(xiàn)場(chǎng)裂縫卻是不規(guī)則裂開狀態(tài)，從折角內(nèi)側(cè)到外側(cè)，裂口寬度由小到大，最寬處達(dá)13 mm。這說明鋼管焊接時(shí)，由于變向的原因，兩個(gè)管口平面存在著較大的對(duì)接角。此時(shí)施工人員必定依靠外力，強(qiáng)行對(duì)鋼管進(jìn)行組對(duì)連接，不排除現(xiàn)場(chǎng)曾采用汽吊水平拉動(dòng)鋼管，導(dǎo)致鋼管彈性變形。焊接完成后，這2根鋼管存在較大的彈性應(yīng)力，并通過杠桿原理全部作用在變向折角外側(cè)焊縫上。回土后，受土層的固定阻力及土層壓力的雙重作用下，彈性應(yīng)力會(huì)變小。但是再次開挖時(shí)，一旦燃?xì)夤艿缿铱?，就?huì)失去土層阻力和壓力，彈性應(yīng)力立即恢復(fù)，形成了以變向折角內(nèi)側(cè)為支點(diǎn)，燃?xì)怃摴荛L度為力距的杠桿現(xiàn)象，從而產(chǎn)生較大的杠桿作用力，直接拉裂變向折角外側(cè)焊縫。

根據(jù)CJJ 33－2005《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涑淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》5.4.6條款：管道在敷設(shè)時(shí)，應(yīng)在自由狀態(tài)下連接，嚴(yán)禁強(qiáng)力組對(duì)。施工人員依靠外力強(qiáng)行讓鋼管組對(duì)焊接，顯然不符合規(guī)范施工要求。

綜上，本次事故從表面上看起來是因第三方施工破壞引起的，實(shí)際上是：(1) 由原燃?xì)夤艿朗┕げ灰?guī)范造成的；(2) 由于不規(guī)范變向，致使出現(xiàn)較大的變向折角和對(duì)接角；(3) 在完全不自由狀態(tài)下連接。3個(gè)因素疊加，留下較大的隱患，并產(chǎn)生較大的危害。

5 埋地鋼管焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1 組對(duì)焊接要求

鋼管組對(duì)焊接，必須注意的要點(diǎn)如下：(1) 端面坡口角度宜控制在 30°～40°，打磨后的坡口需平整干凈；(2) 組對(duì)鋼管對(duì)口后，基本處于同一條直線，坡口之間的縫隙小而均勻；(3) 在自由狀態(tài)下連接，禁止用力強(qiáng)行組對(duì)；(4) 焊口寬度以每側(cè)超過坡口邊緣2 mm為宜；(5) 焊口表面不得出現(xiàn)裂紋、未溶合、氣孔、夾渣等缺陷；(6) 焊接后必須對(duì)焊口進(jìn)行射線探傷檢查。

5.2 采用標(biāo)準(zhǔn)成品彎頭變向

常用的標(biāo)準(zhǔn)成品彎頭規(guī)格型號(hào)有 90°、45°、22.5°和11.25°等4種。當(dāng)實(shí)際變向折角非常接近標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格型號(hào)角度時(shí)，宜采用成品彎變向。這種變向方法施工成本低廉，焊接方便，變向平滑，施工后外形美觀，且質(zhì)量得到保證，是燃?xì)怃摴茏兿蚴┕ぶ惺走x的方式。

5.3 采用彎管變向

當(dāng)遇到非標(biāo)角度變向時(shí)，無法直接采用標(biāo)準(zhǔn)成品彎頭實(shí)現(xiàn)變向，則可以采用冷彎彎管的方式來滿足變向要求。或者在特定的環(huán)境條件下，如需要加套管變向穿越時(shí)，根據(jù)規(guī)范要求套管內(nèi)不允許有環(huán)焊，就可以采用冷彎彎管變向的方式滿足要求。冷彎指的是在不加熱條件下，鋼管內(nèi)充填沙子，然后用彎管機(jī)將鋼管彎制成需要的角度。它的優(yōu)點(diǎn)在于：彎管時(shí)角度可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)變向的需求任意確定，相應(yīng)也減少了焊接縫。為了保證管壁厚度，冷彎彎管的最小曲率半徑必須符合表1要求。

表1 不同口徑冷彎彎管的最小曲率半徑 mm

在天然氣長輸管線的施工中，大管徑的鋼管變向也有部分采用熱煨彎管。熱煨彎管和冷彎彎管具有一定的相似性，不同的是在加熱條件下將管子彎制成需要的角度。根據(jù)GB 50251－2015《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，用熱煨彎管的曲率半徑不應(yīng)小于管子外徑的5倍，并應(yīng)滿足清管器或檢測(cè)儀器能順利通過的要求。

6 結(jié)語

燃?xì)夤艿琅殴苁┕ぶ?，除了上述分析的水平面變向，還存在縱斷面變向等情況。應(yīng)該說，埋地燃?xì)夤艿缹儆陔[蔽工程，建設(shè)過程中必須加強(qiáng)各方面的細(xì)節(jié)管理。首先，在管位放線時(shí)，應(yīng)按施工圖進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量定點(diǎn)，避免開挖出來的管溝誤差較大，造成不必要的變向。其次，在已挖管溝內(nèi)排管時(shí)，可以利用現(xiàn)代化的儀器(如 RTK等衛(wèi)星定位設(shè)備)快速測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道兩端精準(zhǔn)的定位。最后，變向點(diǎn)施工應(yīng)是監(jiān)理方和甲方項(xiàng)目管理人員重點(diǎn)管理的環(huán)節(jié)，在變向點(diǎn)未覆土前，必須檢查變向方式是否符合規(guī)范要求，并采用照相等旁站形式留下詳細(xì)的施工記錄。

埋地燃?xì)怃摴茏兿驅(qū)儆谳^小的施工細(xì)節(jié)，容易被忽視，但卻會(huì)給燃?xì)夤芫W(wǎng)后期運(yùn)行安全帶來不小的隱患。只有通過對(duì)每一起事故進(jìn)行“由表及里、抽絲剝繭”的分析，不斷汲取相應(yīng)教訓(xùn)并在實(shí)際工作中加以重視和改進(jìn)，才能提高埋地燃?xì)怃摴艿氖┕べ|(zhì)量。