山西省運城市鐘樓小區天然氣工程設計難點討論

摘 要：文章探討了鐘樓小區天然氣工程在規劃設計中的工程特殊性（常規調壓箱無法適用、庭院管網敷設難度大、高層建筑沉降及供氣立管自重引發的問題等）以及針對此而做出的設計方案。

關鍵詞：調壓系統 管網敷設 安全措施 設計規范

中圖分類號：F280 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2013）01-219-02

一、工程概況

運城市鐘樓小區是運城市政府規劃開發的一項惠民市政工程，屬于運城市的示范小區，在小區范圍內部分地面以下全部挖空，整體澆鑄形成一大型地下室。該地下室又被分隔成一個個相對獨立的空間，形成一個集汽車庫、摩托車庫與自行車庫為一體的大型地下車庫。地下室屋頂就是庭院，地面上方依然聳立著高低建筑群，布局了車道、會所、商業系統、廣場，是一個具有綜合功能的綠色居住社區。而整個小區樓群建筑模式不統一，部分樓群為高層建筑，即所需規劃為含大型地下車庫的樓群；另一部分樓群為回遷戶以及含商品房的普通住宅，此樓群則被規劃成為一樓為2.5m高的車庫建筑模式。

二、工程特殊性

作為一個具有代表性的示范小區，政府嚴格監管的惠民工程，加之部分樓群樓層較高，層數多，人員密集，安全問題更是重中之重，因此其附屬配套設施也相當完備。鐘樓小區把庭院內的上下水、電、有限電視等全部設于地下室，只在各單元廚房外陽臺內鉆出地面，引至各家各戶，表面看不到各類管道的蹤跡，總體外觀效果不錯。然而鐘樓小區情況特殊，現場復雜，敷設燃氣管道的難度較大。經過多次勘察現場，筆者發現存在以下難點：

1.調壓系統。運城市天然氣輸配管網為中壓配氣系統，即由分配管引入庭院后經調壓箱降為低壓入戶。鐘樓小區的氣源接自南城路至鳳凰路已建中壓dn200的PE燃氣管道。由于小區內庭院情況較為復雜，燃氣在進入小區前就應降為低壓。但是，鐘樓小區用戶較多，用氣量較大，從供氣安全角度考慮，對此應增加必要的安全措施和更加可靠的調壓設備。為此，我們依據本小區的規劃，南區、北區選用了兩套RX/0.4（50NL）調壓柜，以滿足居民及臨街門面房商戶的用氣量。

2.庭院管網敷設難度大。首先，各住宅樓之間跨距較大，若架空敷設，則會影響小區的整體效果，對在整體規劃方面高要求的鐘樓小區來說，這樣的敷設方式也是不允許的。其次，小區的部分樓群（高層建筑群）庭院地下全挖空，然后整體澆鑄成可循環車輛的的大型地下車庫。如前面所說地下室屋頂即為小區的庭院地面，如果按照常規燃氣管網的模式進行庭院地下管網設計，就必須在地下室頂板上方的0.3～0.6米的覆土層中埋設庭院中低壓管網，因為埋深不夠，違反了《城鎮燃氣設計規范》第3、4條的規定：地下燃氣管道埋設的最小覆土厚度（路面至管頂）應符合下列要求：1、埋設在非機動車道下（含人行道）時不得小于0.6m；2、埋設在機動車不可能到達的地方時，不得小于0.3m。特殊環境下無法達到時，可采取有效的安全防護措施。在地下室頂板上方敷設管道，雖然設計規范無明文規定，但在第6、3、3-1條中列出了地下管道與建筑物基礎和外墻的水平凈距為：低壓大于0.7m，中壓B大于1m，中壓A大于1.5m……。所以對于此高層建筑群，燃氣管道也無法埋地。

因而對此高層樓群的管網敷設只能考慮到地下室，然而這一方案也存在著諸多難度：由于地下室的環境特殊性，一般都不具備通風、換氣、泄壓要求，而且鐘樓小區地下室空間被分隔成一間間獨立的車庫，管網系統要穿越一間間車庫，并且每一根引入管都須由地下室穿出地面引至室內。這樣一來，地下室將會形成大量交錯分布的燃氣管網，存在許多漏氣隱患。如果地下室有用氣設備，非引入不可，必須嚴格執行《城鎮燃氣設計規范》的第10.2.23和第10.5.3條，采取一系列安全措施，如機械通風系統，電磁切斷閥，泄露報警器，防爆照明設備等等。完善這些必備的安全設施，投資較大，鐘樓小區地下室并不用氣，所以該方案不予采納。

3.高層建筑沉降及供氣立管自重產生的問題。高層建筑的自重很大，土壤的承載能力有限，一般高層建筑地基都有一定數值的允許沉降量，地基產生大小不同的沉降，對天然氣引入管的影響非常大。由于建筑物沉降時，天然氣引入管是相對靜止的，因此天然氣引入管道要承受建筑物作用產生的切應力，當切應力超過極限時，管道就會斷裂、脫開等，造成天然氣泄露，容易發生安全事故。

鐘樓小區的高層建筑物層數為24層，層數較多，燃氣立管的長度也較長，管道的自重較重，產生的壓應力很大，這樣將會對立管造成很大的傷害。

三、設計方案

1.調壓系統的設計。目前，運城市NG供氣輸配系統采用中低壓級制，鐘樓小區氣源接南環路已建壓力為0.2MPa中壓dn200PE管，經庭院管網供氣至各樓棟的壓力為2500Pa。小區用氣量大，采用調壓箱，既可滿足供氣要求，節省占地，各項安全設施又完備。

調壓箱設置在社區外圍的無地下室的綠叢中，與鄰近的建筑物的距離大于6m，并加設圍欄、車檔監護，箱底砌筑大于0.3米高的鋼筋混凝土基礎。調壓箱長約2.0m，寬1.0m左右，高約1.80m，由過濾器、調壓器、自動切斷閥、超壓自動放散系統和備用調壓器及各種閥門附件組成，設施齊全，安全可靠。而且其流量范圍從幾十立方米到幾千立方米不等，可滿足不同用戶的要求。

2.庭院管網的設計。如前所述，庭院情況復雜，燃氣管道無處敷設。經過仔細研究及多次現場勘察，決定采取如下方案：（1）樓前管道沿著一層車庫上面的雨棚及女兒墻架空敷設，經過各樓棟口及陽臺與陽臺之間的空隙時，折彎向里，順勢而走。這樣需要增加許多彎頭，增大了局部阻力損失，但與建筑融為一體，比較美觀，不影響整體效果。（2）10#-17#樓與樓之間氣源連接采取上返下返埋地，在氣源來源方向距室外地坪1.2米處設球閥，埋地管達不到規范要求時，采取剔溝槽加套管的措施以滿足規范要求。

3.自重引起管道損壞的解決方法。（1）克服高層建筑沉降的方法。在立管前的水平管上加設一個波紋管補償器，利用補償器的補償能力來減小引入管的切應力。在立管前的水平管上加設幾個彎頭，相當于加設一個方形補償器。此種方法簡單易行，但是受位置的限制。（2）解決由立管自重可能引發的管件損壞，可以在建筑物中每隔一定的距離設置管道的固定支架，使固定支架與建筑物成為一體，以減少立管底部壓縮應力過于集中，防止因管道下沉而引起引入管受力折斷或變形引起倒坡。

四、結語

對高層建筑、地下室等特殊情況用氣，雖然《城鎮燃氣設計規范》有相應的規定，但比較粗略，對于每座建筑實際用氣情況，尚存在許多細節需要解決。所以在設計開發時，就應該統籌考慮，總體規劃，更應根據當地的氣源、壓力、建筑、安全、地理、環境等特點綜合考慮，選擇最佳的設計方案。

參考文獻：

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（作者單位：運城市經緯燃氣有限公司 山西運城 044000）

（責編：賈偉）