論石化項目中長距離管道輸送設計

陳蓉(中國五環工程有限公司, 湖北 武漢 430223)

1 管道敷設方式

在長距離管道設計中，首先需要明確管道輸送方式,然后再進行輸送線路的規劃。輸送方式分為直埋敷設和架空敷設，應根據水文、地質和地形等條件按技術可能、經濟合理、保證安全的原則來確定。

(1)地下敷設 一般情況下應優先選擇地下敷設。主要敷設要求如下(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，彎管壁厚減薄量應滿足設計壓力下所要求的最小管壁厚的要求。

②管道采用溝埋敷設，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，管道的埋深還應滿足管道穩定性要求。

③管道平面的彈性敷設應采用不小于1000D曲率半徑。豎面的彈性敷設曲率半徑應滿足自重條件下彈性敷設的要求，同時滿足管道強度的要求。

④在場地條件許可的情況下，對平坦地段，在豎面上應優先采用彈性敷設，但對于山區及石方段，不采用彈性敷設，優先采用現場冷彎管。

⑤線路中嚴禁使用蝦米彎頭和折皺彎頭，熱煨彎頭兩端各帶至少0.5米長直管段。管道敷設過程中，禁止管道平面和豎面同時發生轉角。

⑥河流大型穿跨越的兩端及管道沿線適當位置應根據規范的要求設置事故截斷閥、并設閥室。

⑦在線路沿線要求設置里程樁、標志樁、測試樁、警示牌等，測試樁與里程樁合并。

⑧對于大坡度的山坡，應設截水墻、截水溝等確保管道的穩定，保持回填土穩定的措施。

(2)架空敷設 當受條件限制時或根據具體情況，有時也選擇地上架空方式。比如在兩個廠距離裝置區之間輸送的管道數量較多時，管道應采用地上架空敷設。架空敷設注意以下要求：

①廠外長距離輸送的架空管架柱結構不宜采用鋼結構。可采用混凝土柱子和主梁其余鋼結構的管架形式。

②管道跨越人行通道、公路、鐵路和電氣化鐵路時,其凈空高度應按有關規范執行。

③管道架空敷設采取補償管道縱向變形的措施；熱力管道可按常規設計設置熱補償，常溫管道在輸送的直線距離較長時也需要適當設置熱補償。

④地上管道沿山坡敷設時，應采取防止管道下滑的措施。

⑤對于需要保溫的管道應考慮保溫措施。

2 線路選擇和線路優化

在確定輸送方式后，接下來是進行選線工作。選線工作是長距離管道輸送設計中的一項技術性很強工作，線路的走向、長短和經過的難易程度，直接影響管道工程的投資、運營成本、輸送的安全及維護等。選線同時又是一項政策性很強的工作，需要結合當地政府，建設部門等相關單位的政策和具體要求。

(1)線路選擇的基本原則 首先，線路選擇過程中對地質災害、活動斷裂帶等對管道安全影響較大的不良地質應進行避讓，對于受地形、規劃等原因無法避讓或與管道距離較近的地段，應在詳細勘察的基礎上科學、合理的設計方案并采取相應的處理措施，以保證管道的安全。

①選線應盡量選擇平原和緩和地帶敷設，避開陡坡、陡坎和陡崖段；

②管道走向應盡量順直，減小坡度，縮短管道長度；

③應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，線路應可能沿著已有公路和其他交通方便的地段敷設。

(2)線路優化 在確定大的線路方案后，需對線路沿線附近的地上、地下建構筑物等一切設施進行詳細排查及可行性分析，盡可能多搜集周邊資料，對于受地形、規劃等原因無法避讓或與管道距離較近的地段，應在詳細勘察的基礎上科學、合理的設計方案，并采取相應的處理措施，以保證管道的安全和施工作業帶沿線設施安全，同時注意避免后期可能會出現不符合規范或不滿足安全距離的情況。

下面將結合作者在石化工程中的架空輸送的設計經驗對設計重點進行細化分析。

①符合征地紅線范圍 在管架布置方案確定后，業主須和項目建設的相關單位進行核實確認是否符合要求，在項目中經常遇到所設計的某段管架占地超出本項目或周邊其他規劃項目征地紅線范圍的情況，若設計確實存在難點和特殊要求，可以讓業主和相關單位盡量去溝通協商，若最終仍無法解決，只能通過調整管架位置，或者通過減少寬度增加層數來解決這類情況。

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

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

c.管道跨越道路、鐵路時 管道跨越道路時，管架的柱中心位置距道路邊緣不宜小于1.5米。管道架空敷設高度應符合表1規定：

表1 管道架空敷設最小凈空高度表

管道跨越道路時，在管道上用紅色醒目大字標注限高數字。

如表1所示，管道及桁架跨越主要道路的凈空高度不應小于5.5米，跨越鐵路的凈空高度不應小于5.5m；在設計中還需要注意，道路所屬的規劃部門對管道跨路凈空是否有特殊要求，此問題需業主出面溝通并發正式函后，設計時應以要求更高的來執行。

另外注意，在跨越鐵路或道路的可燃氣體、液化烴和可燃液體管道上不應設置閥門及易發生泄漏的管道附件。

③管道與工廠、企業等建(構)筑物安全距離要求 原油、C5及C5以上成品油管道同軍工廠、軍事設施、易燃易爆倉庫、國家重點文物保護單位的最小距離，應同有關部門協商解決。但液態液化石油氣管道與上述設施的距離不得小于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。不同類別的管道與不同電壓等級的高壓線之間要求不同，管道與高壓線之間的相對位置又分為平行敷設和交叉敷設兩種。架空管道與高壓線之間的具體距離要求應符合現行國家標準《66kV及以下架空電力線路設計規范》(GB50061)及國家現行標準《110～500kV架空送電線路設計技術規程》(DL／T5092)的規定。埋地液態液化石油氣管道，其距離不應小于上述標準中的規定外，且不應小于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

特殊管道是指架設在地面上輸送易燃、易爆物的管道，在實際工程中經常會涉及到的如天然氣、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、擋土墻附近等這類實際可能存在但在規范中并沒有做出明確要求的，可結合業主或當地相關部門的意見來進行合理設計，另外在設計前詢問結構專業人員的意見。

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與地下管道和地下電纜等物體的安全距離問題，若存在空間緊張的部分段可考慮將柱基礎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筑物交叉時，其垂直凈距不應小于0.3m；c.埋地管道與其他線纜交叉時，其垂直凈距不應小于0.5m。d.管道與光纜同溝敷設時，其最小凈距(指兩斷面垂直投影的凈距)不應小于0.3m。

管道穿越地下隱蔽工程，應采用人工開挖，由結構專業和施工單位提出具體施工方案，并對其采取必要的保護措施，不得損壞被穿越的這些設施。

3 結語

文章借鑒國內有關工程的經驗，結合作者自身所做工程項目在設計中遇到的各種問題，對長距離管道輸送的設計原則和需要重點關注的問題進行了分析匯總。希望這些經驗能夠為日后進行相關工程的設計人員提供參考。

[1]輸油管道工程設計規范(GB50235-2003).

[2]鐵路工程設計防火規范(TB10063-2007).

[3]110～500kV架空送電線路設計技術規程(DLT5092-1999).

[4]66KV及以下架空電力線路設計規范(GB50061-1997).