油氣管道與基礎設施之間安全距離的探討

張俊斌

(安徽省特種設備檢測院，安徽 合肥 230051)

隨著我國人口的增長和經濟的發展，基礎設施建設不斷加快，以滿足人們對鐵路、公路、住房等基礎設施日益增長的需求。根據國家統計局統計數據，截止2019年，鐵路營業里程增長率為13.98萬km，公路里程501.25萬km，管道里程達到12.66萬km。在增長如此快速的情況下，基礎設施的規劃和建設時，其與油氣管道的交叉難以避免。當基礎設施建設與管道建設矛盾時，我們應依照法規標準來保證油氣管道的安全運行及基礎設施的順利建設。本文將圍繞基礎設施對油氣管道的影響及其與油氣管道的安全距離兩方面進行闡述。

1 地面建筑物

1.1 地面建筑物對管道的危害

由于城鎮人口及工業用地需求的不斷增長，原有的建筑用地和工業用地已經不能滿足現代人口和企業的發展，導致大批企業和建筑用房向郊區轉移，原本荒涼的地區已是高樓林立。建筑物建立在管道上方，會形成占壓，產生巨大的安全隱患。占壓管道會加大了管道上方載荷，使管道下沉，嚴重時導致管道破裂。若管道破裂引起燃氣泄漏及火災爆炸，會造成人員傷亡及財產損失。有些企業安全意識薄弱，直接將建筑物建立在管道之上，并且進行危險操作，從而導致管道事故。根據相關調查，2007年北京市天然氣管道共存在占壓隱患695處，其中建筑物占壓占96.5%，為主要占壓類型。2014年中石化集團公司的臨邑-滄州原油管道，發現全線占壓261處，其中正壓192處，安全距離不足69處，國家安全生產監督管理總局要求此線停輸[1-3]。

1.2 確定管道與地面建筑物之間安全距離的國內外相關標準

為保證管道和周圍建筑物的安全，國內外標準對管道與地面建筑物之間的安全距離均做出了規定。國外標準中，美國標準ASME B31.8 《輸氣和配氣管道系統》、加拿大標準CSA Z662-2007《油氣管道系統》沒有對安全距離提出具體要求，而是將管道沿線分為不同地區等級，針對不同等級的地區采取不同的強度設計系數。國內標準的相關規定見表1。

表1 國內標準關于管道與地面建筑物之間安全距離的規定

2 地下構筑物

2.1 地下構筑物對管道的影響

地下構建物一般包括埋地通信電纜、污水排放管道、自來水管道等其他用途的埋地管道，如果不能保證地下構筑物與管道的安全距離，一旦油氣管道泄漏引發火災爆炸，將帶來極其嚴重的人員傷亡和財產損失[4-5]。同時，還可能導致油氣管道的腐蝕加速，從而加大事故發生的概率。2013年11月22日，在山東省青島的中石化東黃輸油管道泄漏原油進入市政排水暗渠，在暗渠的密閉空間內油氣積聚遇火花發生爆炸，造成62人死亡、136人受傷，直接經濟損失75172萬元。事故調查報告指出事故直接原因是輸油管道與排水暗渠交匯處的管道腐蝕減薄導致管道破裂，原油泄漏后流入排水暗渠并反沖到路面。原油泄漏后，現場處置人員采用液壓破碎錘在暗渠蓋板上打孔破碎，撞擊產生火花，引發暗渠內油氣爆炸。從事故調查報告中還可以了解到事故管段在排水暗渠內懸空架設，為原油泄漏進入排水暗渠帶來風險，同時由于排水暗渠內隨著潮汐變化海水倒灌，管道長期處于干濕交替的海水及鹽霧腐蝕環境中，加快了管道的腐蝕。

2.2 確定管道與地下構筑物之間安全距離的國內外相關標準

針對管道與地下構建物之間的安全距離，國內外相關標準做出了明確規定。國外標準中，美國聯邦法規49 CFR《管道安全法天然氣部分》的第192.325條明確規定：輸氣管道與任何其他與本輸氣管道無關的地下結構之間的間距必須至少達到305 mm，在保持305 mm間距不現實的地方，如果采取適當措施，則該間距也可以進一步縮小。美國ASME B31.8-2007《輸氣和配氣管道系統》的第841.143(a)條規定：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152 mm的間距。加拿大CSA Z662-2007《油氣管道系統》規定：埋地管道附近鋪設有地下電纜、導體、導管、其他管線或其它地下結構時，管線與這些物體的最小間距為300 mm，與排水瓦管最小距離為50 mm。如果采取措施能夠避免這些物體對管道造成破壞，可適當減小間距。澳大利亞/新西蘭AS/NZS 4853-2000《金屬管道上的電危害》規定如果沒有相關部門的允許，金屬管道與其他管道、電力和通信電纜之間的水平距離至少為600 mm。荷蘭NEN 3650-1-A1 《管道系統的要求》中規定：在兩條并行的地下管道之間必須保持至少0.4 m的間距。國內標準的相關規定見表2。

表2 國內標準關于管道與地下構筑物之間安全距離的規定

3 架空輸電線路和交流接地體

3.1 架空輸電線路和交流接地體對管道的影響

隨著企業快速發展及對電力需求的不斷增加，電力建設工程不斷增加，而我國管道建設工程也在快速發展，新建管道或已建成管道與架空輸電線路的交叉不可避免。其中，高壓輸電線路與管道交叉的情況較多，例如忠武輸氣管道的部分管線與三峽及葛洲壩兩座大型水電站外輸的多條500 kV高壓輸電線路在多處地段存在交叉和近距離并行現象。在高交流干擾電壓長期作用下，埋地金屬管道會發生交流腐蝕，引起管道氫脆、防腐層剝離，從而降低管道陰極保護的保護度，嚴重時引起陰極保護設備無法正常工作甚至損壞。對于犧牲陽極保護，過高的交流電壓會使鎂陽極性能下降，甚至極性逆轉，從而加速管道腐蝕[6-8]。

3.2 確定架空輸電線路、交流接地體與管道之間的安全距離的相關標準

架空輸電線路、交流接地體與管道之間的安全距離是保護管道的第一步防護措施。國內外標準均做出了相應安全距離的規定。國外標準中，加拿大標準CAN/CSA-C22.3N06-M91《管道與電力供應線之間協調性原則及做法》中規定: 在管道與電力線共用走廊或相鄰時，二者距離應盡可能大，減少管道上的感應電壓的最好方法是增加與管道與電力線的距離，除非管道與電力線雙方協商一致，建議管道與桿塔接地體以及其他地下排流措施之間的間距大于10 m。澳大利亞/新西蘭標準AS/NZS4853:2000《金屬管道上的電危害》中規定：架空管線與金屬管道之間的最小距離為5 m。德國標準DVGW/VDE《關于在三相高壓電力系統和單線鐵道牽引系統附近的管道設備和運行標準》中規定：在線路平行的情況下，電壓≥110 kV的輸電線路邊導線的垂直投影與管道中心的距離至少為10 m；在線路平行的情況下，電壓<110 kV的輸電線路邊導線的垂直投影與管道中心的距離至少為4 m；在線路平行的情況下，鐵道架空牽引電力導線的垂直投影與管道中心的距離至少為6 m；在線路平行的情況下，引入線的垂直投影與管道中心的距離至少為4 m。國內標準的相關規定見表3。

表3 國內標準關于架空輸電線路、交流接地體與管道之間安全距離的規定

4 鐵路、公路

4.1 鐵路、公路對管道的影響

鐵路、公路是我國的主要運輸方式，我國鐵路及公路的建設近年來發展迅速。根據國家統計局數據，截止2019年鐵路營業里程增長率為13.98萬km，公路里程為501.25萬km。鐵路、公路與管道的交叉現象也日益增多。鐵路對相鄰管道的影響主要為增加管道上方的載荷、加快管道的電化學腐蝕。而管道一旦發生泄漏，會對鐵路及公路的通行產生嚴重影響甚至發生交通事故[9]。

4.2 鐵路公路與管道之間安全距離的相關標準

公路、鐵路與管道的合理設計，不僅保證了各方面的安全，同時也給維修維護帶來方便。國內外標準對相關安全距離均做出了規定。國外標準中，澳大利亞標準AS 4799-2000 《鐵路邊界內地下共用設施和管道的安裝》中規定：設施或者管道至少應當在3 m范圍內沒有任何鐵路結構、攔牛柵欄、管溝、標志樁、架空橋、電線桿、地下電纜、建筑物、穿越點、橋以及涵洞等。國際標準ISO13623《石油和天然氣工業—管道輸送系統》中規定：管道穿越公路時，與道路并行鋪設的管道宜鋪設在道路路權邊界線以外。穿越鐵路時，根據標準中給出的環向應力設計系數和埋深作為最低要求，適用于鐵路路權邊界以外5 m處，如果邊界沒有明確，則宜取距鐵軌10 m以外。與鐵路平行鋪設的管道宜鋪設在鐵路路權帶以外。對于開挖無法穿越的鐵路管道，其管頂距鐵軌頂部垂直距離宜最小為1.4 m，用鉆孔法或隧道法穿越時，該距離宜最小為1.8 m。國內標準的相關規定見表4。

表4 國內標準關于鐵路公路與管道之間安全距離的規定

5 結論與建議

隨著城鎮化速度的加快，管道與公共基礎設施建設之間的矛盾逐漸凸顯，面對此類矛盾，要遵循相關法律法規及標準的規定，確保基礎設施與管道的安全距離。在規劃建設基礎設施時，應提前了解本區域中是否存在油氣管道，在設計階段充分考慮與油氣管道的安全距離。在無法保證安全距離情況下，應對區域內的油氣管道采取有效的安全保護措施。在建設施工時，應注意機械振動載荷對油氣管道的影響，施工方應與及時與管道公司進行溝通，共同確定施工方案，避免施工時管道事故的發生。在公共設施及油氣管道的使用階段，管道使用單位應時刻關注管道周圍基礎設施的變化情況，一旦發生占壓或施工，應及時采取措施防止事故發生。