市政燃氣管網設計和施工中的問題分析

劉再沖

（深圳市市政設計研究院有限公司，廣東 深圳 518029）

近年來，隨著我國社會經濟水平的不斷提升，市政管網燃氣建設規模逐年擴增，據統計，深圳市燃氣管道總里程已超過8000km。在這樣的發展態勢下，政府部門及相關燃氣主管單位對燃氣管網建設問題進行了統籌推進與合理部署。其中，為全面增強市政燃氣管網運行的安全性與質量性，要求項目各參建單位對燃氣管網規劃設計問題以及施工建設問題進行重點分析。由于市政燃氣管網所面臨的環境因素相對復雜，且輸送的介質具有易燃易爆的特點，國家頒布了許多相關的設計、施工規范及燃氣保護條例，市政燃氣管網的設計以及施工過程存在一定的復雜性。為確保市政燃氣管網能處于安全穩定的運行狀態，要求相關參建方加強對市政燃氣管網規劃設計問題、施工中遇到的重難點進行把關，確保管道安全。

1 市政燃氣管網設計重難點問題分析

1.1 燃氣主管設計

燃氣主管設計基本上可以視為市政燃氣管網規劃設計中的難點內容之一。從客觀角度上來講，合理設計燃氣主管網在一定程度上可增強市政燃氣管網運行效果，保證管網用氣壓力和流量滿足用戶用氣需求。設計人員根據規劃用地用氣的分布特點，對燃氣主管進行合理布置，并且預留遠期用氣的余量。通過合理的管網水力計算，選定合理的經濟流速，確定主管管網的管徑。同時，還應考慮近期規劃及遠期規劃的用氣要求，結合市政燃氣枝狀管網或者環狀管網的運行特點，結合調壓站布置位置及節點壓降要求、流量分布最好能夠以網格布局形態進行呈現。

燃氣主管網的優化設計一直以來是燃氣市政管網研究的重難點，目前，國內對于管網優化有一定研究成果及方法，例如，拉格朗日乘子法、遺傳算法優化法、動態規劃法、減徑分析優化法等。其優化的目的是追求造價的目標優化，合理配置系統的管段管徑，設計人員應根據項目特點選擇優化設計的方法。

1.2 燃氣支管設計

燃氣支管作為市政燃氣管網的重要組成部分，在開展燃氣支管設計工作時，設計人員需要協調組織好燃氣支管與城市燃氣主管之間的銜接工作。燃氣支管設計內容需要根據規劃用地用氣需求，重點針對燃氣支管分布與走向問題進行規劃設計，其目的在于保障局部管網系統配氣效果，增強市政燃氣管網運行的穩定性，滿足用戶用氣需求。燃氣支管設計起點處應設置閥門，并應根據當地燃氣權屬部門的要求及習慣做法設計標志樁、警示帶，并在燃氣支管上設置保護層，延長支管使用壽命。

燃氣支管屬于城市配氣的運輸管道，通過細化好各設計步驟，可以提升燃氣支管設計效果。例如，道路的管線橫斷面布置過程中，一般要求燃氣管道設計于非機動車道下方，以方便后期檢修維護。例如，深圳地區一般要求敷設在道路的西側、北側非機動車道下方，分段閥門間距一般不超過1km，以方便分段檢修。另外，深圳地區的市政燃氣管道埋深一般要求非機動車道下方要大于1.2m的覆土、機動車道要大于1.5m的覆土要求，如不滿足則設計時，需考慮采取管溝、套管的保護措施。該設計管道覆土埋深相比《城鎮燃氣設計規范》6.3.4要求的管道埋深略有提高，主要也是考慮管道的安全維護。所以，在設計的時候，應針對不同城市的設計要求，做好相應的地方習慣調查、分析等工作，以此制定詳細、合理的燃氣支管設計方案，確保后續工程建設的具體落實。

1.3 燃氣管網應力設計

一般來說，燃氣管網周圍地基沉降以及溫度變化均會對燃氣道的安全運行構成威脅，其主要原因是管道應力影響。例如，當地基沉降超過允許沉降量時，燃氣管道應力將會發生明顯變化，隨著燃氣管道應力變化的不斷加劇，管道會相繼發生彎曲變形等現象問題，最后可能會導致管道斷裂現象。

針對這一問題，建議設計人員在進行市政燃氣管網設計工作時，對管道應力設計問題予以高度重視。例如，對于明敷的管道，需要進行應力計算，以便采取必要的補償措施，消除管道應力影響。其中，中壓燃氣鋼制管道隨橋敷設的明敷，應考慮溫度變化產出的管道應力影響，通過計算溫度補償量可加設方形補償器或者金屬波紋管補償器以減少應力對管道的破壞。針對高層建筑的燃氣上升立管底部而言，建議設計人員增設管道支墩，以實現承載上升立管自重的目的，并采取立管與埋地引入管分隔的方式，增強補償作用。

1.4 設計注意事項

開展市政燃氣管網設計工作時，設計人員應該根據市政燃氣管網周邊區域環境地質情況，對市政燃氣管網的設計方案進行統籌規劃及合理部署。其中，設計人員應該根據市政燃氣管網周邊構筑物情況以及勘察物探資料，提前預判市政燃氣管網施工設計可能存在的問題，并采取針對性防范措施進行處理。除此之外，為保障市政燃氣管網設計與施工過程的相互深化，設計人員可運用BIM技術進行建模，通過可視化的技術模擬燃氣管網與其他構筑物的關系，復核與其他市政管線的空間聯系，檢測交叉管線位置及情況，模擬燃氣管網施工流程，確定施工過程中的重難點。

2 市政燃氣管網施工問題及管理措施分析

市政燃氣管網施工現場所面臨的不確定因素較多，在施工作業期間，要求現場施工人員具有高度的質量管控意識，加強對細節要點的貫徹落實力度，從根本上保障市政燃氣管網運行質量效果。市政燃氣管網施工建設期間，容易受環境因素以及操作因素的影響，而出現質量缺陷問題，如管道焊縫的質量優劣或者腐蝕問題。對此，為保障市政燃氣管道施工質量安全，建議施工單位方面應該從以下兩個方面入手。

2.1 構建科學、合理的市政燃氣管網施工管理體系，保障現場施工質量安全

為確保市政燃氣管網施工質量效果得以深化加強，建議施工單位方面應該確立高度的質量管控意識，加強對市政燃氣管網各施工階段質量管控點的貫徹落實力度。

一方面，施工單位在開展燃氣管網施工作業前，應該做好大量前期準備工作。首先，施工單位方面應該準確把握燃氣管網施工環境以及周邊地質水文情況，復測物探資料，及時排查不確定因素以及隱患因素，保障現場施工質量安全。根據現場條件對施工方案內容進行適當調整與優化，為以后施工質量安全提供保障。

施工單位、監理單位應該對入場所使用的管道設施以及材料進行質量檢測。重點針對管道設施規格以及數量進行合理確定，根據科學合理的質量檢測原則，貫徹落實質量檢測工作內容，避免質量不達標的管道設施及材料入場。除此之外，在現場施工作業期間，施工管理人員應該始終按照質量管理原則以及安全管理原則，對現場施工工藝內容進行準確梳理與嚴格把控。對于施工期間所存在的質量缺陷問題，必須結合問題表現及成因，采取針對性措施進行處理，以防止出現施工安全問題。

2.2 高度重視管網設施后期維護管理工作，減少運行隱患問題

市政燃氣管網實施后，相關管理單位需要加強對燃氣管網維護保養工作的重視程度。在日常維護保養期間，相關負責人員應該重點針對燃氣管線防腐工作進行統籌規劃與合理部署。一般來說，燃氣管道常年埋設于地下，容易受到土壤環境以及相關因素的影響而出現腐蝕問題。當腐蝕速率難以控制時，很容易引發管道泄漏等安全問題。相關負責人員應該定期對燃氣管道運行狀態進行檢測分析，對于燃氣管道存在的漏氣點問題進行及時修復。需要注意的是，燃氣管道權屬部門可通過確立巡線護管崗位加強對燃氣管線運行情況的排查分析，必要時，可以利用信息化監測等技術內容，重點加強對高風險區域的監測管理。

3 結語

總而言之，為確保市政燃氣管網設計與施工能深度加強優化，建議相關人員應該主動承擔自身的崗位責任，堅持按照市政燃氣管網建設規范要求，對市政燃氣管網設計以及施工內容進行統籌規劃與合理部署。其中，對于市政管網設計以及施工存在的重難點問題，相關工作人員應該主動結合問題表象及成因，采取針對性措施進行處理。除此之外，市政燃氣管網建成后，相關工作人員應該加強對市政燃氣管網的維護保養，以避免出現質量缺陷問題。相信在所有相關單位的共同努力下，我國市政燃氣管網建設水平將會得到進一步加強。