西成客專與蘭成渝輸油管道的干擾優化設計

王利鋒

鐵路選線設計中,不可避免的會與既有油氣管道發生交叉或并行干擾,為了適應石油、天然氣工業與鐵路建設事業的正常發展,需合理處理好石油、天然氣管道與鐵路之間的關系,以確保油、氣管道與鐵路正常運營安全。綜合考慮到線路技術要求以及工程投資等因素,在一般情況下,對干擾段的油氣管線進行遷改,以滿足鐵路建設需求,但是對于長大輸油氣管道的遷改,會嚴重影響區域性油氣運輸,會對下游用戶的正常生產造成較大的經濟損失,遷改工程較大,不僅增加了鐵路建設工程投資,而且影響鐵路工程建設工期。

西成客專廣元至江油段與既有中國石油管道公司蘭成渝輸油分公司(以下簡稱“蘭成渝”)的輸油管道走向基本一致,蘭成渝是中國石油天然氣股份有限公司的地區分公司中國石油管道公司的 15個輸油(氣)分公司之一,蘭成渝成品油管道起始于甘肅省蘭州市,沿途經過甘肅省、陜西省、四川省、重慶市三省一市,是連接西北與西南地區的“能源生命線”,是西南地區重要的輸油干線[1]。設計鐵路與輸油管道有多處交叉或平行,若對干擾段的管道全部遷改,遷改工程投資巨大。因此合理處理西成客專與蘭成渝輸油管道的干擾是擺在西成客專設計中的一個重要課題。

1 西成客專與蘭成渝輸油管道的干擾情況

西成客專與輸油管道的干擾主要表現在以下兩個情況。

1.1 干擾輸油管道正常生產

設計鐵路用地界占壓既有管道,對管道的正常維護作業帶來不便,見圖 1。

1.2 影響管道安全運營

主要表現在以下兩種情況:

1)雜散電流腐蝕管道。電氣化鐵路高壓接觸網及其系統,通過阻抗、感抗、容抗耦合而對相鄰的埋地管道造成干擾,使輸油管道中產生雜散電流,從而導致雜散電流從管道流出部位發生電解敷設,長久以往,管道會生銹,嚴重時候,管道會破損,造成危害(見圖 2)。

2)防火安全規范要求。為保證鐵路以及管道的正常、安全運營,國家建設部、鐵路部、石油部等部門相繼頒布了一系列法、令(條例)、規章、規范等,規定了鐵路線路與管道并行距離、交叉角度、凈空等相關要求。現行法、令(條例)、規章、規范主要有:中華人民共和國國務院令(第 313號)《石油天然氣管道保護條例》、中華人民共和國國務院令(第 430號)《鐵路運輸安全保護條例》、中華人民共和國主席令(第三十號)《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》《原油、天然氣長輸管道與鐵路相互關系的若干規定》[87]油建字 505號/鐵基[1987]780號、GB 50183-2004石油天然氣工程設計防火規范等規范。

2 降低西成客專與蘭成渝輸油管道干擾的工程措施

降低設計鐵路與輸油管道干擾的工程措施一般分為以下三種方式。

2.1 遷改管道

對不符合與鐵路安全距離以及影響鐵路施工的輸油管道進行遷改,以滿足鐵路安全建設以及日后正常運營要求。圖 3為西成客專DK××+×××處設計橋墩與輸油管道發生交叉,而設計橋梁段的前后均受市政道路控制,不易調整橋墩孔跨,擬遷改輸油管道如圖 3所示,避開設計橋墩。

這種處理措施是最常用的方法,該方法的優點在于:降低了鐵路設計干擾因素、簡單易行。但由于蘭成渝輸油管道是西南地區輸油干線,遷改管道會嚴重影響西南地區油品運營生產,遷改管道會造成較大的經濟損失,遷改工程費用也較高。

2.2 改移鐵路

對于鐵路與管道干擾區,直接改線,避開管道。這種方式常在鐵路前期選線階段使用。但因鐵路設計需綜合考慮政治戰略、經濟效益、路網規劃、客貨運輸等需求、設計線路技術要求等因素,線路改移、繞行不僅會增加工程投資,而且可能會導致鐵路選線方案的不成立,因此該方法具有很大的局限性。

2.3 優化設計

以上兩種方案均具有一定的局限性,綜合考慮橋涵設計、路基設計、油氣管線輸送等多專業的技術特點,采用優化設計,合理處理了鐵路與管道的交叉、并行相互關系,降低了遷改工程投資,促進了鐵路順利建設。在西成客專設計中采用了優化設計,大大降低了工程投資。

1)采用路改橋方式,減小鐵路用地界。鐵路設計用地界呈帶狀結構,用地界的范圍主要受地形、線路特點的影響,對于高路基區段,鐵路用地界范圍較大,對于該地段,可通過適當調整線路坡度或采用路改橋方式,減少鐵路用地界范圍,滿足管道正常生產需求。圖 4中的方案圖是圖 1中將設計鐵路由地面鋪設改為橋架的方式。

2)采用門式墩,滿足管道的正常生產。西成客專有多處鐵路設計橋梁與既有油氣管道交叉角度較小,使得設計橋墩距離輸油管道太近,影響鐵路安全施工,也影響管道日常維護作業,有的橋墩甚至占壓輸油管道。經研究,在干擾處的橋梁局部采用門式橋墩,跨過管道,為輸油管道形成正常的維修通道。

3)遷改小管道,避開輸油管道。鐵路穿越管道布置密集區,管道遷改量比較大,需根據遷改工程投資以及效益,去本保本,遷改小管道,避開大管道。

4)采用靜電防腐技術。設計鐵路與輸油管道干擾段,采用防腐方法,降低電氣化鐵路對輸油管道的靜電腐蝕,目前對埋地鋼管采用的防腐技術主要有:絕緣層防腐法、電保護防腐法、犧牲陽極保護法、外加電源陰極保護法、強制排流保護法等方式,對于設計鐵路靜電干擾既有輸油管道處理措施一般可采用犧牲陽極保護法、強制排流保護法兩種方式。

3 結語

通過優化設計西成客專,降低了與蘭成渝輸油管道干擾,成功避讓了 12處既有管道,節約了工程投資約 1.68億元,降低遷改工程投資、提高了設計質量。

[1] http://www.hbsa.gov.cn/zh/html/article/dy/080624.htm.