摘 要:隨著天然氣事業的發展,長輸天然氣管道穿越工業園區的情況往往不可避免。文章將對穿越工業園區的長輸天然氣管道施工中需要注意的一些問題進行討論。
關鍵詞:長輸天然氣管道;工業園;施工;特殊性;規劃協調
中圖分類號:TE973 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2012)29-0156-02
近幾年,江西省的管道天然氣事業以蓬勃的姿態,實現了跨越式的發展。承接“川氣東送”的優質氣源,相繼實現了對九江、南昌、景德鎮等環鄱陽湖經濟圈重要城市的管道天然氣供應。在這一系列的建設中,長輸管道穿越廠礦集中、地面建(構)筑物密集的工業園區的情況越來越多,而此類超高壓(壓力≥4.0MPa)、易燃易爆、占地面積有強制要求的管道穿越將對工業園的安全、管理以及規劃、建設與發展都產生較大影響。本文將以江西省為例,對穿越工業園區的長輸天然氣管道施工問題進行討論。
1 工業園區的特殊性
①陶瓷、化工、冶煉等資源性企業為主,對天然氣的需求很大。江西是浙、粵、閩等經濟發達地區的后方腹地,更連接皖、鄂、湘三省交界,更兼鄱陽湖天然水域,地理位置突出。從沿海內遷的廠礦企業很多都選擇落戶江西,以致近幾年江西的經濟增速不斷加快,能源使用量也是越來越大,特別是工業能源的用量已經是制約其發展的主要瓶頸。而天然氣可以作為很多工業的原料氣以及能源氣,且比煤炭更加清潔環保。現在江西全省完成燃氣置換的企業,特別是化學制造、重金屬冶煉等行業完成焦爐煤氣置換天然氣的還處于少數,未來的天然氣需求發展空間還很大。
②工業園內廠區林立,且并無專屬的燃氣通道,管道選線路由限制多、可選擇性小。工業園區一般位于城市的邊緣郊區,占地一般都是成百上千畝,但是園區內廠礦四下分布,并無閑散的土地可專門用于敷設天然氣管道,且園區內地下障礙物集聚,給排水、光通訊以及廠某些礦專用的埋地管道已經占用了園區內的有限的可用公共土地資源。這些地上地下的建(構)筑物和管道,使得工業園區內的管道敷設不同于一般意義上的長輸天然氣敷設,在我們建設的時候可以利用的土地資源很少,無形中增加了設計選線的難度和施工作業的可操作性。
③由于場站、放空區、管道的壓力等級和安全間距等國標規范性要求,故與周邊廠區的間距具有輻射性、強制性。根據《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》明文規定,在我國天然氣管道線路中心線兩側各5 m地域范圍內,禁止取土、采石、建房以及修建其他建筑物、構筑物。同時,根據《石油天然氣工程設計規范》,在增加管道的壁厚以強度保證管道和管道周圍建(構)筑物的安全的前提下,保證放空區距離建(構)筑物60 m的安全間距。這些法律法規和設計施工規范讓我們在設計施工中能夠有法可依,有章可循。但是在工業園區這樣廠區規劃緊湊、建(構)筑物相對密集的地段,要保證規定安全間距的輻射性、強制性是我們設計施工中的一個大問題,需要與園區規劃等相關單位做好溝通協調,保證與廠礦的距離、合理規劃線路走向。
④工業園區人員集中、重車碾壓以及第三方施工頻繁、天然氣管道一旦破壞,危害甚大。多年來的管道建設和使用經驗已經證明,在實際中并不存在絕對安全可靠的管道,不論設計時多么謹慎,施工時多么規范,維護時多么仔細,總是有管道破壞的事情發生。引起天然氣管道破壞,造成安全事故的原因多種多樣,而工業園是人員相對集中,施工相對頻繁的特殊地帶,其對管道的破壞主要表現在以下幾種形式:
第一,園區主要通行重型車輛,重達幾十噸的車輛對于埋地管道的碾壓是一個重要的安全隱患。
第二,園區廠礦林立,可燃燒火源多、易燃易爆材料集中,如果發生燃氣泄漏很容易引起火災。
第三,園區建設施工多,破土多,且由于大多數的建筑施工人員對天然氣管道的認識不到位,安全意識不高,很容易就挖到管道,造成第三方破壞,引起事故。
2 工業園內天然氣管道施工需要注意的問題
2.1 做好管道自身安全防護,做好多重防護措施
天然氣管道建設中的安全防護有兩個指導思想:一是控制管道自身的安全性,要求嚴格控制管道及其構件的強度和嚴密性,通過對強度的控制來確保管線系統的安全,從而對周圍建(構)筑物提供安全保證。二是控制安全間距,通過控制與周圍建(構)筑物的足夠的距離,被動的提供安全保證。
根據我們實踐的經驗來看,保證與周圍建(構)筑物足夠的安全間距是較難控制的,且隨著建設速度的加快,已建成的管道在新的規劃中也很難保證有足夠的安全間距。因此,控制管道自身安全通過選用高等級鋼材、加厚防腐等級、選用先進施工工藝、控制埋設深度、加強管道巡檢等手段,從主動的方面去加強安全防護。在保證自身安全防護的前提下,在條件允許的情況下,控制與周圍建(構)筑物的足夠的距離,采取多種措施以最大限度的保障管道安全。
2.2 合理規劃線路走向,符合園區總體規劃要求
管道建設必須遵循節約用地和經濟合理的原則。工業園區大部分的土地都為廠區的圍墻所包圍。可用的土地較少,同時考慮安全間距,可選的線路走向就更少,因此合理規劃就尤為重要。
①要結合工業園內管道經過地區的建(構)筑物密集程度、地下管道線纜走向、技術標準、施工難度、地區等級等因素, 進行多種線路方案的研究與比選,對各個方案做出正確分析和評價后,從中選出一個較優的具有科學性的方案。
②為了保證管道從建設到將來整個運行期間的安全,在常規設計基礎上,應對管道所經過的重點地區如穿越主干道、毗鄰燃燒明火的廠礦、有大量木材可燃物的家具加工廠等作災害風險評估,在評估基礎上再對管道設計進行改進。這項工作會有助于通過考慮管道風險來優化設計,從而在不降低管道安全性的條件下制定較經濟合理的方案。
③根據《管道保護法》的規定,管道建設選線設計方案應符合城鄉規劃,經當地城鄉規劃主管部門審核通過的管道選線方案,將依法納入當地城鄉規劃中,管道建設用地在規劃實施中應予以控制預留。這項規定較好的解決了我們管道建設與園區規劃發展的矛盾。在設計階段就要與園區規劃緊密結合,把管道建設納入園區整體規劃內考慮,盡量減少對園區規劃、建設以及土地利用率的影響,同時保證我們管道建設的用地的合法性、經濟型。
④為更好節約用地,天然氣管道路由可盡量避開園區中心地段及重點發展地段,盡量選擇沿園區道路綠化帶、距離廠房有一定距離的廠區圍墻外以及園區規劃的邊緣地帶等相對合理的線路走向。
2.3 協調規劃好與供水、電力、通訊管道及規劃道路等
的交叉穿越
在園區施工中經常會碰到與供水、電力、通訊管道等基礎設施交叉或并行敷設的情況。這些行業管理部門都有各自行業的發展規劃及特殊的安全要求。我們再設計和施工中要注意協調規劃好此類交叉穿越,在滿足國家技術規范的強制性要求的同時,盡量避免特殊位置上的沖突,減少使用中的相互影響。
園區內的供水,通訊管道較多,一般也是埋地敷設,且走向路由也多集中于道路綠化帶下。因此,在滿足必要的凈距要求前提下,還要從保護管道、方便施工及維護等方面考慮,合理安排管道的地下空間位置。對于安全間距無法滿足的,要加設足夠的隔斷保護措施。
工業園區內一般都是10 kV及更高的電力井架,故在交叉穿越時,盡量避免位置過近,如無法滿足安全間距要求則要做好排流保護措施。
管道與園區道路交叉穿越時,要注意結合規劃,了解將來的道路規劃,提前預埋套管。在特殊地段穿越時,可考慮采用頂管或小型定先鉆的方式。特別是對于重車碾壓較多的地段,既要增加埋深,又要增強套管級別,做到雙重保險。
3 其它需要注意的問題
3.1 加強與園區規劃的溝通銜接
天然氣管道建設是一個城市發展建設必不可少的環節,大部分的城市總體規劃還沒有把天然氣管道建設納入基礎設施的規劃中,但是其重要性越來越凸顯,這就需要我們主動去溝通,去銜接。通過增強溝通,減少分歧,早接觸,早解決。比如,城市規劃與我們的設計院采用不同的坐標系或高程系,導致定位不準確的問題,就可以通過加強溝通,在第一時間換算為統一的西安85坐標或94高程系。還有穿越園區規劃但為建設道路時,涉及到管道埋深的問題,通過加強溝通,可以采用預埋足夠長度的套管、埋深至規劃道路標高以下等方式解決。
3.2 加強與園區內下游對接城市燃氣的溝通銜接
與園區內下游城市燃氣的對接,是我們長輸天然氣實現供氣銷售的最后一環。由于園區特殊的地域性,雙方可以有更多的方面實行溝通銜接。比如可以建設簡化流程占地更少的合建站,管道施工時也可以相互結合參考線路走向,對共同交叉穿越地下障礙物的管段做統一的布置及保護,對園區內的管道走向布置做合理的規劃,盡量縮短通過園區的長度,避免重復建設等等,通過這些溝通銜接達到節省投資和資源最大化利用的作用。
3.3 采用多氣源、多供氣方式的手段加強供氣保障
工業園區的用氣具有用量大、用氣量穩定、停氣損失大等特點。因此在建設階段就要把保障天然氣穩定供應納入規劃。現階段,江西的多氣源、多供應保障已初具規模,“川氣東送”的優質氣源,已經為贛鄱大地點燃了綠色工業崛起之火,“西氣東輸二線”承接的來之西亞的天然氣也在贛南燃起了星星之火,位于湖口縣長江江畔的LNG的建設也將為江西工業的發展注入新的力量源泉;CNG子母站和LNG接受撬塊等供氣方式也是除管道氣之外保障天然氣供應的有效手段。
4 結 語
天然氣引入工業園區的實施對于城市能源結構調整、環境保護、綠色工業崛起等帶來了的發展機遇。但由于長輸管道在工業園這一類特殊地段施工并不多見,所以在法規和技術規范、管道選線與安全、管材和設備選用、施工工藝技術、政府監管配合等方面都對我們提出了一系列新的挑戰,這些都需要不斷深入地研究和探索。
參考文獻:
[1]王蓉.城鎮超高壓天然氣管道設計探討[J].煤氣與熱力,2005,(9).