淺談油氣管道同溝敷設設計

摘 要：國內油氣管道建設過程中經常遇到設計同溝敷設管道情況。本文以同期建設的某油氣、氣氣并行管道中同溝敷設管道的設計為案例，通過介紹線路相關設計、施工技術要求及運行維護建議的整體設計，來闡述同溝敷設管道的設計理念、設計思路及安全原則。

關鍵詞：油氣管道；同溝敷設；線路設計；施工要求；運行建議；

中圖分類號：TE83 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-04-00257-01

一、前言

我國土地資源緊張，考慮到節約利用土地，避免沖突規劃，地方規劃部門一般要求路由方向大致的管道在同一廊道內并行敷設，局部困難地段盡量同溝敷設。同溝敷設管道間距過近，易出事故，且近距離也不利于施工和運行操作，為此應盡量減少同溝敷設管段。

二、線路設計

同一家建設單位的并行管道應是一家設計院設計，不同建設單位的并行管道可由不同設計院設計，但其中的同溝敷設管道應以一家設計院設計為主，同時相關設計院在技術方案上達成一致。

（一）同溝管段的確定。本案例工程在局部特殊地帶，如規劃密集區，采用同溝敷設方式。沿線同溝敷設管段長度為幾十米至幾公里不等，間隔設置并行敷設管段或穿越管段。

（二）線路用管。油氣管道對鋼管質量有專門規范要求，同溝敷設管段用鋼管質量要求更高。一般鋼管技術規格書中會著重提出下列要求：1、制管用鋼板需用熱機械控軋工藝（TMCP）生產；2、嚴格控制板材中碳含量、降低硫磷含量，嚴格控制鋼管晶粒度及金屬夾雜物等級；3、嚴格控制管材屈服強度；4、保證管道斷裂韌性指標，成品油管道應不起裂，天燃氣管道在兩根鋼管長度內能止裂；5、鋼管應具有抗SCC（硫化物應力開裂）和HIC（氫致開裂）性能；6、制管用板材采用超聲波進行全面探傷，以防止存在夾層和缺陷；7、鋼管全焊縫進行X射線檢查，同時要求在水壓試驗前后分別進行焊縫全長全焊縫區域縱橫向缺陷超聲波檢查；8、工廠內水壓壓力要求達到0.95σs，施壓時間不小于15S，穩壓全過程不允許滲漏；

整體或局部并行敷設管道的材質、壁厚往往按單條管道情況，結合《輸油管道工程設計規范》[1]GB50253-2003（2006年版）或《輸氣管道工程設計規范》[2]GB50251-2003相關規定進行設計；對其中一小部分同溝敷設管段的壁厚可以在一般單獨敷設管道壁厚基礎上進行適當提高，一般不改變管道材質。

（三）間距選取。同溝敷設管道間距應綜合考慮施工和維搶修的需要、避免陰極保護相互干擾及降低一條管道失效對相鄰管道的安全影響等因素后確定。當油氣管道并行時，以輸氣管道相關參數確定間距并按其管徑大小進行區分。按照《油氣管道并行敷設設計規定》[3]第6.2.5條規定，同溝敷設段管道最小并行間距應符合表1要求。

表1同溝敷設段管道最小并行間距

（四）管溝設計。1、溝底寬度。管溝深度小于或等于5m時，同溝敷設管段溝底寬度應按B=D1+D2+E+K計算。

式中B—，溝底寬度，m；

D1—一條管道用鋼管的結構外徑，m；

D2—另一條管道用鋼管的結構外徑，m；

E—同溝敷設管道凈距，m；

K—溝底加寬裕量，按GB50251或GB50253相關規定取值，m。

當管溝深度超過5m時，溝底寬度應根據土壤類別及物理力學性質確定。2、管溝深度。管溝深度由管頂埋深、管徑及管底超挖量組成。同溝敷設管道的管溝深度還要綜合比較各管道頂部對應地面高程大小、管道管徑差異、不同管道管頂埋深要求等因素得出。3、管溝邊坡坡度。根據土壤類別及物理力學性質，按照GB50251或GB50253相關規定并結合現場試挖情況確定。

三、防腐設計

1、外防腐。同溝敷設管道宜選擇同類型和級別最高的外防腐層。管道外防腐層的設計符合《鋼質管道外腐蝕控制規范》GB21447的要求。2、陰極保護。本案例工程并行敷設地段管道的陰極保護執行《埋地鋼質管道陰極保護技術規范》GB/T 21448的相關規定。由于均為部分管段同溝敷設，對各條管道單獨實施陰極保護。

四、施工技術要求

不論建設單位是否為同一家，均應根據同溝敷設管道的特點，合理劃分施工標段，從而確定同溝敷設段管道由同一家施工單位同步開展施工。

（一）管溝開挖。結合施工工具、焊接方式、設計參數制定管溝開挖施工方案。熱煨彎管、冷彎管及溝下碰死口處溝底寬度較一般地段大。特殊地段、管溝挖深超過5m時，根據實際倩況采取邊坡適當放緩、加支撐或采取階梯式開挖措施。

（二）管道組裝。同溝敷設段管道的組裝方式應根據實際情況綜合選定。施工中應采取措施保證管溝穩定性，通過采取隔離、限位措施保證管道間距。同溝敷設管道的管徑相近時，應采用不同顏色外防腐層或采取永久性標記措施。

（三）焊接檢驗。本案例工程所處地區經濟發達，人口密集，為安全起見，同溝敷設管道所有環向焊縫采用100%X射線照相檢驗，還應進行100%超聲波探傷復驗。

（四）管溝回填。管溝回填前，使用電火花檢漏儀檢查管道防腐層；管溝回填時應注意對兩條管道均埋設警示帶；管溝回填土自然沉降密實后，應對管道防腐層進行地面檢漏。

五、運行維護建議

（一）注重防腐蝕控制，設置光纜預警系統，提高管道自身安全，避免對鄰近管道造成破壞。此外，運營單位要有針對性的制定可行有效地事故應急預案并注重加強演練。加強現場巡檢。巡檢員應每天定期檢查負責管段，積極監督或預判可能在管道附近的施工作業，要阻止在管道保護范圍內動火、動土等作業。

（二）注重防腐蝕控制。1、加強對同溝敷。設管段測試樁電位的檢查記錄，關注陰極保護恒電位儀及陰保站控制臺電流變化。針對變化情況，及時排查處理問題。2、定期對同溝敷設管道附近雜散電流進行干擾測試并采取相應的處理措施。

六、小結

本文結合案例工程設計情況，闡述了同溝敷設管道的設計思路，并提出了自己的看法，希望能對今后同類工程的設計提供借鑒和參考。

參考文獻：

【1】《輸油管道工程設計規范》GB50253-2003（2006年版）

【2】《輸氣管道工程設計規范》GB50251-2003

【3】《油氣管道并行敷設設計規定》，中國石油天然氣股份有限公司天然氣與管道分公司發布，2010