天然氣管道增壓工程中線路工程的施工設計

張曉

摘要：根據《輸氣管道工程設計規范》GB50251，本工程沿線地區等級劃分情況是這樣的：中干線越站至增壓站段（DN500）652.8m 為一級； 增壓站與塔榆管線連接段（DN700）577m 亦為一級。線路施工作業帶的寬度應根據《油氣長輸管道工程施工及驗收規范》（GB50369‐2006）的要求，以及現場情況、施工機具等確定，建議 DN700 管道施工作業帶寬度取 18m，DN500 的管道取 14m。新建中干線越站至增壓站段進出管線長度較短，管線采用犧牲陽極的陰極保護形式；新建增壓站與塔榆管線連接段進出管線長度較短，管線直接納入已建塔榆管線陰極保護系統， 采用強制電流的陰極保護形式；為避免陰極保護電流的流失，在管道進、出站處應安裝絕緣接頭。

關鍵詞：天然氣管道；管溝回填；管道轉角；防腐；設計；標準

該天然氣管道增壓擴能工程中塔榆增壓站進站壓力，塔榆首站天然氣來氣壓力2.0～4.5MPa。天然氣平均溫度289K（16℃）。中干線天然氣來氣壓力2.0～5.7MPa。而榆濟首站要求進站壓力為4.0MPa，考慮塔榆末站站內0.1MPa的壓力損失，塔榆末站進站壓力為4.1MPa，塔榆增壓站在輸量為53×108Nm3/a的條件下出站壓力應為5.7MPa。線路部分的設計方案是這樣的：中干線越站至增壓站段管線，管道公稱直徑為DN500，長度約0.7km，設計壓力6.3MPa；增壓站與塔榆管線連接段管線，管道公稱直徑為DN700，長度約0.6km，設計壓力6.3MPa。中干線越站至增壓站段，管線起自1#閥室預留接頭（34#集氣站-塔榆首站管線），出閥室后向南敷設進入塔榆增壓站。增壓站與塔榆管線連接段，塔榆增壓站位于已建塔榆管線東側，就近將原有塔榆管線截斷接入塔榆增壓站，增壓后外輸管線接入現有塔榆管線。根據《輸氣管道工程設計規范》GB 50251，本工程沿線地區等級劃分情況是這樣的： 中干線越站至增壓站段（DN500）652.8m為一級；增壓站與塔榆管線連接段（DN700）577m亦為一級。

1 線路用管

中干線越站至增壓站段管線：站場上下游200m管道，閥室上下游50m管道，直管段采用Φ508×10mmSAWL（直縫埋弧焊），熱煨彎頭 采用Φ508×12.5mmSAWL（直縫埋弧焊），其它直管段管道采用Φ508×7.1mmSAWH（螺旋縫埋弧焊）鋼管，冷彎彎管采用Φ508×7.1mmSAWL（直縫埋弧焊）鋼管，熱煨彎頭采用Φ508×10mmSAWL（直縫埋弧焊）鋼管。增壓站與塔榆管線連接段管線，冷彎彎管采用Φ711×11mmSAWL（直縫埋弧焊）鋼管，熱煨彎頭采用Φ711× 12.5mmSAWL（直縫埋弧焊）鋼管。冷彎彎管曲率半徑為40D，熱煨彎管曲率半徑為6D。

2 管溝開挖及回填

本工程管道管頂覆土深度不小于1.6m。

（2） 管溝開挖。管溝開挖前，應向施工人員說明地下設施的分布情況。在地下設施兩側3m范圍內，應采用人工開挖，并對挖出的地下設施給予必要的保護。對于重要的地下設施，開挖前應征得其管理部門同意，必要時應在其監督下開挖。

在耕作區開挖管溝時，應將地表300～500mm的耕作土（熟土） 與下層土分別堆放，以便后期進行地貌恢復時仍然覆于地表，為復耕、復植創造條件。下層土應放置在靠近管溝的一側。

（3） 管溝回填。管溝回填前，應使用電火花檢漏儀檢查管道防腐層，如有破損或針孔應及時補修；檢測電壓執行防腐專業設計文件要求。管溝回填土自然沉降密實后（一般地段自然沉降宜30天），應對管道防腐層進行地面檢漏，符合防腐專業設計規定為合格。管溝回填前應將陰極保護測試引線焊好并引出地面，或預留出位置暫不回填。回填土應平整密實。在管道出土端和彎頭兩側，回填土應分層夯實。管道施工完后，應最大限度恢復原地貌，不造成生態環境割裂； 保證最大限度地減少新增水土流失隱患；保證土地所有者的滿意；并進行及時補種和補栽，確保草木成活。

3 管道轉角

（1） 線路彎頭采用R=6D的煨制彎管，冷彎管采用R=40D的彎管 ，彎管壁厚減薄量應滿足設計壓力下所要求的最小管壁厚的要求。

（2） 管道平面的彈性敷設應采用不小于1000D曲率半徑。豎面 的彈性敷設曲率半徑應滿足自重條件下彈性敷設的要求，同時滿足管道強度的要求。

（3） 在場地條件許可的情況下，對平坦地段，在豎面上應優先采用彈性敷設。

（4） 在進行線路的平斷面設計時，避免≤90°的平面及豎面的轉角，盡量使轉角控制在可彈性敷設或可采用冷彎管的范圍內。

（5） 彎頭應采用系列化，推薦采用3°一個系列，DN500具體為18°、21°、24°……；DN700具體為15°、18°、21°……。平原地區對于小角度彎頭盡量采用兩個冷彎組合。

（6） 考慮施工難度，盡量避免大角度的迭加彎頭、彎管。

（7） 管道改變方向時優先采用彈性敷設，因地形限制無法實現彈性敷設時，可采用冷彎管或熱煨彎頭連接。當水平轉角<3°及縱向轉角<2°時按自然彎曲處理；當水平轉角<6°時，或當縱向轉角

<4°時，采用彈性敷設，曲率半徑R≥1000D，并要滿足管道強度條件和自重作用下的變形條件。因地形限制無法實現彈性敷設時，采用冷彎管連接，冷彎能力受施工隊伍冷彎水平、冷彎設備等影響，當冷彎轉角超過規定值時，宜采用6D熱煨彎管。本項目中各種管徑鋼管推薦冷彎最大角度見表3.5-1。

（8） 在相鄰的反向彈性彎管之間以及彈性彎管和人工彎管之間，應采用直管段連接，直管段長度不應小于500mm。管道允許冷彎角 度詳見表1。

4 遵循的主要標準規范

（1） 《輸氣管道工程設計規范》GB50251-2003；

（2） 《石油天然氣工程設計防火規范》GB50183-2004；

（3）《工業金屬管道設計規范》（2008年版）GB50316-2000；

（4） 《石油天然氣工程總圖設計規范》SY/T0048-2009；

（5） 《石油天然氣工業 管線輸送系統用鋼管》GB/T9711-2011；

（6） 《油氣輸送管道穿越工程設計規范》GB50423-2007。

5 施工及驗收規范

（1） 《現場設備、工業管道焊接工程施工規范》GB 50236-2011；

（2） 《工業金屬管道工程施工規范》GB 50235-2010；

（3） 《現場設備、工業管道焊接工程施工質量驗收規范》GB 50683-2011；

（4） 《工業金屬管道工程施工質量驗收規范》GB50184-2011；

（5） 《石油工業動火作業安全規程》SY/T5858-2004；

（6） 《天然氣管道運行規范》SY/T5922-2003；

（7） 《鋼質管道焊接及驗收》SY/T4103-2006。

6 結論及建議

（1） 該天然氣管道增壓工程的線路施工作業帶的寬度應根據《油氣長輸管道工程施工及驗收規范》（GB50369-2006）的要求，以及現場情況、施工機具等確定，建議DN700管道施工作業帶寬度取18m， DN500的管道取14m。

（2） 管線沿沙丘坡地段應敷設水工保護裝置。對于大型固定沙丘坡地段，管溝內每隔10～15m設置一道土袋截水墻；對于流動性的小型沙丘，管線應深埋。對于沙丘地及粗沙平地，采用以管線為中心， 在該地區主導風向下風向20m，上風向草方格固沙寬度不小于40m， 然后在地勢較高的沙丘頂部，設置阻沙柵欄，以防止管線被風移沙丘埋沒。管線穿越路堤、路塹的水工保護措施是：對受到開挖管溝影響的路堤、路塹，有防護結構的按原結構恢復路堤、路塹；無防護結構的，可根據實際情況加設砌石擋土墻、砌石護坡型式的路堤、路塹， 以確保管道及穿越處道路的安全。

（3） 該方案主要針對中干線越站至增壓站段的光纜設計。線路起點為34#站至塔榆首站光纜線路標志TX-J34-4，終點為塔榆增壓站內通信機柜內光纖配線架。光纜與管道同溝敷設，光纜線路敷設至增壓站外后，沿圍墻上預留鋼管敷設至站內新建手孔，再沿站內通信管道敷設至機柜間光纖配線架。

（4） 根據管線經過地段的土質、地貌情況，新建增壓站與塔榆管線連接段及中干線越站至增壓段線路均選用普通級常溫型三層PE。冷彎彎管防腐層同埋地管道主體防腐結構。熱煨彎頭防腐結構為無溶劑液體雙組分環氧涂料 1 道，外包覆聚乙烯熱收縮帶。補口防腐結構為無溶劑液體環氧涂料+聚乙烯熱收縮補口帶。新建中干線越站至增壓站段進出管線長度較短，管線采用犧牲陽極的陰極保護形式；新建增壓站與塔榆管線連接段進出管線長度較短，管線直接納入已建塔榆管線陰極保護系統，采用強制電流的陰極保護形式；為避免陰極保護電流的流失，在管道進、出站處應安裝絕緣接頭。