石油天然氣長輸管道路由選擇與施工技術

呂曉強(四川石油天然氣建設工程有限責任公司，四川 成都 610000)

0 引言

建國初期，我國的科學技術十分落后，石油稀缺，很難保障正常的工業生產與發展。自大慶油田成功開發，我國才正式邁出了油田開發的第一步。最初并不是用長管道運輸石油，不僅整個石油運輸過程充滿危險，而且也造成了石油資源的大量浪費。石油是一種易燃易爆品，但我國最初的運輸工具卻十分落后。直至從石油中提煉出了天然氣，運輸工作變得更加困難，在此情況下，長輸管道應運而生，顯著降低了石油天然氣的運輸風險，提高了運輸效率，解決了大批量石油、天然氣長途運輸的問題。

1 石油天然氣長輸管道路由選擇的標準與規范

1.1 選擇原則

GB 50252—2015《輸油管道工程設計規范》與GB 50251—2015《輸氣管道工程設計規范》中針對路由線路明確提出了選線原則：管道的線路應該充分考慮沿線交通、水利、城市、工礦業、電力等建設情況，以及地質、環境、氣象、水文特點，通過詳細分析與技術、經濟的比較最終確定線路。中間站、大型穿越/跨越工程的位置應該符合管道線路的總體走向，也可以根據特殊情況局部調整。管道需要避開城市水源區、火車站、軍事設施、機場、工廠、國家級自然保護區、國家重點文物保護單位等特殊區域。

1.2 管道與建筑物/構筑物的最小安全距離

敷設石油天然氣管道的過程中，難免會經過建筑物，沿線也不可避免的忽悠房屋建筑、公路、鐵路等設施。根據GB/T 21448—2008《鐵制管道外腐蝕控制規范》《原油、天然氣長輸管道與鐵路相互關系的若干規定》、GB/T 21448—2017《埋地鋼質管道陰極保護技術規范》《關于處理石油管道和天然氣管道與公路相互關系的若干規定(試行)》、DL/T5092—1999《110 kV～500 kV架空送電線路設計技術規程》中均規定了埋地原油、成品油管道和沿線各類建筑物、構筑物、高壓電離線的安全距離如下：密集房屋、城鎮居民點15.0 m；碼頭、機場、大型/中型水庫20.0 m；水工建筑物、工廠20.0 m; 大橋、渡口100.0 m；鐵路用地范圍線3.0 m；公路用地范圍線、中橋、小橋、涵洞50.0 m；光纜與電纜10.0 m；其他沒有采用強制電流陰極保護措施的輸油、氣管道10.0 m；軍工廠、易燃易爆品的倉庫、軍事設施則與相關部門協商。此外，埋地輸油管道和沿線架空電線的最小安全距離分別為：110 kV-4.0 m、220 kV-5.0 m、330 kV-6.0 m、500 kV-7.5 m.

2 石油天然氣長輸管道路由選擇

2.1 綜合考慮各種因素

沿線的交通、水電、自然環境、地形特點、城市規劃、人流量、生態環境等因素都是長輸管道路由選擇時應該充分考慮的。路由的選擇除了要盡量控制成本之外，還要保證沿線施工的安全性。綜合考慮相關參數，盡可能讓線路的覆蓋范圍更廣。

2.2 調整特殊的線路段

規劃整體線路之前，首先要明確線路的基本走向，然后再結合實際情況，考慮特殊位置來進行局部調整。比如有的線路施工過程中要經過大面積的水域，導致施工難度提高，如果不采取有效措施，還可能對水環境造成嚴重破壞，導致當地水土資源的流失。還有一些線路經過山區，施工前應詳細了解當地地震的發生頻率。在鋪設特殊路段的線路時，應綜合考慮施工成本、施工難度、施工進度、施工質量等各種因素，最終做出最合理的選擇，保證管道施工的安全性。

2.3 局部規劃

在必要情況下，可以重新規劃局部管道方向與線路，保護管道無法直接穿越的景區、重點文物保護區等區域。在鋪設長輸管道時，應注意不要給周圍的自然環境造成干擾和破壞，必要時可做好環境保護措施，避免在人員密集、水網密集的區域鋪設管道，以減少外界因素對施工造成的影響，還能節約施工成本，降低施工難度。路由的選擇還要充分考慮當地的交通現狀，利用交通條件為施工提供方便。

2.4 安全第一

長輸管道屬于高危設施，有可能出現燃燒爆炸、泄漏污染等危害極大的重大事故，嚴重威脅人們的生命財產安全，還會破壞沿線植被、水域等生態環境。盡管公共安全與生態安全是石油天然氣長輸管道路由選擇時需要重點考慮的內容，但在實際的規劃階段，仍然有可能存在安全隱患。為此，管道應該盡可能避開人口密集、生態敏感、正在規劃建設的區域以及水源保護地，并提前做好安全施工的防護措施[1]。

3 長輸管道路由選擇方案的實例分析

以成都彭州石化基地——雙流機場的輸油管道為例，開始鋪設管道的位置是彭州市石化基地的成品油庫，出站后一直沿著東南方向鋪設，經過成都市東部，最后抵達成都市南部的雙流機場行有油庫。該管道沿線經過了彭州、新都、青白江、廣漢、龍泉驛以及雙流，全場170 km。計劃長輸管道基本不會經過城鎮建設用地，管道自成都市域的東部經過，避開了成都西部分布著大量河道水渠的都江堰一帶，以及重要的水廠。其中有150 km的管道和其他管道共享成樂輸油干管、石化基地污水干管以及現役航油管道等廊道，其余20 km的管道主要沿著高速路與城市道路鋪設。

4 石油天然氣長輸管道的施工技術

4.1 影響施工的因素分析

4.1.1 自然環境

管道如果需要穿越山區，則需要開挖隧道，在管道經過濕地、凍土等區域時，應該重點改善惡劣的自然環境。因此在實際施工中，往往需要使用專業的技術和設備來克服環境因素。

4.1.2 管道連接安裝技術

長輸管道的連接距離很長，而且會受到自然環境的影響以及技術條件的制約，因此管道在管溝開挖、管溝回填以及管道轉角、銜接過程中都可能出現困難。

4.1.3 監管制度

建設長輸管道的材料需要具有良好的強度、抗腐蝕性以及持續的恒溫溫度。施工時還應合理選擇施工技術，制訂完善的監管制度，以保證施工的順利進行。鑒于長輸管道施工的特殊性，很難有一套完善的監管體系可以覆蓋施工的整個過程[2]。

4.2 施工技術的應用

4.2.1 綜合考察施工環境，穩定自然因素

在長輸管道施工過程中，自然環境是重要的影響因素。為了維持管道建設的穩定性，在設計施工方案時應該充分考慮管道經過的區域，根據區域的環境特點來選擇管道施工方式。比如完成長輸管道的設計方案后，建設單位還需要成立環境探勘與方案規劃團隊，根據設計思路，結合管道需要經過區域的環境特點來制訂改進措施。工作小組需要深度調查管道穿越區域的環境特點，收集相關資料。如果從資源原產點出發，則管道很可能會經過凍土地區。為了保證長輸管道可以順利挖掘管溝，在運輸石油天然氣的過程中維持溫度的穩定，工作小組需要根據凍土特點來采取物理或者化學解凍措施，解凍后應立刻挖掘管溝、安裝運輸管道、填埋管溝。在凍土條件下施工，應該為管道做好保暖措施，注意管道的埋深，保證石油天然氣運輸過程中能夠保持穩定狀態。

4.2.2 管道焊接

長輸管道的鋪設路線長，通常都會采用分節點的操作方式，然后利用合理的焊接技術將各個節點連接在一起。長輸管道的施工中，焊接技術的應用非常廣泛，而且技術要求較高，焊接部位相對脆弱，很容易出現裂縫，造成石油天然氣泄漏，由此引發各種安全事故。傳統焊接技術的焊縫比較小，容易造成焊接寬度太大的問題，而且無法保證焊接位置承受壓力的能力，焊接部位很容易在運輸過程中出現裂縫，埋下安全隱患。因此應該慎重選擇焊接技術，考慮焊接技術的成本，且要操作簡單，能夠保證焊接質量。下向焊接是焊接管道的常用技術，性能良好，能保證焊接部位有足夠的承受壓力的能力，不容易出現裂縫[3]。

4.2.3 管道防腐

運輸石油天然氣的過程中，內部的雜質與外部的微生物很容易造成管道腐蝕，最終導致管道無法正常使用，讓管道出現裂縫，存在泄漏風險。比如石油中含有的雜質會與管道材料產生反應，對管道造成腐蝕。通常會在管道內噴涂防腐涂層以及緩蝕劑來防止管道腐蝕，從內部、外部兩方面著手，能夠盡可能的降低管道受腐蝕的風險。而且，管道腐蝕后還可能形成裂縫，需要采取補口措施，通常選擇石英砂來去除銹跡，然后局部噴砂處理，再用焊接技術補口，讓管道具有良好的防腐蝕能力。

4.2.4 保持管道的干燥

施工結束后，需要對管道進行干燥處理。首先應根據規范要求明確管道干燥標準，保證管道能夠正常、安全的完成運輸石油天然氣工作。重點處理管道的焊接部位，保證管道沖刷區域足夠干燥，以免影響整體施工。除此之外，干燥處理還能延長管道的使用壽命，減少安全事故。

4.2.5 加強惡劣條件下管道的施工質量管理

長輸管道線路長，施工過程中難免會遇到惡劣環境，比如水域或者沖刷地段。越是惡劣的環境條件，對管道施工質量的要求就越高，因此需要質量更加優質的管子，并做好河道中管道的防護措施，保證兩個河床之間的管道足夠穩固，并且要進一步增強兩岸河床的穩定性，保證水域不會受到污染[4]。

5 結語

綜上所述，石油天然氣長輸管道路由的選擇與施工需要綜合考慮環境、地理位置、城市建設、生態建設等多種因素。合理選擇施工技術，在保證施工效率與施工質量、施工安全的基礎上，又能盡可能地節約施工成本，減少對周邊環境的影響。同時還要做好管道的焊接與防腐措施，保證管道的運輸安全性。