天然气管道综合管廊敷设方式的分析论文_郭振昱

天然气管道综合管廊敷设方式的分析论文_郭振昱

淄博城市燃气(博山)有限公司 山东省 255200

摘要:随着经济在快速发展,社会在不断进步,石油行业是我国需求的重要能源,石油天然气工程建设中,有一项重要的工程就是石油天然气管道敷设工程,其施工质量至关重要。论文主要阐述石油天然气管道工程焊接、管道试压、清管试压等几个关键技术和非开挖技术方法,并且提出石油天然气管道非开挖技术施工的注意事项。

关键词:石油天然气;管道敷设;关键技术

引言

结合现行标准规范和相关规定,对城市综合管廊天然气管道的敷设进行探讨,包括天然气管道安全间距的确定原则、与重要公共设施的安全间距、与地铁隧道的安全间距、进排气口高度、独立设舱、舱位设置、本质安全设计等方面。分析需要进一步研究的问题,包括廊体抗震设计、管廊本体和市政管线同步设计与同步建设、完全独立舱室、与其他管线舱室共享排水泵等。

1概述

近年来,各地纷纷开始建设包括天然气管道的综合管廊(以下简称管廊)项目。规划部门也据此调整管廊规划,将包括天然气管道在内的市政管线纳入管廊中。与其他市政管线中的介质不同,天然气管道输送的天然气属于易燃易爆物质,因此,本文希望通过对比天然气管道直埋敷设和管廊敷设两种方式下,天然气管道运行维护成本及安全性,探讨普遍的管廊敷设方式的合理性。

2石油天然气管道工程敷设关键技术

2.1定向钻施工技术

定性钻施工技术具有对地表干扰小,施工速度快,可控制敷管方向,施工精度高等特点。定向钻施工时,应按照设计的钻孔轨迹采用定向钻技术先开一个导向孔,随后应在钻杆部换接大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待敷设管线进行扩孔和管道回拖。在扩孔和管道回拖的同时,将待敷设的管线拉入导向孔,完成敷管作业。根据钻机的型号和待敷设管线的大小,可先进行一次或多次扩孔后再回拖已试压、检漏合格的管段。定向钻进过程中,多数工作是通过回转钻杆来完成的,选择钻机的扭矩与轴向给进力和回拖力同样重要。

2.2管廊本体和市政管线同步设计与同步建设

现阶段部分业内人士提出先建综合管廊主体,后建市政管线等设施。天然气管线不同于电力、通信、有线线缆等市政设施,我国地域辽阔,气候差异较大,若廊内天然气管道的热补偿设计不正确,则对管廊主体造成灾害性的破坏。近2年已有热力管廊廊体被破坏的案例发生,因此,天然气管廊从一开始就必须依据城市地下空间规划、管廊规划、燃气专项规划,设计入廊天然气管道和补偿设施,廊体预留出补偿器的安装位置和管道支架,管廊主体与天然气管道同步设计,同步建设,确保管廊总体本质安全。天然气管道入廊,供气区域近期有可能没有供气需求,或者只有零散的个别用户,投入和效益不成比例,性价比非常差,每年仍需交纳入廊管理费,做不到双赢,燃气企业的入廊积极性不高。同步建设是必须的,现实矛盾又客观存在。如何化解该难题,需要相关部门和社会各界进一步协商探讨。

2.3管道安全性分析

管廊敷设燃气管道,由于隔离了土壤环境,因此不存在土壤中杂散电流对钢质管道的腐蚀问题,对管道起到了有益的保护。但是,管廊敷设的燃气管道进出管廊时,只能采用套管内敷设的方式,且套管比较长,目前由于管廊设计、施工方面的经验相对较少,温度补偿不足和管廊及周边土壤的不均匀沉降等都会使套管内管道受到应力,此外因为产品水平和施工质量的问题,套管与燃气管道之间的密封很难做到不进水,这些原因都会导致管道腐蚀,进而引起漏气。套管内燃气管道由于腐蚀造成漏气,进行修复或换管作业时,还需对管廊内燃气管道全面停气,放散和置换后方可进行,影响对沿线用户的供气,放散的天然气还会对周边环境造成影响。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆泄漏的燃气还容易通过密封不严的套管等处窜入包括燃气舱在内的相关管道舱室内,即使能被及时发现,但进行抢修时,也会影响这些舱室内的管道运行,从而影响这些管线用户,泄漏影响的范围将会特别大。出现泄漏事故,如何进行抢修作业以及如何保证在作业过程中可燃混合气体不进入其他密闭空间,不引发二次灾害等需要认真研究。

2.4泥水平衡盾构法施工注意事项

泥水平衡盾构首先需要确定切口水压,应密切关注测量数据,及时进行调整,一般应比外部土压力大0.02~0.03MPa。泥浆性能是另一个重要参数,只有泥浆的黏度和密度保持在一定范围内,才能保证切削面的稳定和排泥的均匀顺畅。具体参数应该根据地质情况确定,并根据掘进情况,严密观察及时调整。在地质改良区和卵砾石层常发生堵管的情况,这时应注意观察排泥泵的进出口压力,根据压力值的变化来判断堵管的位置,采取相应措施合理管理泥水和切口水压,控制每环掘进量,以保证开挖面稳定,防止坍塌事故发生。

2.5“管廊内单独盖板管沟”方式

“管廊内单独盖板管沟”方式是指在管廊内单独隔出燃气盖板管沟敷设,适用于燃气管道位于机动车道下。此种方法在日本东京、英国伦敦都有过广泛应用,国内的典型案例为2005年建设的深圳大盐地下综合管廊。深圳大盐地下综合管廊断面尺寸2.85m×2.4m,建设长度为2.67km,给水、通信、燃气、污水压力管均敷设在管廊内,在管舱内单独隔出1个燃气盖板管沟,内设可燃气体泄漏报警检测仪。此种方式运行情况良好,优点是公用一个管廊,费用节省;但缺点是存在一定的隐患,常规巡检中无法查看到管道腐蚀情况,泄漏后天然气容易聚集发生危险。

2.6天然气管道入廊本质安全设计

综合管廊内天然气管道舱室属于地下封闭通风不良的特殊构筑物,结合城镇燃气的特点,借鉴现行国家标准和行业规范及相关的技术规定,对舱室内的天然气管道应进行管道本质安全设计。①天然气管道应采用无缝钢管。②天然气管道宜采用自然补偿或设置方形补偿器。③天然气管道阀门及管件按提高一个压力级制设计选用。④天然气管道截断阀采用具有远程开启和关闭功能的紧急切断阀(全焊接)。⑤综合管廊所在地段均按四级地区考虑,天然气管道强度设计系数F取0.3;强度试验压力为设计压力的1.5倍,试验时间为4h;严密性试验压力为设计压力的1.15倍,试验稳压时间为24h;管道焊缝双100%无损检测。⑥对天然气舱室的配套设施、监控及数据采集系统应提出相应的规定。

结语

①天然气管道管廊敷设的运行维护成本是直埋敷设的6.73倍左右,其中管廊及附属设施的维修费、附属设施运行所需的动力消耗费等是导致运行维护成本增加的关键因素,建议管廊单位与管线单位应协商各自分担的费用,不应仅由一方全部承担运行维护成本。②管廊敷设的天然气管道一旦发生漏气,容易快速积聚并达到爆炸极限,此时仅需29.01×10-5J的点火能即可引发爆炸,且爆炸产生的冲击波将对人员、管道,乃至管廊等造成破坏。③漏气管道需要修复或换管作业,必须在对管廊内天然气管道停气、放散和置换后进行,如果是主干管会引起大面积停气,影响大量用户用气。如何安全地放散,避免泄漏的燃气进入其他密闭空间引发二次灾害还需要认真研究。

参考文献:

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[2]白丽萍,刘江涛,刘丽珍,等.管廊中天然气管道舱泄漏爆炸当量计算及简析[J].城市燃气,2017(9):7-10.

[3]陈元洪,董宁.城市燃气管道入综合管廊问题及对策研究[J].煤气与热力,2016,36(10):A15-A18.

[4]李昭阳,解东来.国内外综合管廊的发展现状[J].城市燃气,2017(9):11-15.

论文作者:郭振昱

论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期

论文发表时间:2020/4/30

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