姜一民1 吳海東1 申學(xué)強(qiáng)2

1.中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司 徐州；2.中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司 日照

設(shè)計(jì)選線是管道工程管理重要的環(huán)節(jié)。通過(guò)合理的選、定線設(shè)計(jì)從源頭避免安全隱患產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防管道事故發(fā)生、保障管道安全高效運(yùn)行的目標(biāo)，已成為建設(shè)和運(yùn)營(yíng)單位的共識(shí)。本文以現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，探討新形勢(shì)下管道設(shè)計(jì)選線的距離和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，希望能對(duì)輸油管道的線路選線和優(yōu)化起到借鑒作用。

1 設(shè)計(jì)選線應(yīng)保持的距離

設(shè)計(jì)選線時(shí)保持管道與地面建（構(gòu)）筑物、其他埋地管道或金屬構(gòu)筑物或交流干擾源接地體的距離，是管道設(shè)計(jì)選線最基本的要求�！遁斢凸艿拦こ淘O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50253-2014）將管道與城鎮(zhèn)居民點(diǎn)的距離由15m調(diào)整至5m，原規(guī)范中15m的距離主要參照了美國(guó)《液體管道聯(lián)邦最低安全標(biāo)準(zhǔn)》第195部分210條中的規(guī)定“管道和住宅、工業(yè)建筑及公共場(chǎng)所的最小間距為50ft（15.24m）”，新規(guī)范中5m的距離主要依據(jù)的是《中華人民共和國(guó)石油天然氣管道保護(hù)法》。美國(guó)ASME B31.4和加拿大CSAZ662《油氣管道系統(tǒng)》都沒(méi)有對(duì)埋地管道同建（構(gòu)）筑物間的距離做出規(guī)定，日本《石油管道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（部令）》對(duì)埋地管道只規(guī)定了同地下街及隧道、水道設(shè)施中容易流入石油的地方的間距，而同其他建筑物的距離只需1.5m。因此，筆者認(rèn)為采用5m的間距是較合理的，但前提必須是堅(jiān)持以“強(qiáng)度防護(hù)”的原則，管道線路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按地區(qū)分類(lèi)，不同地區(qū)采用不同的設(shè)計(jì)系數(shù)，提高管道的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，用控制管道的強(qiáng)度來(lái)確保管線系統(tǒng)的安全。另外，在管道運(yùn)行過(guò)程中要定期做好管道內(nèi)檢測(cè)，堅(jiān)持“以檢定修”。同時(shí)，要做好管道外防腐層狀況檢測(cè)、陰極保護(hù)有效性檢測(cè)、環(huán)境腐蝕性調(diào)查和排流保護(hù)有效性檢測(cè)。

管道設(shè)計(jì)選線與外界的安全距離可參考表1～7，這些保護(hù)距離規(guī)定均來(lái)自現(xiàn)行國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。

2 設(shè)計(jì)選線評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為了保證經(jīng)設(shè)計(jì)選擇的線路在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，施工和運(yùn)行上是安全的，應(yīng)按照一定的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。筆者在參考其他評(píng)價(jià)資料的基礎(chǔ)上，將輸油管道設(shè)計(jì)選線評(píng)價(jià)確定為10個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)時(shí)，分為工程量統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算兩個(gè)步驟。

2.1 線路工程量統(tǒng)計(jì)信息

工程量統(tǒng)計(jì)是計(jì)算選線評(píng)價(jià)指標(biāo)的前提和基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)是否準(zhǔn)確直接關(guān)系到評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果。工程量統(tǒng)計(jì)按表8進(jìn)行。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)

（1）管線長(zhǎng)度。在設(shè)計(jì)選線過(guò)程中，最具有決定性作用的因素就是線路長(zhǎng)度，管線設(shè)計(jì)壓力、施工的作業(yè)量及管道建設(shè)費(fèi)用基本上都直接取決于選線長(zhǎng)度，其值應(yīng)越小越好。

（2）公路密度。公路密度是反映管道沿線交通方便性的一個(gè)重要指標(biāo)。其計(jì)算公式為：

公路密度＝ (10km 范圍內(nèi)公路總長(zhǎng)度/10km 范圍面積)×100%

（3）鐵路密度。鐵路密度是反映管道沿線交通狀況的另一個(gè)重要指標(biāo)。其計(jì)算公式為：

鐵路密度＝ (30km 范圍內(nèi)鐵路總長(zhǎng)度/30km 范圍面積)×100%

一條理想的設(shè)計(jì)線路應(yīng)該是沿著鐵路或公路主干線并行敷設(shè)的，設(shè)計(jì)選線時(shí)，公路和鐵路密度越高，則說(shuō)明交通狀況越好，越易搶修和維護(hù)。

(4)機(jī)械化鋪管率。為加快鋪設(shè)速度和減輕 人工作業(yè)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)選線時(shí)應(yīng)考慮盡可能使用機(jī)械 化鋪設(shè)。機(jī)械化鋪管率的計(jì)算公式為： 機(jī)械化鋪管率＝ (機(jī)械化鋪管長(zhǎng)度/管線總長(zhǎng)度)×100%

（5）人口密度。人口密度是反映管線危險(xiǎn)程 度的重要指標(biāo)，其值越小表示設(shè)計(jì)選線越安全。計(jì) 算公式為： 人口密度＝ (管道兩側(cè)每平方千米超過(guò) 390 人管段長(zhǎng)度/管線總長(zhǎng)度 )×100%

（6）城鎮(zhèn)密度。城鎮(zhèn)密度是反映管線危險(xiǎn)程 度的另一個(gè)重要指標(biāo)。其計(jì)算公式為： 城鎮(zhèn)密度＝ (所經(jīng)城鎮(zhèn)長(zhǎng)度的總長(zhǎng)/管線總長(zhǎng)度) ×100%

所經(jīng)城鎮(zhèn)長(zhǎng)度總長(zhǎng)為設(shè)計(jì)選線所經(jīng)過(guò)的所有 商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)、開(kāi)發(fā)區(qū)和市郊居住區(qū)以及穿越城 市中心區(qū)的線路長(zhǎng)度的和，其值應(yīng)越小越好。

（7）安全距離不足。安全距離不足是反映管 線危險(xiǎn)程度的直接評(píng)價(jià)指標(biāo)，管道設(shè)計(jì)選線時(shí)，必 須保證該值為0。

（8）穿跨越障礙數(shù)。穿跨越障礙數(shù)指設(shè)計(jì)選 擇與鐵路、公路、山谷、河流、湖泊和沼澤地等交 叉的數(shù)據(jù)。由于這些地段多存在無(wú)法檢測(cè)和難以維 修等困難，因此，其值越小說(shuō)明風(fēng)險(xiǎn)越低。

（9）坡度系數(shù)。坡度系數(shù)反映了設(shè)計(jì)線路沿 途的地形起伏程度，直接影響到管線鋪設(shè)和檢修的 難度�？赏ㄟ^(guò)地理信息系統(tǒng)提取管線線路縱向部面 圖，然后經(jīng)三次樣條插值求得圓滑曲線來(lái)計(jì)算坡度 系數(shù)。其計(jì)算公式為：

式中ζ為坡度系數(shù)；n為管線線路縱向剖面圖 上曲線的拐點(diǎn)數(shù)目；Ｌ為管線總長(zhǎng)度；i為曲線的 拐點(diǎn)序號(hào)；是第i點(diǎn)的坡度角； 為第i點(diǎn)的管線長(zhǎng) 度。坡度系統(tǒng)越大，說(shuō)明設(shè)計(jì)選線地形起伏越大， 管線鋪設(shè)的難度也就越大。

（10）連通度。連通度用于考察設(shè)計(jì)選線通過(guò) 節(jié)點(diǎn)的連通狀況，從線路布局方面反映選線的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)。連通度的計(jì)算公式為：

式中Ｃ為供應(yīng)區(qū)域內(nèi)管線連通度；Ｌ為供應(yīng) 區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)線路的總長(zhǎng)度（km）；Ａ為供應(yīng)區(qū)域 面積（km2）；N指管線通過(guò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)。連通度的 值越大，說(shuō)明所經(jīng)過(guò)的用油城市地區(qū)以及儲(chǔ)油設(shè) 施越多，有利于減少連接輸油管道到用油城市及 儲(chǔ)油設(shè)施的支管工程量。

3 結(jié)束語(yǔ)

選線時(shí)保持與地面建筑物的距離是輸油管道 設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，衛(wèi)星遙感技術(shù)（RS）、 全球定位技術(shù)（GPS）和地理信息技術(shù)（GIS） 的在設(shè)計(jì)選線中逐步應(yīng)用和推廣，將為線路設(shè)計(jì) 方案比選和合理避開(kāi)高后果、高風(fēng)險(xiǎn)管道地區(qū)提 供新的途徑，使設(shè)計(jì)者將能精確確定管道與建 （構(gòu)）筑物的距離。

參考文獻(xiàn)： [1] 陳坤明等.長(zhǎng)輸管道優(yōu)選評(píng)價(jià)研究［J］.油氣田地面 工程,2008（9）. [2] 楊筱蘅，張國(guó)忠.輸油管道設(shè)計(jì)與管理［M］.

作者簡(jiǎn)介： 姜一民，男，1968年4月生，供職于中石化管道儲(chǔ)運(yùn) 有限公司管道管理處，主要從事管道技術(shù)管理、管道信息 化建設(shè)、管道內(nèi)外檢測(cè)管理和管道完整性管理等工作。