趙宏振 費普鴻 于偉 沈永寬 齊建舉 馮雄輝

北京管道天津輸油氣分公司

摘要： 隨著天然氣管道與其他建設(shè)工程交叉情形增多，由于已建管道和光纜未能準確定位等原因?qū)е卤缓蠼ǚ綋p壞事故時有發(fā)生。為降低交叉工程作業(yè)風險，準確測定管道和光纜位置，根據(jù)實踐經(jīng)驗總結(jié)了人員確定法、管壁溫度變化法、壁厚對比法、現(xiàn)場坐標與內(nèi)檢測坐標對比法、電位測量法、防腐層對比法等六種管道定位方法；提出了光纜四點定位新方法，經(jīng)實際應(yīng)用表明，可以實現(xiàn)光纜準確定位和盤纜有效排查。有效避免盲目施工帶來安全風險，保障了管道和光纜安全，為加強交叉工程管理提供參考。

關(guān)鍵詞： 管道交叉工程；第三方施工；管道定位；光纜四點定位；定管定纜

據(jù)國內(nèi)有關(guān)資料統(tǒng)計，因第三方施工挖掘損壞管道引起的泄漏事故約占事故總數(shù)的61%。某公司近6年由于管道相遇其他工程導致光纜中斷30次，其中管道企業(yè)管理原因既有光纜與管道不同溝、光纜埋深不足或有盤纜；也有管理人員因盲目相信經(jīng)驗或儀器測量，不進行探坑開挖驗證管道（光纜）走向等。為了有效克服管道管理短板，精準測定管道和光纜位置，本文總結(jié)了管道交叉時常用定管方法，提出了新的定纜方法，與同行進行交流探討。

1 管道定位方法

1.1 人員確定法

人員定位主要是通過人的主觀判斷來確定管道位置。巡線員主要結(jié)合管道建設(shè)期施工情況、現(xiàn)有地面標識、管道上方發(fā)生過的施工作業(yè)等經(jīng)驗確定管道位置。作業(yè)區(qū)員工則通過地面標識、以往發(fā)生的相關(guān)工程、管線探測儀測量等方式確認管道位置。此方法在日常工作中使用頻率較高，當現(xiàn)場只有一條管道時能快速定位，且應(yīng)用方便；但現(xiàn)場同時出現(xiàn)幾條管道并行、交叉時，由于人員記憶水平、認知能力、經(jīng)驗不同等情況，確認結(jié)果往往存在一定差異。

1.2 管壁溫度變化法

該方法是通過將運行、放空情況時管道的溫度與上下游運行管道溫度、放空管道周邊環(huán)境溫度進行對比來確認管道位置。通常管道運行溫度都是一個常態(tài)化的相對固定的工況數(shù)值，放空過程溫度基本不變，放空完畢管道壓力為零后，管壁溫度會逐步恢復至管道周邊環(huán)境的溫度，并與管道周邊環(huán)境的溫度基本保持一致。此方法較為方便，適用于放空后的管道位置確認。

1.3 壁厚對比法

該方法主要是通過測量現(xiàn)場管道壁厚與內(nèi)檢測壁厚進行對比確定管道位置。管道壁厚數(shù)據(jù)對比得出結(jié)果比較方便，數(shù)據(jù)也可靠，尤其是在幾條管道壁厚差別較大時方便甄別。

1.4 現(xiàn)場坐標與內(nèi)檢測坐標對比法

該方法是通過現(xiàn)場測量管道坐標與內(nèi)檢測坐標對比確定管道位置。此法在使用中較為方便，選用相同坐標系可快速對比確定管道位置。當幾條管道并行交叉時，須對定位數(shù)據(jù)反復比較，以確保管道定位準確性。

1.5 電位測量法

通過比較交叉點處管道兩側(cè)閥室或測試樁的電位與交叉點處電位，基本相同時可確認是同一

條管道。

1.6 防腐層辨識法

在防腐層不同的情況下，可直接通過防腐層材質(zhì)判斷。如：港清線采用玻璃絲布，港清復線采用3PE，可直觀判斷。

上述六種方法可以因地制宜使用。當一種方法無法確認時，可通過不同方法進行復核驗證。六種方法在實際應(yīng)用中的效果如表 1所示。

表 1 六種管道定位方法應(yīng)用效果對比

2 光纜定位方法

2.1 四點定位法

光纜定位主要是通過人為制造適當?shù)耐饨鐢_動作用于光纖上，由光纖振動傳感器感知其因振動而發(fā)生的變形特性，形成相位調(diào)制傳感信號，進而探測光纖振動位置的一種方法。實踐中，為準確探測其走向、有無盤纜等情況，常常需通過四個點的光纖振動解析距離、地表物理或地理距離等予以匹配校核，以準確獲得光纜位置信息。

在工程交叉點兩側(cè)可開挖范圍內(nèi)各開挖1個作業(yè)坑（ 1、 2號），作為敲擊振動位置，使用柔性器具連續(xù)敲擊或振動開挖出的光纜，通過Φ -OTDR（相位敏感光時域反射）光纖振動傳感方法查找光纜敲擊振動位置。另外考慮到交叉工程后建方可能在交叉點以外管道周邊開挖作業(yè)，在交叉點兩側(cè)未開挖處選擇合適位置再各開挖1個作業(yè)坑（ 3、 4號）作為敲擊振動位置，同樣通過Φ -OTDR光纖振動傳感方法查找敲擊振動位置。利用敲擊制造的光纖振動信號確定是否為在用光纜，比較光纜振動檢測儀確定的四個點之間的距離與用皮卷尺手工測量的四個點之間實際距離的差別，確定檢測段是否存在盤纜。實踐中，我們將這種定纜方法稱為“四點定位法”，如圖 1所示。

圖 1 光纜四點定位法示意圖

2.2 實際應(yīng)用

（ 1）定纜。如某管道交叉工程中，采用四點定位法分別敲擊開挖出的光纜以及交叉點兩側(cè)未開挖位置地面，如圖 2、圖 3 所示，分析在光纜振動檢測儀上顯示的振動信號及敲擊點測試長度（圖 4），確定該處光纜為在用光纜。

圖 2 敲擊開挖出的光纜

圖 3 敲擊未開挖處地面

圖 4 光纜振動檢測儀上顯示的振動信號及測試長度

（ 2）應(yīng)用現(xiàn)狀。截止目前，光纜四點定位法已應(yīng)用在京安城際高鐵、南水北調(diào)、京德高速、京雄高速、榮烏高速、中俄管道、唐山LNG、北燃管道等工程與陜京管道交叉的43處施工現(xiàn)場，實現(xiàn)了光纜準確定位和盤纜有效排查。其中，在京安城際高鐵與陜京二線管道交叉點周邊開挖探坑時，共發(fā)現(xiàn)了4條光纜，通過上述方法及時排查廢棄光纜，確定在用光纜及其位置信息，保證了施工作業(yè)光纜安全。表 2選取4組光纜振動檢測儀測試長度與手工測量長度進行對比。

從表 2可知，中俄別古莊與永唐秦管道交叉點測量數(shù)據(jù)誤差較大（48.1 m），經(jīng)現(xiàn)場開挖驗證，存在光纜接頭盒及部分盤纜，有效指導了交叉工程安全管理。其他交叉點處光纜振動檢測儀測試數(shù)據(jù)與現(xiàn)場手工測量數(shù)據(jù)誤差在10 m左右，為今后光纜定位測量提供參考。

表 2 光纜振動檢測儀與手工測量結(jié)果對比

3 結(jié)語

根據(jù)需要選擇合適的定管方法確定在用管道位置，可以有效避免在復雜的管廊帶內(nèi)選錯管道帶來安全風險。利用光纜四點定位方法，準確定位光纜，快速判斷交叉點及周邊是否存在盤纜，可以有效避免盲目施工帶來安全風險。

定管和定纜方法雖然可以避免和減少作業(yè)時土方開挖和誤傷，降低了施工費用，對保障管道、光纜安全平穩(wěn)運行發(fā)揮了積極作用，但也存在一定局限性。比如，定管方法中大多為定性判別，定纜實操中受外部干擾影響比較明顯等。建議有關(guān)方面進一步研發(fā)便攜式一體化管道定位設(shè)備，實現(xiàn)一套裝備兼具多種功能，提高現(xiàn)場使用的準確性和工作效率。同時，在定纜方面，優(yōu)化外界干擾模式和振動幅度，進一步提升定位準確性。隨著技術(shù)迭代升級以及廣大同行大量實踐經(jīng)驗總結(jié)，相信定管定纜方法將成為管道保護中識別風險、避免事故的有效舉措之一。

作者簡介：趙宏振， 1976年生，本科，高級工程師，天津輸油氣分公司副經(jīng)理、安全總監(jiān)，主要從事天然氣長輸管道保護與安全管理工作。聯(lián)系方式：13381228262，583718397@qq.com。