天然氣管道增壓工程中線路工程的施工設(shè)計

張曉

摘要：根據(jù)《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》GB50251，本工程沿線地區(qū)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(yè)帶的寬度應(yīng)根據(jù)《油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50369‐2006）的要求，以及現(xiàn)場情況、施工機具等確定，建議 DN700 管道施工作業(yè)帶寬度取 18m，DN500 的管道取 14m。新建中干線越站至增壓站段進(jìn)出管線長度較短，管線采用犧牲陽極的陰極保護(hù)形式；新建增壓站與塔榆管線連接段進(jìn)出管線長度較短，管線直接納入已建塔榆管線陰極保護(hù)系統(tǒng)， 采用強制電流的陰極保護(hù)形式；為避免陰極保護(hù)電流的流失，在管道進(jìn)、出站處應(yīng)安裝絕緣接頭。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；管溝回填；管道轉(zhuǎn)角；防腐；設(shè)計；標(biāo)準(zhǔn)

該天然氣管道增壓擴能工程中塔榆增壓站進(jìn)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(jìn)站壓力為4.0MPa，考慮塔榆末站站內(nèi)0.1MPa的壓力損失，塔榆末站進(jìn)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(yīng)為5.7MPa。線路部分的設(shè)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(shè)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(shè)計壓力6.3MPa。中干線越站至增壓站段，管線起自1#閥室預(yù)留接頭（34#集氣站-塔榆首站管線），出閥室后向南敷設(shè)進(jìn)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(cè)，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(xiàn)有塔榆管線。根據(jù)《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》GB 50251，本工程沿線地區(qū)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(yīng)向施工人員說明地下設(shè)施的分布情況。在地下設(shè)施兩側(cè)3m范圍內(nèi)，應(yīng)采用人工開挖，并對挖出的地下設(shè)施給予必要的保護(hù)。對于重要的地下設(shè)施，開挖前應(yīng)征得其管理部門同意，必要時應(yīng)在其監(jiān)督下開挖。

在耕作區(qū)開挖管溝時，應(yīng)將地表300～500mm的耕作土（熟土） 與下層土分別堆放，以便后期進(jìn)行地貌恢復(fù)時仍然覆于地表，為復(fù)耕、復(fù)植創(chuàng)造條件。下層土應(yīng)放置在靠近管溝的一側(cè)。

（3） 管溝回填。管溝回填前，應(yīng)使用電火花檢漏儀檢查管道防腐層，如有破損或針孔應(yīng)及時補修；檢測電壓執(zhí)行防腐專業(yè)設(shè)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(yīng)對管道防腐層進(jìn)行地面檢漏，符合防腐專業(yè)設(shè)計規(guī)定為合格。管溝回填前應(yīng)將陰極保護(hù)測試引線焊好并引出地面，或預(yù)留出位置暫不回填。回填土應(yīng)平整密實。在管道出土端和彎頭兩側(cè)，回填土應(yīng)分層夯實。管道施工完后，應(yīng)最大限度恢復(fù)原地貌，不造成生態(tài)環(huán)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(jìn)行及時補種和補栽，確保草木成活。

3 管道轉(zhuǎn)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(yīng)滿足設(shè)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(shè)應(yīng)采用不小于1000D曲率半徑。豎面 的彈性敷設(shè)曲率半徑應(yīng)滿足自重條件下彈性敷設(shè)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(yīng)優(yōu)先采用彈性敷設(shè)。

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

（5） 彎頭應(yīng)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(qū)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(yōu)先采用彈性敷設(shè)，因地形限制無法實現(xiàn)彈性敷設(shè)時，可采用冷彎管或熱煨彎頭連接。當(dāng)水平轉(zhuǎn)角<3°及縱向轉(zhuǎn)角<2°時按自然彎曲處理；當(dāng)水平轉(zhuǎn)角<6°時，或當(dāng)縱向轉(zhuǎn)角

<4°時，采用彈性敷設(shè)，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(xiàn)彈性敷設(shè)時，采用冷彎管連接，冷彎能力受施工隊伍冷彎水平、冷彎設(shè)備等影響，當(dāng)冷彎轉(zhuǎn)角超過規(guī)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(yīng)采用直管段連接，直管段長度不應(yīng)小于500mm。管道允許冷彎角 度詳見表1。

4 遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

（1） 《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》GB50251-2003；

（2） 《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》GB50183-2004；

（3）《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》（2008年版）GB50316-2000；

（4） 《石油天然氣工程總圖設(shè)計規(guī)范》SY/T0048-2009；

（5） 《石油天然氣工業(yè) 管線輸送系統(tǒng)用鋼管》GB/T9711-2011；

（6） 《油氣輸送管道穿越工程設(shè)計規(guī)范》GB50423-2007。

5 施工及驗收規(guī)范

（1） 《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》GB 50236-2011；

（2） 《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB 50235-2010；

（3） 《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50683-2011；

（4） 《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50184-2011；

（5） 《石油工業(yè)動火作業(yè)安全規(guī)程》SY/T5858-2004；

（6） 《天然氣管道運行規(guī)范》SY/T5922-2003；

（7） 《鋼質(zhì)管道焊接及驗收》SY/T4103-2006。

6 結(jié)論及建議

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

（2） 管線沿沙丘坡地段應(yīng)敷設(shè)水工保護(hù)裝置。對于大型固定沙丘坡地段，管溝內(nèi)每隔10～15m設(shè)置一道土袋截水墻；對于流動性的小型沙丘，管線應(yīng)深埋。對于沙丘地及粗沙平地，采用以管線為中心， 在該地區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向20m，上風(fēng)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(shè)置阻沙柵欄，以防止管線被風(fēng)移沙丘埋沒。管線穿越路堤、路塹的水工保護(hù)措施是：對受到開挖管溝影響的路堤、路塹，有防護(hù)結(jié)構(gòu)的按原結(jié)構(gòu)恢復(fù)路堤、路塹；無防護(hù)結(jié)構(gòu)的，可根據(jù)實際情況加設(shè)砌石擋土墻、砌石護(hù)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(shè)計。線路起點為34#站至塔榆首站光纜線路標(biāo)志TX-J34-4，終點為塔榆增壓站內(nèi)通信機柜內(nèi)光纖配線架。光纜與管道同溝敷設(shè)，光纜線路敷設(shè)至增壓站外后，沿圍墻上預(yù)留鋼管敷設(shè)至站內(nèi)新建手孔，再沿站內(nèi)通信管道敷設(shè)至機柜間光纖配線架。

（4） 根據(jù)管線經(jīng)過地段的土質(zhì)、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(jié)構(gòu)。熱煨彎頭防腐結(jié)構(gòu)為無溶劑液體雙組分環(huán)氧涂料 1 道，外包覆聚乙烯熱收縮帶。補口防腐結(jié)構(gòu)為無溶劑液體環(huán)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(jìn)出管線長度較短，管線采用犧牲陽極的陰極保護(hù)形式；新建增壓站與塔榆管線連接段進(jìn)出管線長度較短，管線直接納入已建塔榆管線陰極保護(hù)系統(tǒng)，采用強制電流的陰極保護(hù)形式；為避免陰極保護(hù)電流的流失，在管道進(jìn)、出站處應(yīng)安裝絕緣接頭。