吐哈油田输气管道穿越高速铁路优化设计和实施

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【摘要】本文以胜北4计量站至红连集中处理站输气管线为例分析了天然气管线在穿越高速铁路时需要注意的问题。从天然气管线的敷设、套管保护、排气管安装、截止阀设置、管线套管防静电接地及防腐保温等方面进行分析。提出如何在满足各项规范要求及确保铁路交通安全的前提下，实现输气管线的安全可靠运行。

【关键词】输气管线 穿越 铁路

1 前言

随着吐哈油田开发区块的增多和油区内高铁、高速公路的不断建设，在集输管网敷设过程中穿越铁路、公路的机会越来越多。因此穿越段管线的防护措施尤为重要。

新建胜北4计量站至红连集中处理站输气管线总长19公里，管线选用D219×6的20#无缝钢管。全程共穿越高速铁路1处、高速公路1处、油田公路2处。为了保证输气管线的安全运行，针对这几处穿越，在设计图纸中对管线的安全距离、敷设埋深、套管防护、防腐保温等方面都作了明确的要求，最终实现安全、顺利的穿越。

2 穿越高速铁路时注意的问题

2.1 输气管线的敷设

输气管线穿越高速铁路一般分为路基下敷设和桥架下敷设两种。其中路基下敷设的主要方法有定向钻、顶管、大开挖穿越等。桥架下敷设因施工条件允许均采用开挖方式。由于路基下敷设施工难度大，风险系数高，所以在条件允许的情况下应尽量选择就近的高铁桥架下敷设通过。

高铁桥架下一般为泄洪段，因此在管线敷设时，应加大管线的埋深，并需做水工保护，以防止管线因长期顺刷露出地面造成安全隐患。

管线套管需做防静电接地，防止因静电产生火花，造成安全事故。

穿越段管线的防腐涂层应比相邻线路管段提高一个涂层等级并应符合相应涂层的标准要求。穿越管段敷设时应达到所选用涂层等级的漏电检测要求；安装时不应损伤防腐涂层的完整性。安装完毕后，应对管段进行检漏，达到合格要求。

3 胜北4计量站至红连集中处理站输气管线

（1）穿越高铁段管线敷设时，应将管线的埋深增加至2.0m，穿越段全程做水工保护。

具体做法：

①测量放线。按施工图设计折点成果表及拐点坐标精确放出管沟的中心线位置。

图1 水工保护施工详图

②沟槽开挖。根据放出的管线中心线位置，开挖宽0.72m、深2.4m的管沟，并按施工规范要求进行管沟放坡处理。

③平基，基础垫层施工。将挖好的管沟底部进行夯实和平整。

④浇筑水泥及稳管回填。按照设计要求先浇筑C20毛石砼0.48m，然后进行安管及稳管措施的施工，再浇筑C20毛石砼0.32m，最后将管沟回填至自然地坪，并进行夯实和地貌回复。具体施工详图如图1所示。

（2）工艺管线穿越高速铁路和高速公路处需增设套管保护，套管采用20#无缝钢管，管线执行标准为《输送流体用无缝钢管》 （GB/T8163-2008）。 新建套管公称直径应至少比已建管线公称直径大两级，且满足安装要求。在新建管线上应安装适当的绝缘垫层使其与套管不接触。套管水平部分应伸出用地边缘，伸出部分不应小于2m。套管两端用沥青麻刀填塞，填塞长度150mm，外部用含3-5%防水剂的水泥沙浆封堵，长度不小于100mm。在套管一端，应预先引出一个排气管，排气管采用D76*4的20#无缝钢管，排气管应焊接到套管上，排气管水平引出，排气管距铁路边缘水平距离不得小于20m。排气管出口竖直安装，排气管顶端距地面高度不得小于5m。

（3）套管外防腐采用三层PE加强级防腐。排气管埋地管线采用三层PE加强级防腐，防腐层做至地面以上0.2m。地面钢管除锈达Sa2.0级后刷樟丹漆两道、调和漆两道。

（4）管线穿越高铁两侧50m处应修建阀池并设置截止阀。管线穿越高铁两侧应设置明显的标志桩。

（5）穿越段管线的焊缝检验。穿越段管线的焊缝应进行100%的超声波检验，合格级别为Ⅱ级。检验合格后再进行100%的射线检验，合格级别仍为Ⅱ级。焊缝检验执行《石油天然气钢质管道无缝检测》SYT4109。

（6）管线套管做防静电接地，接地电阻不大于10欧。每隔100m接地一次，接地电阻以实测为准，若达不到要求，则增加接地模块。油气管线采用-40X4镀锌扁钢与接地装置做可靠相连（图2）。

4 结论及建议

（1）油气管道在选线设计时，应避免或减少与铁路反复交叉；需要与铁路相互交叉时，其穿越点宜选在铁路区间路堤段和管道站间的直线段。

（2）在油气管道穿越段选线设计时，应避免交叉。如需交叉时，宜采用垂直交叉，特殊情况需要斜交时，夹角不宜小于30°。

（3）油气管道穿越铁路时，其穿越点四周应有足够的空间，满足穿越管道施工和维护的要求，满足临近建（构）筑物和设施安全距离的要求。

（4）油气管道与铁路不应在站场、桥涵、道口等建筑物和设备下相互交叉。如遇特殊情况需要交叉时，对管道和铁路设备必须采取特别防护措施。

（5）穿越段管线加设套管时，套管两端加以封堵，以保证套管与管道之间的密封性。套管长度宜伸出路堤坡脚、路边沟外边缘不小于2m。

（6）套管中的输送管道宜设置绝缘支撑，并不得损坏管道的防腐涂层。当一个套管里设置两根或两根以上输送管道时，应使输送管道与套管以及输送管道之间相互绝缘。

（7）排气管应焊接到套管上，排气管水平引出至无人空旷地带，排气管距铁路边缘水平距离不得小于20m。

参考文献

[1] 大庆石油管理局油田建设设计研究院主编.油田油气集输设计规范（STJ4-84）北京：石油工业出版社，1984

[2] 油气输送管道穿越工程设计规范.GB50423-2007

[3] 石油天然气钢质管道无缝检测》SYT4109-2005

[4] 原油、天然气长输管道与铁路相互关系的若干规定，文件号：（87）油建字505号、 铁基（1987）780号

作者简介

冯建龙（1985-） 男，助理工程师，2008年毕业于吉林大学测绘工程专业，目前在工程技术研究院地面工程设计所从事油田地面工程设计工作。