史航

中国石油管道公司副总工程师

管道线路走向对管道工程来说，是做好项目的重要基础，它赋予管道整个寿命期最基础的条件，确定了沿线经过的区域自然条件、地形、地质条件、高程及穿过河流、铁路公路、敏感点等等，决定了管道工程量的大小、输送条件的优劣、施工难易程度及管理维护难易程度。因此，线路设计对管道的运营保护至关重要。

1  引言

管道线路设计包括路由选线、管道敷设方案、选材计算、施工技术要求等，其中敷设方案包括穿越、跨越工程设计和防护工程设计，管道线路设计直接确定了施工条件和投产运营条件。管道线路经过各类自然和社会条件，其保护条件差异很大，因此管道线路设计不但要符合法规和规范要求，而且重点要使各段管道处于无干扰或干扰最小、可获得良好保护的状态。这个理念应贯穿设计的各个阶段，直到施工、投产。

2  管道选线与周边建构筑物距离和管道保护的关系

2.1 线路工程的复杂性

长输管道线路工程要适应各种自然条件和社会条件：

自然条件：地理环境、地形、地质、水文、气象、生物等；

社会条件：法律、社会、风俗、经济、基础设施（工业、交通、电力、水源、通信），

区域的限制条件（环境、军事、城市方面的敏感区域）；

管道项目本身的条件：线路长度、管径、壁厚、材料、工期和投资因素等。

不同的管道项目和上述所有不同因素的组合，构成了线路工程的极端复杂性，与管道站场有很大不同。

2.2 管道选线的重要性

管道线路走向对管道工程来说，是做好项目的重要基础，它赋予管道整个寿命期最基础的条件，确定了沿线经过的区域自然条件、地形、地质条件、高程及穿过河流、铁路公路、敏感点等等，决定了管道工程量的大小、输送条件的优劣、施工难易程度及管理维护难易程度。因此，线路设计对管道工程影响包括项目的安全、技术和建设条件的可行性、工程的经济性等，对管道的运营保护至关重要。

2.3 设计规范中有关距离要求的规定

新版《输油管道工程设计规范》（GB50253-2014）和新版《输气管道工程设计规范》（GB50251-2015）关于管道与建筑物、居民区、工厂的距离要求，与旧版规范有所不同，成为各方关注的焦点。

新版《输油管道工程设计规范》4.1.6条规定：埋地输油管道同地面建（构）筑物的最小间距应符合下列规定：1  原油、成品油管道与城镇居民点或重要公共建筑的距离不应小于5m；2  原油、成品油管道临近飞机场、海（河）港码头、大中型水库和水工建（构）筑物敷设时，间距不宜小于20m。

新版《输气管道工程设计规范》4.1.1条第10款规定：埋地管道与建（构）筑物的间距应满足施工和运行管理需求，且管道中心线与建筑物的最小距离不应小于5m。

2.4 管道周围距离限制与安全的关系

旧版《输油管道工程设计规范》（GB50253-2006）规定：原油、C5及C5以上成品油管道与城镇居民点或重要公共建筑的距离不宜小于15m，因受条件限制采取有效措施后也不宜小于8m。

旧版《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）没有规定输气管道与建筑物的距离。

对此，多年来的一个疑问是：为什么输油管道有距离要求，输气管道反而没有距离要求？

20 世纪70 年代中期，我国相关规范制定时参照了美国国家标准ASME系列（ASEM B31.4、 ASME B31.8）规范 “以强度保证安全”的理念。其原则是：严格控制管道及其构件的强度和严密性，并贯穿从管道设计、管材冶金、制管、设备材料选用、施工、检验、运行、维护到更新改造的全过程（即管道全生命周期的完整性管理），用控制管道的强度和结构安全来确保管道系统的安全，从而为管道周围公众、建（构）筑物及其他设施提供安全保证。目前欧美各国多采用这种设防原则。按照此原则，管道设计采取的主要安全措施，是随着公共活动的增加而降低管道应力水平，即增加管道壁厚，以强度确保管道自身的安全。世界上只有俄罗斯和一些独联体国家采用“以距离保障安全”的原则，虽对管道系统强度有一定要求，但主要是控制管道与周围建（构）筑物的距离，以此对周围建（构）筑物提供安全保证。

我国采用类同北美地区的“以强度保证安全”的理念是合理的，因为油气管道是易燃易爆的油气产品输送设施，油气介质不像明火设备、高压电线等本身对附近人群产生危险，只要管道自身的安全能够保证，既管道不受到破坏，它对管道周围公众、建（构）筑物及其他设施是很安全的。如同铁路列车和公路汽车运载各类易燃易爆、有毒的危险物品，只要运载车辆和容器安全，就不会对道路上其他车辆和周围设施形成威胁。但油气管道和危险品车辆都存在一定危险性，需要从提高自身安全、防止外力破坏两方面保障正常运行。

基于我国人口众多、各类设施密集的实际情况，油气管道与周围设施保持较远的距离是不现实的，如果要求的距离过大，许多地区管道将无法建设通过。但油气管道作为能源通道必须建设。对于旧版规范规定输油管道两侧15m的距离要求，在实际中是很难执行的。例如原石油天然气管道保护条例规定“管道两侧50m范围内不能修建大型建筑”，在执行中遇到了很大阻力。管道保护法则仅限制了管道两侧5m之内危害管道的活动。

新版输油、输气管道工程设计规范在距离要求方面做了大量的分析研究工作。新版规范的修改，充分考虑了管道的安全，发挥了埋地管道对地面设施干扰小、受其影响小的优点，又兼顾了管道安全保护的需要，将输油、输气管道与周边建筑物的距离严格限制在5m以外，这样，输油和输气管道与周围距离要求不一致的问题也解决了，同时与管道保护法的规定也一致了。

3  线路设计中应考虑的管道保护问题

3.1 管道设计与管道安全保护的关系

管道设计与管道安全保护的关系主要体现在以下方面：

（1）设计中，管道安全是最重要的原则，要保证所设计管道的安全，就要使管道在正常工况下能够得到保护、正常运行；对特殊工况有应急预案，特殊工况下能够检测、发现危险，并预计危害程度，有预防灾害、风险的措施。

（2）工程设计，能保证工程达到完善而良好的运行功能，能对建设活动起到良好的指导，从而提高施工、投运的质量，以保证管道的本质安全。另一方面，应对管道在各种条件下的保护有充分的考虑，对各种风险因素有应对和避险措施，从而对运营维护起到良好的保障作用。

（3）管道工程运营期一般在30年或更长的时间，时刻都需要进行管道保护，设计人员对管道保护的重要性和长期性要有概念上的理解。

（4）设计偏重于对新建工程、改扩建工程的考虑，对运营中的各种工况掌握不够清楚。管道保护含有对于自然影响因素的保护，但重点还是对人为因素造成影响的保护，管道设计单位应加强与运营单位合作，通过对各种风险案例分析，在设计中采取针对性技术措施，使管道具有抗风险的能力，具备保护的条件。

3.2 管道选线

在设计前期尽量选择优良线路、选好站场和阀室位置，对提升管道保护水平，实现管道安全、平稳运行极为重要。

3.2.1 选线的要点

设计文件中列出的选线原则大多为规范要求，归纳起来主要是：

（1）满足合规性；

（2）使线路位于安全稳定、容易保护的位置；

（3）人为因素方面；

（4）与公路、铁路、高压线、河堤、水渠等保持合理距离；

（5）尽量避开矿区；

（6）不同管道项目特点选线方式不同；

（7）选线设计的方法。

选线设计主要靠经验和资料掌握的多少及详细程度，要认真调研、踏勘，从多方案中优选。关键要考虑管道的长期运营安全，注重管道保护的实际需要。

3.2.2 设计与各项评价充分结合

做好工程项目的各项评价和土地预审工作，满足建设程序要求。做好了各项评价，设计方案中落实评价结论，不遗留问题，才能给今后的管道保护提供良好条件。

需要注意的是，评价由专门的、有资质的单位进行，评价单位对设计、工程建设和运营不一定精通，因此要求设计单位与评价单位充分沟通、结合，及时通知因勘察资料变化、地方要求变化、设计输入条件调整等造成的设计方案变化，使评价的线路、站场、穿跨越等与管道的实际条件相符。应坚决避免等到评价结束、评审通过后才发现设计无法解决的问题。

3.3 线路定线及敷设方案

3.3.1 线路定线关注管道的保护

定线是选线方案的细化，具体线路走线落实在沿线的桩位上，一般在初步设计阶段进行。设计的重点如下：

（1）总体线路要顺畅，地形和地质条件较好，能够避开主要地质灾害区域；

（2）线路避开关键的敏感点，一般敏感点通过得到评价认可且获得地方主管部门批复，不留疑点；

（3）管道沿线道路条件较好，便于保护；

(4）沿线的三穿工程位置较好，便于施工和维护。比如在平坦的低路基地段穿越高速公路，在铁路的陆地桥梁下穿越铁路，在顺直的河段大角度穿越河流等；

(5）管道与村庄、建筑物保持一定距离，尤其是远离学校、医院、人群密集场所；

(6）尽量不拆迁房屋，不经过坟地、林地、大棚、鱼塘、水库等；减少“插缝”穿过村庄和居民区；山区大口径管道可采用隧道避开高山、绕行的山谷、大型地质灾害地段；河岸边管线不能顺岸边敷设；

(7）地形复杂地段管道可选择稳定的山梁、沟谷，平面上可多转弯，绕开一些深谷、山梁；

(8）黄土地区线路尽量顺着稳定的塬、宽阔的梁或谷地，找准稳定的冲沟穿越位置，并处理好腰岘穿越；

(9）经济发达地区一般是按着城市规划部门同意的线路，远离地下管涵，地形起伏的丘陵区将来可能做规划区的，需要注意深挖、高填对管道的不利影响，尽量避开；

(10）管线可沿着一些管廊、道路两侧保护区等敷设；

(11）沿线其他应注意的问题，应注意上述所讲的区域、介质、管径、并行或管网等各种因素。

3.3.2 线路敷设方案关注管道的保护

(1）管线埋深不能太浅，一般不应小于1.2米，除非台阶地的根部，管道尽量不按规范上的“最小埋深”；

(2）原油、成品油管道更要考虑深埋一些，深埋一是受地面载荷影响小，另外主要是防止打孔盗油；

(3）减少跨越，多做穿越；穿越段埋深尽量加大；

(4）非障碍物下方，能一般埋设的就不用定向钻。定向钻用于确实不能开挖埋设通过的地段；

(5）车辆通过管道上方的小路应加混凝土盖板；

(6）埋设警示带；

(7）人口密集区加密地面标识，多设警示牌等。

3.4 阀室定位

在相邻站场之间，根据地区等级、穿跨越等因素确定阀室数量；阀室间距不要紧卡规范边缘，但也不推荐多设阀室。

输气管道靠近潜在用户的，考虑改设分输站的可能。

4  运营管理单位应关注设计中的管道保护问题

目前国内建设模式主要实行工程项目建管分离，地区公司负责前期核准、地方批复的沟通协调，工程核准之后的实施阶段，也有建设业主和运营业主不同的模式。运营业主才是管道保护的主要承担者。所以，从管道设计阶段开始，运营业主就要关注设计方案是否有利于管道的保护，对设计中管道保护内容予以审查，提出意见建议，并与建设方一起完善设计，达到各方满意。审查的重点如下：

4.1 可研阶段的审查要点

(1）总体线路走向，使之有利于管道的维护管理；

(2）站场位置，有人值守的站场既不能在城市规划区内（与地方燃气合建站除外），也不要离开城市太远，应靠近道路、交通方便，地形、地质、土地类别、周围环境都要有利于站场的保护；站场面积、可扩展性也要关注；

(3）协调、做好可研阶段的各项评价、土地预审工作；

(4）关注重要的难点段、大型穿跨越方案，设计方案要有利于管道安全，避开敏感位置、难以施工和维护的区段，便于后期管道维护和保护；

(5）关注设计、评价、核准的进展，定期组织各方会议，详细汇报，良好沟通。

运营管理单位的责任不仅仅是协调地方关系，等待竣工验收，还应密切关注各种与管道运营、保护有关的设计方案，关注项目环境的变化。

4.2 初步阶段的审查要点

(1）线路各段走向合理，敏感区处理合理，保护措施落实；

(2）站场选址及保护方案合理；

(3）建设程序、设计方案依法合规，各项评价结论得到落实；

(4）敷设方案风险因素考虑全面，各段管道均能获得保护；

(5）阀室、阴保站布置合理，保护方案合适；

(6）穿跨越方案合理，施工无风险，质量能保证；

(7）水工保护、水土保持、地质灾害处理措施合理，工程量足够；

(8）工程经济评价合理，概算满足，管道保护投资落实；

(9）设计文件齐全、质量符合集团公司规定要求。

5  结语

(1）现行的国家、行业技术标准（规范）中主要是对设计提出要求，为的是保证工程安全、保证质量、达到平稳运行、环保、技术经济合理的目的。

(2）管道在规划、设计、建设过程中和建成后，都要以“设计方案能够使管道获得良好保护条件”为原则；同时，设计还需对施工、建设和运营单位提出管道保护的要求，以实现设计意图、保证工程建设质量。

(3）负责运行的上级机关、各运营公司切实关注设计，及时沟通，反馈意见，共同做好设计中的管道保护工作。