关旭辉 李志峰

中国石油天然气管道工程有限公司上海分公司

 

摘要：近年来，随着天然气管道沿线城乡经济发展，一些在规划建设期处于低地区等级的管段变为高地区等级，发展成为高后果区。针对此类地区等级升级型高后果区，从其所处地理位置、升级变化情况、风险评估三个方面分析，总结出距城镇中心较近、升级变化快、东西部差异大、风险高等特点，提出地区等级升级型高后果区判断方法及预防措施。

关键词：天然气管道；地区等级升级；高后果区；识别；预防措施

 

随着经济发展，城市扩张和人口密度增加，天然气管道地区等级升级时有发生。管道与原设计方案不匹配，一旦发生失效所带来的后果将更加严重[1-3]。GB 50251―2015《输气管道工程设计规范》将输气管线通过的地区，按沿线居民户数和(或)建筑物的密集程度，划分为四个地区等级，由低地区等级变为高地区等级时即为地区等级升级。本文将发生地区等级升级演变为高后果区的区段概括为地区等级升级型高后果区。选取36处地区等级升级型高后果区，从高后果区所处位置、升级变化情况、风险评估三个方面总结其相较于一般高后果区的不同特点，并根据这些特点提出定性判断方法及预防措施。

1  数据来源

选取36处发生地区等级升级的高后果区，主要考虑以下四方面因素：①地理位置差异较大，管道敷设范围分别位于西部，中部和东部；②地形地貌差异较大，包含山区，平原，水网区域等；③建设时间差异性，涉及西一线、西二线等不同建设时期；④管径差异较大，管径从DN1000到DN400不等。

2  特点分析

2.1  距城镇中心较近

通过管道所处地理位置分析，从地图上测量36处管道与最近的城市或乡镇中心的最小距离，统计结果如图 1所示。距离最近的接近0 km，这种情况一般发生在城镇处于狭长地带，管道从城镇中间穿过；距离较远的达到9 km。分析认为，城镇规模越大，城镇化程度较高，管道距离城镇中心越远；反之，城镇规模越小，城镇化程度较低，管道距离城镇中心越近。正是管道距离城镇中心较近情况下，城镇后期发展影响管道周边用地，导致发生地区等级升级。

图 1 管道距城镇中心距离

2.2  升级变化快

36处地区等级升级前后变化情况如图 2所示，可以看出，大部分管道从建设时期二级地区升至四级地区，最多用十几年时间。这主要由于新建管道未充分优化路由和在役管道周边土地利用缺乏有效规划和管控。

图 2 地区等级升级型高后果区升级变化分布图

2.3  东西部差异大

36处高后果区所处东部、中部和西部分类统计结果如图 3所示。其中东部20例，中部14例，西部2例。东部经济发展水平高于中西部是造成该现象的主要原因。

2.4  风险较高

对36处高后果区进行定量风险评价[4-5]，对管道事故发生频率和后果进行量化计算，计算结果与风险标准相比较， 其中26处位于风险可接受范围， 10处位于风险不可接受范围，需采取更为严格的管控措施（图 4）。

图 4 某地区等级升级型高后果区风险评价示意图

3  判断方法

从以上分析，可根据管道距离城镇中心远近及管道周围城镇化速度两个因素，来判断是否为地区等级升级型高后果区。当管道所处位置距离城镇中心较近且周围城镇化发展速度较快，定性判断为地区等级升级型高后果区。以某管道为例，该管道建设时期处在城镇边缘，地区等级为二级，距离城镇中心3.2 km。管道周围建设用地年平均扩张0.66  km2，年均扩张率为3.12%，以同心圆形式向外侧发展，使管道位于扩展边缘，据此定性判断该处为地区等级升级型高后果区。经追踪观察其变化情况（图 5），后期该区段地区等级由二级地区升级为四级地区，结果与真实情况符合。

图 5 管道周边不同阶段状况

4  预防措施

4.1  提前收集规划信息

加强管道周边地区规划信息收集，及时掌握管道所经过地区中长期建设规划，以便提前采取应对措施。将管道规划纳入地方中长期发展规划，为管道建设优选路由和后期安全运行创造良好条件。

4.2  优化路由选线

管道选线要结合地域特点，留足城市发展空间和管道保护空间。在设计阶段即开展高后果区识别与评价，同时预判是否会产生地区等级升级型高后果区。当地区发展规划可能改变现有管道地区等级时，管道设计应根据规划重新确定地区等级并采取相关防护措施，以控制可能产生的风险。在施工阶段因管道周边环境改变导致新增高后果区时，应及时更新信息，对路由进行优化。

4.3  保障新建管道质量

设计阶段综合考虑管道地区等级变化，适当增加管沟开挖深度，减少弯头弯管的使用，减少特殊焊口的数量。施工阶段避免在高后果区管段内产生过多断点，连头口尽量留在普通段施工。提高水工保护设计标准，提高管道焊接质量，提升管道本质安全。

4.4  加强与政府部门协调

管道运营期间应注意搜集当地发展规划和建设信息，及时了解掌握管道周围环境改变，提前判断是否存在地区等级升级型高后果区。当发现有可能造成新增高后果区时，第一时间与地方政府相关部门沟通协调，采取有效措施加以防范。

参考文献：

[1]姚安林，周立国，汪龙，等. 天然气长输管道地区等级升级管理与风险评价[J]. 天然气工业，2017，037(001)：124-130.

[2]单克，帅健. 地区等级升级的天然气管道风险管理研究[J]. 中国安全科学学报，2016， 26(11)：145-145.

[3]董绍华. 管道完整性管理体系与实践 [M]. 北京：石油工业出版社，2009.

[4]冯庆善，李保吉，钱昆，等. 基于完整性管理方案的管道完整性效能评价方法[J]. 油气储运，2013，032(004)：360-364.

[5]周亚薇，张振永，田姗姗. 地区等级升级后的天然气管道定量风险评价技术[J]. 天然气工业，2018，038(002)：112-118.

 

作者简介：关旭辉，1993年生，2019年硕士毕业于中国石油大学（华东）油气井专业，现工作于中国石油天然气管道工程有限公司上海分公司，线路设计工程师，从事管道风险评估研究工作。联系方式：15763944349，837284066@qq.com。