姜一民1 吳海東1 申學(xué)強2

1.中石化管道儲運有限公司 徐州；2.中石化管道儲運有限公司 日照

設計選線(xiàn)是管道工程管理重要的環(huán)節。通過(guò)合理的選、定線(xiàn)設計從源頭避免安全隱患產(chǎn)生，從而實(shí)現預防管道事故發(fā)生、保障管道安全高效運行的目標，已成為建設和運營(yíng)單位的共識。本文以現行國家和行業(yè)標準為基礎，探討新形勢下管道設計選線(xiàn)的距離和評價(jià)指標體系，希望能對輸油管道的線(xiàn)路選線(xiàn)和優(yōu)化起到借鑒作用。

1 設計選線(xiàn)應保持的距離

設計選線(xiàn)時(shí)保持管道與地面建（構）筑物、其他埋地管道或金屬構筑物或交流干擾源接地體的距離，是管道設計選線(xiàn)最基本的要求�！遁斢凸艿拦こ淘O計規范》（GB 50253-2014）將管道與城鎮居民點(diǎn)的距離由15m調整至5m，原規范中15m的距離主要參照了美國《液體管道聯(lián)邦最低安全標準》第195部分210條中的規定“管道和住宅、工業(yè)建筑及公共場(chǎng)所的最小間距為50ft（15.24m）”，新規范中5m的距離主要依據的是《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》。美國ASME B31.4和加拿大CSAZ662《油氣管道系統》都沒(méi)有對埋地管道同建（構）筑物間的距離做出規定，日本《石油管道技術(shù)標準（部令）》對埋地管道只規定了同地下街及隧道、水道設施中容易流入石油的地方的間距，而同其他建筑物的距離只需1.5m。因此，筆者認為采用5m的間距是較合理的，但前提必須是堅持以“強度防護”的原則，管道線(xiàn)路設計時(shí)應按地區分類(lèi)，不同地區采用不同的設計系數，提高管道的設計強度，用控制管道的強度來(lái)確保管線(xiàn)系統的安全。另外，在管道運行過(guò)程中要定期做好管道內檢測，堅持“以檢定修”。同時(shí)，要做好管道外防腐層狀況檢測、陰極保護有效性檢測、環(huán)境腐蝕性調查和排流保護有效性檢測。

管道設計選線(xiàn)與外界的安全距離可參考表1～7，這些保護距離規定均來(lái)自現行國家或行業(yè)標準或規范。

2 設計選線(xiàn)評價(jià)指標體系

為了保證經(jīng)設計選擇的線(xiàn)路在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟上是合理的，施工和運行上是安全的，應按照一定的指標進(jìn)行評價(jià)。筆者在參考其他評價(jià)資料的基礎上，將輸油管道設計選線(xiàn)評價(jià)確定為10個(gè)指標，評價(jià)時(shí)，分為工程量統計和評價(jià)指標計算兩個(gè)步驟。

2.1 線(xiàn)路工程量統計信息

工程量統計是計算選線(xiàn)評價(jià)指標的前提和基礎，統計是否準確直接關(guān)系到評價(jià)指標的計算結果。工程量統計按表8進(jìn)行。

2.2 評價(jià)指標

（1）管線(xiàn)長(cháng)度。在設計選線(xiàn)過(guò)程中，最具有決定性作用的因素就是線(xiàn)路長(cháng)度，管線(xiàn)設計壓力、施工的作業(yè)量及管道建設費用基本上都直接取決于選線(xiàn)長(cháng)度，其值應越小越好。

（2）公路密度。公路密度是反映管道沿線(xiàn)交通方便性的一個(gè)重要指標。其計算公式為：

公路密度＝ (10km 范圍內公路總長(cháng)度/10km 范圍面積)×100%

（3）鐵路密度。鐵路密度是反映管道沿線(xiàn)交通狀況的另一個(gè)重要指標。其計算公式為：

鐵路密度＝ (30km 范圍內鐵路總長(cháng)度/30km 范圍面積)×100%

一條理想的設計線(xiàn)路應該是沿著(zhù)鐵路或公路主干線(xiàn)并行敷設的，設計選線(xiàn)時(shí)，公路和鐵路密度越高，則說(shuō)明交通狀況越好，越易搶修和維護。

(4)機械化鋪管率。為加快鋪設速度和減輕 人工作業(yè)強度，設計選線(xiàn)時(shí)應考慮盡可能使用機械 化鋪設。機械化鋪管率的計算公式為： 機械化鋪管率＝ (機械化鋪管長(cháng)度/管線(xiàn)總長(cháng)度)×100%

（5）人口密度。人口密度是反映管線(xiàn)危險程 度的重要指標，其值越小表示設計選線(xiàn)越安全。計 算公式為： 人口密度＝ (管道兩側每平方千米超過(guò) 390 人管段長(cháng)度/管線(xiàn)總長(cháng)度 )×100%

（6）城鎮密度。城鎮密度是反映管線(xiàn)危險程 度的另一個(gè)重要指標。其計算公式為： 城鎮密度＝ (所經(jīng)城鎮長(cháng)度的總長(cháng)/管線(xiàn)總長(cháng)度) ×100%

所經(jīng)城鎮長(cháng)度總長(cháng)為設計選線(xiàn)所經(jīng)過(guò)的所有 商業(yè)區、工業(yè)區、開(kāi)發(fā)區和市郊居住區以及穿越城 市中心區的線(xiàn)路長(cháng)度的和，其值應越小越好。

（7）安全距離不足。安全距離不足是反映管 線(xiàn)危險程度的直接評價(jià)指標，管道設計選線(xiàn)時(shí)，必 須保證該值為0。

（8）穿跨越障礙數。穿跨越障礙數指設計選 擇與鐵路、公路、山谷、河流、湖泊和沼澤地等交 叉的數據。由于這些地段多存在無(wú)法檢測和難以維 修等困難，因此，其值越小說(shuō)明風(fēng)險越低。

（9）坡度系數。坡度系數反映了設計線(xiàn)路沿 途的地形起伏程度，直接影響到管線(xiàn)鋪設和檢修的 難度�？赏ㄟ^(guò)地理信息系統提取管線(xiàn)線(xiàn)路縱向部面 圖，然后經(jīng)三次樣條插值求得圓滑曲線(xiàn)來(lái)計算坡度 系數。其計算公式為：

式中ζ為坡度系數；n為管線(xiàn)線(xiàn)路縱向剖面圖 上曲線(xiàn)的拐點(diǎn)數目；Ｌ為管線(xiàn)總長(cháng)度；i為曲線(xiàn)的 拐點(diǎn)序號；是第i點(diǎn)的坡度角； 為第i點(diǎn)的管線(xiàn)長(cháng) 度。坡度系統越大，說(shuō)明設計選線(xiàn)地形起伏越大， 管線(xiàn)鋪設的難度也就越大。

（10）連通度。連通度用于考察設計選線(xiàn)通過(guò) 節點(diǎn)的連通狀況，從線(xiàn)路布局方面反映選線(xiàn)的結構 特點(diǎn)。連通度的計算公式為：

式中Ｃ為供應區域內管線(xiàn)連通度；Ｌ為供應 區域內設計線(xiàn)路的總長(cháng)度（km）；Ａ為供應區域 面積（km2）；N指管線(xiàn)通過(guò)的節點(diǎn)數。連通度的 值越大，說(shuō)明所經(jīng)過(guò)的用油城市地區以及儲油設 施越多，有利于減少連接輸油管道到用油城市及 儲油設施的支管工程量。

3 結束語(yǔ)

選線(xiàn)時(shí)保持與地面建筑物的距離是輸油管道 設計中的一項重要工作，衛星遙感技術(shù)（RS）、 全球定位技術(shù)（GPS）和地理信息技術(shù)（GIS） 的在設計選線(xiàn)中逐步應用和推廣，將為線(xiàn)路設計 方案比選和合理避開(kāi)高后果、高風(fēng)險管道地區提 供新的途徑，使設計者將能精確確定管道與建 （構）筑物的距離。

參考文獻： [1] 陳坤明等.長(cháng)輸管道優(yōu)選評價(jià)研究［J］.油氣田地面 工程,2008（9）. [2] 楊筱蘅，張國忠.輸油管道設計與管理［M］.

作者簡(jiǎn)介： 姜一民，男，1968年4月生，供職于中石化管道儲運 有限公司管道管理處，主要從事管道技術(shù)管理、管道信息 化建設、管道內外檢測管理和管道完整性管理等工作。