摘要:分析對(duì)比了長輸燃?xì)夤艿腊踩Wo(hù)距離的相關(guān)法律、規(guī)章、規(guī)范,介紹了相關(guān)研究成果,分析和總結(jié)了管道、鐵路、公路、通信線纜、電力設(shè)施、橋梁與長輸燃?xì)夤艿?,輸氣站、放空管與其他設(shè)施的安全保護(hù)距離,提出了長輸燃?xì)夤艿腊踩Wo(hù)工作的建議。
關(guān)鍵詞:長輸燃?xì)夤艿溃话踩Wo(hù)距離;防火間距;輸氣站;放空管
Safety Protection Distance of Long-distance Gas Transmission Pipeline
WANG Kui,ZHANG Yukong
Abstract:The relevant laws,regulations and codes for safety protection distance of long-distance gas transmission pipeline are analyzed and compared.The relevant research results are introduced.The safety protection distance from pipelines,railways,highways,communication cables,power facilities and bridges to long-distance gas transmission pipeline as well as from gas transmission stations and vent pipes to other facilities are analyzed and summarized.Suggestions on safety protection work of long-distance gas transmission pipeline are made.
Key words:long-distance gas transmission pipeline;safety protection distance; fire separation distance;gas transmission station;vent pipe
1 概述
?? 近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)、城鎮(zhèn)化、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等快速發(fā)展,大量以前遠(yuǎn)離人口聚集區(qū)、工業(yè)區(qū)的長輸燃?xì)夤艿乐饾u被各種建筑物包圍,公路、鐵路、線纜、工業(yè)園區(qū)、住宅區(qū)等與管道交叉施工或占?jí)汗艿赖膯栴}層出不窮。
??? 在處理交叉施工和占?jí)簡栴},防止第三方施工對(duì)燃?xì)夤艿涝斐善茐模行Р鸪徇w占?jí)何?,避免其他建設(shè)工程對(duì)燃?xì)夤艿腊踩\(yùn)行產(chǎn)生影響,盡可能減少燃?xì)夤艿腊l(fā)生事故后對(duì)周邊區(qū)域人員和財(cái)產(chǎn)造成損害時(shí),如何合理地確定長輸燃?xì)夤艿赖陌踩Wo(hù)距離是當(dāng)前燃?xì)馄髽I(yè)面臨的難點(diǎn)問題。
2 相關(guān)法律、規(guī)章、技術(shù)規(guī)范
?? ① 法律
?? 相關(guān)的法律主要是《中華人民共和國石油天然氣管道保護(hù)法》,該法在原《石油天然氣管道保護(hù)條例》規(guī)定的管道中心線兩側(cè)5m的安全距離的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步細(xì)化了相關(guān)規(guī)定,并提出部分建筑物與燃?xì)夤艿赖木嚯x應(yīng)當(dāng)符合國家技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性要求,建設(shè)施工方應(yīng)當(dāng)與燃?xì)夤艿榔髽I(yè)協(xié)商確定施工作業(yè)方案等新規(guī)定,為現(xiàn)有長輸燃?xì)夤艿腊踩Wo(hù)距離的確定提供了重要的法律依據(jù)。
??? 該法以管道中心線為安全距離起算點(diǎn),與GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》附錄B“防火間距起算點(diǎn)的規(guī)定”中管道從管壁外緣算起的規(guī)定不同。
??? ② 規(guī)章
??? 相關(guān)的規(guī)章主要是[87]油建字第505號(hào)、鐵基[1987]780號(hào)《原油、天然氣長輸管道與鐵路相互關(guān)系的若干規(guī)定》和[78]交公路字698號(hào)《關(guān)于處理石油管道和天然氣管道與公路相互關(guān)系的若干規(guī)定(試行)》。這兩項(xiàng)規(guī)章對(duì)長輸燃?xì)夤艿赖陌踩Wo(hù)距離有較詳細(xì)的要求,兩者均實(shí)施多年,但期間都未進(jìn)行過修訂,與目前長輸燃?xì)夤艿辣Wo(hù)的實(shí)際情況存在差距。
??? ③ 規(guī)范
??? 相關(guān)的規(guī)范主要是GB 50251—2003《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB 5036—2006《油氣長輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、GB 50423—2007《油氣輸送管道穿越工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50424—2007《油氣輸送管道穿越工程施工規(guī)范》、GB/T 21447—2008《鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范》、SY 0007—1999《鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕控制工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、SY 0401—98《輸油輸氣管道線路工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、SY/T 0325—2001《鋼質(zhì)管道穿越鐵路和公路推薦作法》、SY/T 0032—2000《埋地鋼質(zhì)管道交流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、SY/T 0015.1-98《原油和天然氣輸送管道穿跨越工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、SY/T 4079—95《石油天然氣管道穿越工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、SY/T 5919—2009《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)管理規(guī)程》、TB 10063—2007《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、TB/T 2832—1997《交流電氣化鐵道對(duì)油(氣)管道(含油庫)的影響容許值及防護(hù)措施》、JTG D20—2006《公路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》、JTG D60—2004《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》、YD 5102—2010《通信線路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50061—2010《66kV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范》、DL/T 5220—2005《10kV及以下架空配電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、DL/T 5092—1999《110~500kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》等。
??? 規(guī)范主要從設(shè)計(jì)、施工、防腐、防火的角度規(guī)定長輸燃?xì)夤艿赖陌踩Wo(hù)距離,存在4少1缺1偏問題,即:涉及管道安全保護(hù)距離的內(nèi)容少,強(qiáng)制性條文少,直接以“長輸管道”為表述的少,關(guān)于安全保護(hù)距離起算點(diǎn)的解釋和規(guī)定少;缺乏對(duì)不同敷設(shè)條件下安全距離的細(xì)化規(guī)定;規(guī)范之間有關(guān)條款的表述和數(shù)據(jù)存在偏差。
??? 國家技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性條文主要是:GB 50183—2004規(guī)定了輸氣站與其他建筑設(shè)施的防火間距,GB 50217—2007規(guī)定了直埋敷設(shè)的電纜與管道平行或交叉時(shí)的最小距離。
??? GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》雖指出該規(guī)范不適用于城鎮(zhèn)燃?xì)忾T站以前的長輸管道工程,但其對(duì)門站和儲(chǔ)配站及工作壓力大于1.6MPa的室外燃?xì)夤艿烙幸?guī)定;GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》雖提出“石油和天然氣工程的建筑防火設(shè)計(jì),當(dāng)有專門的國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí),宜從其規(guī)定”,但其對(duì)可燃、助燃?xì)怏w儲(chǔ)罐(區(qū))的防火間距有規(guī)定。這兩個(gè)規(guī)范對(duì)當(dāng)前現(xiàn)有長輸燃?xì)夤艿腊踩嚯x的確定具有一定的借鑒意義。
??? 國外的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中關(guān)于防火間距沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。由于技術(shù)水平、消防設(shè)施等多方面因素的影響,各國制定的防火間距也不盡相同。例如,有些國家國土面積不大,土地昂貴,偏重于采用安全程度高的設(shè)備而較少占用土地,因而制定的防火間距較小;有些國家則相反,如美國石油保險(xiǎn)協(xié)會(huì)推薦的安全距離往往偏大[1]。《中華人民共和國石油天然氣管道保護(hù)法》提出相關(guān)技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性要求應(yīng)以保障安全和節(jié)約用地為原則。
3 相關(guān)研究成果
??? ① 對(duì)埋地管道受干擾電流影響的研究。國內(nèi)外在干擾電流對(duì)管道腐蝕影響方面的研究很多,我國目前的大多數(shù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范在規(guī)定安全距離時(shí),都引用了這些研究成果,在多項(xiàng)技術(shù)規(guī)范的附錄和條文說明中對(duì)此方面的研究結(jié)論也有詳細(xì)的介紹。
??? ② 對(duì)管道泄漏后氣體擴(kuò)散范圍的研究。文獻(xiàn)[2]指出,氣體泄漏噴射擴(kuò)散時(shí),在噴射軸線上距孔口一定距離處的氣體的質(zhì)量濃度與孔口孔徑、泄漏氣體的密度、周圍大氣的密度等存在函數(shù)關(guān)系;氣體泄漏絕熱擴(kuò)散時(shí),泄漏氣體的氣團(tuán)呈半球形向外擴(kuò)散,氣團(tuán)的半徑和濃度與氣團(tuán)初始溫度、環(huán)境壓力、擴(kuò)散時(shí)間等存在函數(shù)關(guān)系。因此,當(dāng)確定燃?xì)獾娜紵?、爆炸或中毒的最高允許濃度后,設(shè)定孔口孔徑,可計(jì)算具有最高允許濃度的點(diǎn)至孔口的距離,也可以計(jì)算已知濃度的點(diǎn)距孔口的距離。
??? ③ 對(duì)管道泄漏后形成爆炸的研究。荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究院提出蒸氣云爆炸沖擊損傷半徑計(jì)算公式[1],損傷半徑與燃?xì)庑孤┝?、燃?xì)飧邿嶂档却嬖诤瘮?shù)關(guān)系。文獻(xiàn)[2]介紹,壓力容器爆炸時(shí)爆炸沖擊波的傷害和破壞作用與燃?xì)怏w積、距爆炸中心的距離等存在函數(shù)關(guān)系,爆炸沖擊波對(duì)人體的傷害和對(duì)建筑物的破壞程度與超壓值有關(guān)。因此,設(shè)定人體受到的傷害情況和建筑物遭到的破壞程度,確定對(duì)應(yīng)的超壓值,可計(jì)算人體或建筑物距爆炸中心的距離。
?? ④ 對(duì)管道泄漏后形成噴射火焰的研究。加壓的可燃物質(zhì)泄漏后形成射流,若在泄漏孔口處被點(diǎn)燃,則形成噴射火焰,距離噴射火焰一定距離的熱輻射值與管道壓力、管道直徑、距火源點(diǎn)的距離等存在函數(shù)關(guān)系,熱輻射對(duì)人體的影響與熱輻射值有關(guān)。因此,設(shè)定人體遭受傷害的量化值,確定該值對(duì)應(yīng)的熱輻射值,可計(jì)算人體距火源點(diǎn)的距離[2~3]。
?? ⑤ 對(duì)管道受附加應(yīng)力影響的研究。文獻(xiàn)[4]運(yùn)用彈性力學(xué)理論和有限元分析法,對(duì)埋地燃?xì)夤艿肋M(jìn)行受力分析。SY/T 0325—2001對(duì)管道受力分析的計(jì)算也有介紹。
?? ⑥ 對(duì)埋地燃?xì)夤艿涝诘叵滦孤┑难芯?。影響地下燃?xì)庑孤U(kuò)散范圍的因素有管道自身的破損程度、管道運(yùn)行壓力、土壤環(huán)境、氣候條件、地下障礙物等。一定條件下,破損程度越大,運(yùn)行壓力越高,土壤的土質(zhì)孔隙度越大(沙地),土壤含水率越低,其擴(kuò)散范圍越大。土壤環(huán)境受到環(huán)境溫度(夏天和冬天)和濕度(晴天和雨雪天)的影響[5]。
?? ⑦ 在我國技術(shù)規(guī)范中,TSG D7003—2010《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則——長輸(油氣)管道》首次提出長輸(油氣)管道事故后果嚴(yán)重區(qū)的確定原則和天然氣管道的潛在影響半徑計(jì)算公式,該公式與管道外直徑、管道最大容許操作壓力等有關(guān)。
4 基本安全保護(hù)距離
??? 雖然涉及安全保護(hù)距離的研究成果很多,但都是從不同的角度進(jìn)行研究分析,因側(cè)重點(diǎn)不同、計(jì)算方法不同,結(jié)果也不同。鑒于這種情況,筆者對(duì)相關(guān)規(guī)章和規(guī)范的有關(guān)條款進(jìn)行對(duì)比分析、整理匯總,得出常見情況下的基本安全保護(hù)距離?;景踩Wo(hù)距離起算點(diǎn)主要依據(jù)GB 50183—2004中的附錄B“防火間距起算點(diǎn)的規(guī)定”。本文中的“參照”指基本引用原文;“綜合”指原文之間表述差距不大,經(jīng)簡單地對(duì)比匯總;“依據(jù)”指原文表述差距較大,按照重復(fù)規(guī)定優(yōu)先、國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先、強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先的原則,經(jīng)過分析和整理。
4.1 長輸燃?xì)夤艿琅c其他管道的安全保護(hù)距離
??? ① 長輸燃?xì)夤艿琅c其他管道之間存在的主要安全隱患:a.陰極保護(hù)電流的相互影響,造成管道腐蝕。b.發(fā)生泄漏等事故后,管道之間的相互影響。
??? ② 長輸燃?xì)夤艿琅c其他管道埋設(shè)并平行時(shí),綜合GB 50251—2003第4.3.11條和SY 0007—1999第5.1.4條,認(rèn)為:兩者外壁距離不宜小于10m;受條件限制,當(dāng)距離小于10m時(shí),該范圍內(nèi)后施工的管道及其兩端(各延伸10m以上)應(yīng)做特加強(qiáng)級(jí)防腐層。
??? ③ 長輸燃?xì)夤艿琅c其他管道埋設(shè)并交叉時(shí),綜合GB 50251—2003第4.3.12條,GB 50369—2006第13.2.2條、第13.2.5條,GB 50424—2007第3.0.5條,GB/T 21447—2008第6.1.6條,SY 0401—98第10.2.1條、第10.2.2條和第10.2.3條,SY 0007—1999第5.1.4條,認(rèn)為:其他管道應(yīng)在長輸燃?xì)夤艿郎戏酵ㄟ^,兩者外壁垂直凈距不應(yīng)小于0.3m;如受條件限制,當(dāng)小于0.3m時(shí),兩者間應(yīng)設(shè)置堅(jiān)固的絕緣隔離物,同時(shí)兩管道應(yīng)在交叉點(diǎn)兩側(cè)各延伸10m以上的管段上做特加強(qiáng)級(jí)防腐層;但在任何情況下,兩者外壁垂直凈距不得小于50mm。
4.2 長輸燃?xì)夤艿琅c鐵路之間的安全保護(hù)距離
??? ①長輸燃?xì)夤艿琅c鐵路之間存在的主要安全隱患:a.列車運(yùn)行過程中的車輛載荷和地面振動(dòng)可能造成管道開裂。b.電氣化鐵路的電力設(shè)施和管道陰極保護(hù)裝置之間的干擾電流相互影響。c.鐵路附近的管道一旦出現(xiàn)泄漏,又遇明火(列車在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生火花,特別是電氣化區(qū)段)很可能出現(xiàn)強(qiáng)烈爆炸或劇烈燃燒。
??? ② 長輸燃?xì)夤艿?埋設(shè)或架設(shè))與鐵路平行時(shí),參照TB 10063—2007第3.1.5條“輸送甲、乙、丙類液體的管道和可燃?xì)怏w管道與鐵路平行埋設(shè)或架設(shè)時(shí),與鄰近鐵路線路的防火間距分別不應(yīng)小于25m和50m,且距鐵路用地界不小于3.0m。直接為鐵路運(yùn)輸服務(wù)的乙、丙類液體和低壓可燃?xì)怏w管道與鄰近鐵路線路的防火間距不應(yīng)小于5m”。此條文為強(qiáng)制性條文。需特別強(qiáng)調(diào)的是:此條文是根據(jù)GB 50253—2003《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》確定的;該規(guī)范中其他許多規(guī)定與[87]油建字第505號(hào)、鐵基[1987]780號(hào)規(guī)章一致;該規(guī)范不適用于工作壓力大于1.6MPa的甲、乙、丙類液體和氣體管道穿越鐵路的防火設(shè)計(jì);該規(guī)范防火間距的起算點(diǎn)是鐵路線路中心線、管道中心線(指明者除外)。此外,GB 50183—2004第7.1.6條規(guī)定“原油和天然氣埋地集輸管道同鐵路平行敷設(shè)時(shí),應(yīng)距鐵路用地范圍邊界3m以外”,該規(guī)定主要針對(duì)油氣田內(nèi)部集輸管道,可作參考。
??? ③ 交流電氣化鐵路與長輸燃?xì)夤艿?埋設(shè))交叉時(shí),參照TB/T 2832—1997。該規(guī)范對(duì)交流電氣化鐵路與油(氣)管道的安全距離有比較詳細(xì)的規(guī)定,但未見其他規(guī)范中有相同或相似的規(guī)定。
??? ④ 鐵路與長輸燃?xì)夤艿?埋設(shè))交叉時(shí):
??? a. 綜合GB 50369—2006第13.1.1條、SY/T 4079—95第7.1.2條,認(rèn)為:穿越管道的管頂距鐵路軌枕下邊緣不得小于1.6m,路邊低洼處管道埋深不得小于0.9m。
??? b. 綜合GB 50423—2007第7.1.5條,GB 50424—2007第8.1.2條,[87]油建字第505號(hào)、鐵基[1987]780號(hào)規(guī)定第七條,認(rèn)為:穿越管段的管頂距鐵路路肩下面不得小于1.7m,在自然地面或路邊溝底最低處埋深不得小于1.0m,路邊溝為主要水渠時(shí),距水渠最低處的埋深不得小于1.5m。間距的起算點(diǎn)為管道外壁或套管頂部。
??? c. 綜合GB 50251—2003第4.3.10條,GB 50423—2007第7.1.10條,GB 50424—2007第8.1.3條,SY/T 0015.1—98第5.1.3條,[87]油建字第505號(hào)、鐵基[1987]780號(hào)規(guī)定第七條,認(rèn)為:帶套管穿越時(shí),套管端部伸出路基坡腳外、路堤坡腳和路邊溝外邊緣至少2m。
??? d. 參照[87]油建字第505號(hào)、鐵基[1987]780號(hào)規(guī)定第七條、第十二條:管道涵洞內(nèi)頂點(diǎn)至自然地面高度應(yīng)為1.8m;當(dāng)套管穿過鐵路路堤時(shí),套管應(yīng)長出路堤坡腳護(hù)道至少2m;當(dāng)穿過路塹時(shí),應(yīng)長出路塹頂至少5m;套管引出的排氣管至最近鐵路中心線水平距離不得小于20m;排氣管端距地面高度不得小于1.5m。
??? e. 參照SY/T 0325—2001第6.7.1條的規(guī)定:“鐵路下的套管應(yīng)按規(guī)定的最小覆蓋層安裝,其最小覆蓋層(從套管頂至鐵路路基表面的距離)應(yīng)符合:軌枕下(次要的鐵路線或工業(yè)專線除外)1.7m,次要的鐵路線和工業(yè)專用鐵路軌枕下1.4m,在鐵路界限范圍內(nèi)的其他所有表面下或排水溝底下0.9m”。該標(biāo)準(zhǔn)參照美國石油學(xué)會(huì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)表述和數(shù)據(jù)與上述各項(xiàng)規(guī)范不同,可作參考。
4.3 長輸燃?xì)夤艿琅c公路之間的安全保護(hù)距離
??? ① 長輸燃?xì)夤艿琅c公路之間存在的主要安全隱患:a.公路上,運(yùn)行過程中的車輛載荷和地面振動(dòng)可能造成管道開裂。b.公路附近的管道一旦出現(xiàn)泄漏,又遇明火(車輛在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生火花)很可能出現(xiàn)強(qiáng)烈爆炸或劇烈燃燒。
??? ② 長輸燃?xì)夤艿?埋設(shè))與公路平行時(shí),參照[78]交公路字698號(hào)規(guī)章的規(guī)定:現(xiàn)有油、氣管道附近新(改)建公路時(shí),油、氣管道的中心線與公路用地范圍邊線之間應(yīng)保持一定的安全距離。對(duì)于天然氣管道,安全距離不應(yīng)小于20m。在縣、社公路或受地形限制的地段,上述安全距離可適當(dāng)減?。辉诘匦卫щy的個(gè)別地段,最小不應(yīng)小于1m。公路用地范圍為公路路堤兩側(cè)坡腳加護(hù)坡道和排水溝外邊緣以外1m;或路塹坡頂截水溝、坡頂(當(dāng)未設(shè)截水溝時(shí))外邊緣以外1m。
??? ③ 長輸燃?xì)夤艿?埋設(shè))與公路交叉時(shí):
??? a. 綜合GB 50369—2006第13.1.1條、SY/T 4079-95第7.1.2條,認(rèn)為:穿越管道的管頂距公路路面不得小于1.2m,在路邊低洼處管道埋深不得小于0.9m。
?? b. 綜合GB 50423—2007第7.1.6條、GB 50424—2007第8.1.2條,認(rèn)為:穿越管道的管頂距公路頂面路面不得小于1.2m;在路邊溝底最低處埋深不得小于1.0m;路邊溝為主要水渠時(shí),距水渠最低處的埋深不得小于1.5m。間距的起算點(diǎn)為管道外壁或套管頂部。
??? c. 參照[78]交公路字698號(hào)規(guī)章第三條中的規(guī)定:管道在公路路基下穿越(或路基填壓管道)時(shí),管道(或套管)頂面距公路路面頂面不應(yīng)小于1.0m,距公路邊溝底面不宜小于0.5m。
??? d. 參照SY/T 0325—2001第6.7.3條的規(guī)定:公路下的套管應(yīng)按規(guī)定的最小覆蓋層安裝,其最小覆蓋層(從套管頂至路面的距離)應(yīng)符合公路路面層下1.2m,在公路界限范圍內(nèi)的其他所有表面下0.9m。
??? e. 參照J(rèn)TG D20—2006第12.5.6條的規(guī)定:穿越公路的保護(hù)套管,其頂面距路面底基層的底面應(yīng)不小于1.0m。
?? f. 綜合GB 50251—2003第4.3.10條、GB 50423—2007第7.1.10條、GB 50424—2007第8.1.3條、SY/T 0015.1—98第5.1.3條,認(rèn)為:帶套管穿越時(shí),套管端部伸出路基坡腳外、路堤坡腳和路邊溝外邊緣不得小于2m。
?? 從規(guī)范的國標(biāo)性、重復(fù)性、最新性考慮,筆者認(rèn)為b和f為當(dāng)前最佳依據(jù),其他可作參考。