西成客专与兰成渝输油管道的干扰优化设计

2011-08-29王利锋

山西建筑 2011年18期

王利锋

铁路选线设计中,不可避免的会与既有油气管道发生交叉或并行干扰,为了适应石油、天然气工业与铁路建设事业的正常发展,需合理处理好石油、天然气管道与铁路之间的关系,以确保油、气管道与铁路正常运营安全。综合考虑到线路技术要求以及工程投资等因素,在一般情况下,对干扰段的油气管线进行迁改,以满足铁路建设需求,但是对于长大输油气管道的迁改,会严重影响区域性油气运输,会对下游用户的正常生产造成较大的经济损失,迁改工程较大,不仅增加了铁路建设工程投资,而且影响铁路工程建设工期。

西成客专广元至江油段与既有中国石油管道公司兰成渝输油分公司(以下简称“兰成渝”)的输油管道走向基本一致,兰成渝是中国石油天然气股份有限公司的地区分公司中国石油管道公司的 15个输油(气)分公司之一,兰成渝成品油管道起始于甘肃省兰州市,沿途经过甘肃省、陕西省、四川省、重庆市三省一市,是连接西北与西南地区的“能源生命线”,是西南地区重要的输油干线[1]。设计铁路与输油管道有多处交叉或平行,若对干扰段的管道全部迁改,迁改工程投资巨大。因此合理处理西成客专与兰成渝输油管道的干扰是摆在西成客专设计中的一个重要课题。

1 西成客专与兰成渝输油管道的干扰情况

西成客专与输油管道的干扰主要表现在以下两个情况。

1.1 干扰输油管道正常生产

设计铁路用地界占压既有管道,对管道的正常维护作业带来不便,见图 1。

1.2 影响管道安全运营

主要表现在以下两种情况:

1)杂散电流腐蚀管道。电气化铁路高压接触网及其系统,通过阻抗、感抗、容抗耦合而对相邻的埋地管道造成干扰,使输油管道中产生杂散电流,从而导致杂散电流从管道流出部位发生电解敷设,长久以往,管道会生锈,严重时候,管道会破损,造成危害(见图 2)。

2)防火安全规范要求。为保证铁路以及管道的正常、安全运营,国家建设部、铁路部、石油部等部门相继颁布了一系列法、令(条例)、规章、规范等,规定了铁路线路与管道并行距离、交叉角度、净空等相关要求。现行法、令(条例)、规章、规范主要有:中华人民共和国国务院令(第 313号)《石油天然气管道保护条例》、中华人民共和国国务院令(第 430号)《铁路运输安全保护条例》、中华人民共和国主席令(第三十号)《中华人民共和国石油天然气管道保护法》《原油、天然气长输管道与铁路相互关系的若干规定》[87]油建字 505号/铁基[1987]780号、GB 50183-2004石油天然气工程设计防火规范等规范。

2 降低西成客专与兰成渝输油管道干扰的工程措施

降低设计铁路与输油管道干扰的工程措施一般分为以下三种方式。

2.1 迁改管道

对不符合与铁路安全距离以及影响铁路施工的输油管道进行迁改,以满足铁路安全建设以及日后正常运营要求。图 3为西成客专DK××+×××处设计桥墩与输油管道发生交叉,而设计桥梁段的前后均受市政道路控制,不易调整桥墩孔跨,拟迁改输油管道如图 3所示,避开设计桥墩。

这种处理措施是最常用的方法,该方法的优点在于:降低了铁路设计干扰因素、简单易行。但由于兰成渝输油管道是西南地区输油干线,迁改管道会严重影响西南地区油品运营生产,迁改管道会造成较大的经济损失,迁改工程费用也较高。

2.2 改移铁路

对于铁路与管道干扰区,直接改线,避开管道。这种方式常在铁路前期选线阶段使用。但因铁路设计需综合考虑政治战略、经济效益、路网规划、客货运输等需求、设计线路技术要求等因素,线路改移、绕行不仅会增加工程投资,而且可能会导致铁路选线方案的不成立,因此该方法具有很大的局限性。

2.3 优化设计

以上两种方案均具有一定的局限性,综合考虑桥涵设计、路基设计、油气管线输送等多专业的技术特点,采用优化设计,合理处理了铁路与管道的交叉、并行相互关系,降低了迁改工程投资,促进了铁路顺利建设。在西成客专设计中采用了优化设计,大大降低了工程投资。

1)采用路改桥方式,减小铁路用地界。铁路设计用地界呈带状结构,用地界的范围主要受地形、线路特点的影响,对于高路基区段,铁路用地界范围较大,对于该地段,可通过适当调整线路坡度或采用路改桥方式,减少铁路用地界范围,满足管道正常生产需求。图 4中的方案图是图 1中将设计铁路由地面铺设改为桥架的方式。

2)采用门式墩,满足管道的正常生产。西成客专有多处铁路设计桥梁与既有油气管道交叉角度较小,使得设计桥墩距离输油管道太近,影响铁路安全施工,也影响管道日常维护作业,有的桥墩甚至占压输油管道。经研究,在干扰处的桥梁局部采用门式桥墩,跨过管道,为输油管道形成正常的维修通道。

3)迁改小管道,避开输油管道。铁路穿越管道布置密集区,管道迁改量比较大,需根据迁改工程投资以及效益,去本保本,迁改小管道,避开大管道。

4)采用静电防腐技术。设计铁路与输油管道干扰段,采用防腐方法,降低电气化铁路对输油管道的静电腐蚀,目前对埋地钢管采用的防腐技术主要有:绝缘层防腐法、电保护防腐法、牺牲阳极保护法、外加电源阴极保护法、强制排流保护法等方式,对于设计铁路静电干扰既有输油管道处理措施一般可采用牺牲阳极保护法、强制排流保护法两种方式。