新建铁路油气管线迁改设计研究

2012-09-04王利锋

铁道标准设计 2012年10期

王利锋

(中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031)

1 概述

随着油气管网的规划与建设，新建铁路会与越来越多的油气管线发生干扰，为了适应铁路建设与石油、天然气工业的正常发展，确保铁路的安全建设与油气管线正常运营，需合理处理好两者之间的关系［1］。在铁路工程建设中，常常对与铁路不满足安全距离要求的油气管线进行迁改，以满足铁路安全施工与运营的要求，油气管线迁改设计是铁路工程建设中一项重要的内容，油气管线迁改有以下特点。

(1)工作量大。在铁路设计阶段，需加大力度开展现场调查，走访多家单位;在实施阶段，需要与线路、桥涵、路基等多个专业进行技术对接，而且需要与产权单位等多家部门展开技术交流。

(2)投资高。管线迁改工程包括开挖、铺管、置换、停油(气)、封堵、放空、切管、焊接、探伤等多个工序，需消防、救援等多家单位参与，迁改费用高。

(3)技术复杂。铁路会对在其附近的油气管线造成静电腐蚀干扰，运营中彼此之间也会存在安全影响。关于铁路与油气管线相互关系，国务院、铁道部、石油工业部(现已经撤销)等部门颁布过多个条例、规章、规范等，如何形成一个系统的、合理的技术措施来指导油气管线迁改设计，是铁路工程设计中一个重要内容。

(4)对铁路建设干扰大。在设计中，往往对不符合相关规范要求的油气管道进行迁改，以顺利推进铁路建设，但是部分长大油气管线，是区域的能源生命线，迁改管线会造成较大的经济损失与政治影响，管线能否迁改可能影响线路方案的可行性，甚至直接否决铁路线路方案。

因此，油气管线迁改设计是铁路工程建设中不容忽视的一项设计内容。

2 铁路与油气管线的关系

铁路与油气管线干扰方式主要有2种:平行和交叉。

铁路与油气管线平行，主要是指管道沿铁路线并行铺设。铁路与油气管线交叉，又可分为管线上跨铁路和管线下穿铁路2种。不管是何种干扰方式，铁路与管道的距离越近干扰越大，因此两者应尽量相互远离避让。

3 西南地区铁路沿线油气管线统计分析

目前，西南地区川、渝、滇、黔、桂五省市涉及油气管线迁改的铁路项目共计42个，现收集油气管线数量共计1 553处，影响管线迁改的主要参数有:产权单位、输送介质、管径、压力以及铁路与管线之间的关系等。

3.1 产权单位

西南地区铁路沿线油气管线产权单位达150多家，主要有地方天然气公司、西南油气田分公司以及中石化、机场等其他产权单位。

(1)地方天然气公司

新建铁路途径城市区段往往容易与地方城市天然气管线发生干扰，这类管线数量较多，计747处，约占总数的48%，但迁改难度相对较小。

(2)西南油气田公司

西南油气田公司管线在铁路沿线分布较多，计370处，约占总数的24%。该公司的管径一般在108～529 mm，多为油气输送干管，迁改难度较大。成绵乐、成昆二线、成渝、渝黔、渝万等成渝地区铁路均与该公司的管线发生交叉干扰。

(3)其他产权单位

其他产权单位包括中石化、兰成渝、机场、部队、大型企业等，这类管线管径在108～1 061 mm，共计436处，约占总数的28%，但各个产权单位的管线数量相对较少。

中石化(本文指“中国石化销售有限公司华南分公司”):该公司管道以湛江和茂名为起点，东至深圳，西到昆明，途经广东、广西、贵州、云南4省53个地市，是长大输油干管，很难迁改。长昆线、贵阳市域铁路、贵广线、广西沿海扩能改建等设计铁路均与中石化输油管线发生干扰。

兰成渝(本文指“中石油天然气股份有限公司兰成渝输油分公司”):该公司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3省1市，是成渝地区的重要的能源生命线，很难迁改。成绵乐客运专线、成兰铁路、成渝铁路、成彭线等设计铁路均与该管道发生干扰。

机场航油公司:为满足城市经济发展以及交通规划需求，新建铁路往往途经机场，形成铁路、航空运输的有效连接，因此也容易与机场航油管线发生干扰，若迁改航油管道，会造成航班的大面积延期，经济损失以及政治影响较大，因此航油管道也不易迁改，成绵乐铁路、贵阳东环线等线都与机场航油管道发生干扰。

部队:部队输油(气)管线数量比较少，而且管径一般也不大，但由于其特殊性，管道也不易迁改。

企业:部分新建铁路经过以天然气为燃料的企业附近，可能与该公司的管线发生干扰，部分大型企业停气会造成重大的经济损失，因此管线不易迁改，如成绵乐客运专线与台玻公司的天然气管线发生交叉干扰。

3.2 管径

新建铁路沿线的油气管线管径范围分布在32～1 060 mm，但主要分布在 108～219 mm，占总数的59%，其中管径为159 mm的管线数量最多，计372处，约总数的25%。

3.3 输送介质

油气管线输送的介质主要是天然气、其次是石油。其中输送天然气的管线共计1 347处，约占总数的97%;输送石油的管线共计206处，约占总数的3%。

4 油气管线迁改设计流程

4.1 外业调查，配合勘测

管线迁改设计首先需收集第一手资料，在新建铁路工程可行性研究与初步设计阶段，需开展油气管线外业调查，主要工作内容如下。

调查走访线路经过的市、县两级市政规划以及既有油气管线主管部门，调查了解沿线不在市、县城所在地的天然气等产权单位;尽可能详细地搜集国家、地方及驻军部队的管线设施资料，收集管线的走向、管径、输送介质、压力等基本资料，特别重视长大油气管线与铁路的关系;征求管线产权单位对可能引起的迁改工程的意见。并配合勘测单位勘测油气管线的位置。

4.2 协调各专业，优化铁路设计

在勘测资料验收后，明确了管线与铁路的相互关系，在铁路项目实施阶段，需要与相关专业技术对接，优化设计，合理避让管线，以减低工程投资，主要与以下专业进行技术对接。

线路专业。与线路专业共同研究设计线路与管线的平面和纵断面相互关系，特别是与长大输油(气)管线的关系，合理避让。

桥涵专业。对于管线穿越铁路路基段，与桥涵专业研究管线穿越附近的地形、地貌、相邻涵洞设置情况以及管线走向等情况，完成油气管线专用涵洞设计;对于管线穿越铁路桥梁段，核实设计铁路桥梁与管线交叉情况，优化桥梁孔垮布置，使得设计桥墩尽量避开管线，同时也需满足桥梁与管线的净空要求。

站场专业。与站场专业核对管线与站房、铁路段所等设施的位置关系，完成管线迁改与保护设计。

隧道专业。与隧道专业核查管线与在其下方的铁路隧道的交叉情况，研究油气管线对电气化铁路的安全影响以及隧道开挖引起管线沉降等问题，做相应的防护处理。

4.3 配合施工，资料归档

在施工阶段，按照常规程序，完成管线迁改设计的资料归档与配合施工。

5 油气管线迁改保护技术措施

5.1 参考规范

关于铁路与油气管线关系现行有效的条例、规范以及规定主要有以下16个。

(1)《中华人民共和国石油天然气管线保护法》中华人民共和国主席令(第三十号)。

(2)《石油天然气管线保护条例》中华人民共和国国务院令(第313号)。

(3)《铁路运输安全保护条例》中华人民共和国国务院令(第430号)。

(4)《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。

(5)《建筑设计防火规范》(GB50016—2006)。

(6)《石油天然气工程设计防火规范》(GB50183—2004)。

(7)《油气输送管线穿越工程设计规范》(GB50423—2007)。

(8)《铁路工程设计防火规范》TB10063—2007 J774—2008。

(9)《关于发布铁路工程设计防火规范局部修订条文的通知》(铁建设函［2009］1525号)。

(10)《输气管线工程设计规范》(GB 50251—2003)。

(11)《输油管线工程设计规范》(GB 50253—2003)。

(12)《交流电气化铁道对油(气)管线 (含油库)的影响容许值及防护措施》(TBT2832—1997)。

(13)《关于发布铁路桥涵设计基本规范等11项铁路工程建设标准局部修订条文的通知》(铁建设［2011］257号)。

(14)中石油《埋地钢质管道牺牲阳极保护设计规范》(SY/T0019—97)。

(15)中石油《埋地钢质管道交流排流保护技术规范》(SY/T0032—2000)。

(16)中石油《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计》(SY0007—99)。

5.2 技术要求

根据我国法律的效力顺序及优先顺序，铁路与油气管线相互关系技术要求如下。

5.2.1 平行距离

(1)与铁路平行埋设或架设的输送甲、乙、丙类液体的管道和可燃气体管道，与邻近铁路的路堤坡脚、路堑坡顶、桥梁外侧，隧道上方中心线两侧，铁路车站的与管线的防火距离不应小于50 m［2］。

(2)在管道线路中心线两侧各200 m范围内爆破作业需向县级人民政府主管管道保护工作的部门提出申请［3］。

5.2.2 交叉距离

(1)管道与铁路桥交叉，管线中心与桥墩承台外侧距离不应小于 5 m［4］。

(2)在管道线路中心线两侧各5～50 m范围内施工作业需向县级人民政府主管管道保护工作的部门提出申请［3］。

(3)在交叉段，在管线中心两侧各50 m范围内铁路桥涵、路基施工不得采用爆破施工方式［4］。

5.2.3 交叉角度

(1)铁路与油气管道的交叉角度不宜小于45°［1］。

(2)铁路与油气管线交叉角度小于45°的情况下，综合考虑管线走线、壁厚、排流设施等情况，与产权单位、设计单位以及相关专家共同协商解决。

5.2.4 净空距离

(1)管道上跨电气化铁路，其建筑物底至轨顶距离不得小于11.1 m［1］。但是为管道的维修方便，一般不采用上跨铁路的方式。

(2)铁路桥梁跨越油气管道时，其梁底至桥下自然地面距离不得小于2 m［1］。

(3)管道穿越铁路路基段，应设专用护管涵，涵宽不小于D+2.5 m(D为输送管外径值，含防护层)，涵洞内顶至自然地面不应小于1.8 m［1］。也可采用套管保护方式，套管埋置深度，自套管顶至路肩不应小于1.7 m，并至自然地面不应小于1 m［1］。

5.2.5 严禁要求

甲、乙、丙类液体和可燃气体管道不应在站场、动车运用所的上方跨越或下方穿越;严禁在铁路编组站、动车段和旅客车站的上方跨越或下方穿越［5］。

5.3 防护措施

(1)设涵保护

在管线穿越铁路路基段，设专用涵洞保护，设涵要求见5.2.4条第(3)项内容，涵洞两端各长出路堤坡脚护道不得小于2.0 m，长出路堑顶不得小于5.0 m［6］。涵洞埋置深度应按铁道部现行的《铁路桥涵设计规范》。

(2)套管保护

在管线穿越铁路路基段，也可采用套管保护方式，套管之内径应大于输送管外径100～300 mm，钢筋混凝土套管最小内径不应小于1 m;套管长度要求与本条第(1)项中涵洞长度设置要求相同，并不得影响铁路排水设施的良好使用，埋置深度见第5.2.4条第(3)项。管道穿越既有铁路，为便于实施，常采用套管保护方式;新建铁路穿越既有油气管线，为减少干扰，一般采用设涵保护方式。

(3)静电保护

对铁路附近的管道应进行静电保护，以降低电气化铁路对管道的静电腐蚀，目前对埋地钢管采用的静电防腐技术主要有: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，一般可采用:牺牲阳极保护法、强制排流保护法两种方式［1］。

5.4 迁改保护设计

综合考虑铁路与管线相互关系，干扰段的地形地貌、市政规划，管线布置情况等多个外部因素，与相关专业进行技术对接，共同核定管线的迁改保护方案。主要采用以下原则和方法。

(1)适当避让地方天然气管道，做好设涵保护。地方天然气管道一般管径较小，迁改简单，在铁路设计中，一般按照铁路既定的设计方案，适当避让，结合市政规划情况，选择合适的位置做好设涵保护方案。

(2)认真研究地区油气输送干管，尽量避让管道。地区油气输送干管，是下游用户的能源生命线，铁路设计中，采用调整线路坡度、桥涵孔垮、门式桥墩、综合评价等方式，尽量避让，必要时采用合理静电保护措施而避免迁改，以减少经济损失，降低迁改工程投资，顺利推进铁路建设。

(3)重视机场航油管道、部队油气管道。若因线路无法调整，而必须迁改航油管道，需考虑合理可行的过渡方案，以保证机场不间断供油。部队油气管道需根据部队的用途认真对待，尽量采用防护措施而不迁改，若必须迁改而又无法迁改，可能需要调整线位。

6 案例分析

西安至成都客运专线四川省境内线路由广元经剑门关、厚坝接至江油，线路长167 km，沿线共计油气管线57处。其中地方天然气公司管线计35处(管径分布在32～325 mm)，兰成渝输油管道计15处(其中13处管径为508 mm，另外2处管径为168 mm)，气矿管道7处(管径分布在25～250 mm)。西成线油气管线迁改设计流程及处理措施意见如下。

6.1 加强协调各单位，全面收集管线资料

在预可研阶段根据线路的走向以及成绵乐、兰渝等相邻线收集的地区管网资料，积极关注线路方案。

在可研阶段，走访广元天然气公司、江油鸿飞天然气公司、兰成渝输油公司以及地方支铁办、规划局等，在调查中，采用“顺藤摸瓜”、“加强联系”、“全面踏勘”等的方式，走访了管线巡线工人、技术人员、当地居民等大量人员，比较全面的收集到了铁路测区影响范围内的管线资料，对于重大管线—兰成渝输油管线，与产权单位进行技术联络，征求迁改保护意见，同时与相关专业开展技术对接，优化设计方案，尽量避让管线。

在初步设计阶段，继续落实可研阶段遗漏的管线，并进行了精确物探工作，为进一步开展技术优化设计打下基础。