G567线岩体爆破对输油气管道的保护施工设计

2017-07-06张维梁

中国高新技术企业 2017年7期

关键词：装药量输油管道天然气

张维梁

（甘肃路桥第四公路工程有限责任公司，甘肃兰州 730050）

G567线岩体爆破对输油气管道的保护施工设计

张维梁

（甘肃路桥第四公路工程有限责任公司，甘肃兰州 730050）

公路维修改造工程对确保道路交通设施的安全运行具有重要作用。文章介绍了在岩体爆破工程中，对油气管道的保护设计方案，在施工过程中必须通过科学合理的论证，结合实际测量数据因地制宜，对同类改造工程具有积极的借鉴意义。

岩体；浅孔爆破；输油气管道；管道保护；振速；施工设计

1 工程概况

1.1 爆破对象

G567线是国家发展和改革委发改基础[2013]980号《国家发展改革关于印发<国家公路网规划（2013～2030）>的通知》中新增的一条国道，主线小川至长坝段起于成县小川镇，接S205线，终点止于康县长坝镇，路线全长61.252km。2014年12月30日，甘肃路桥建设集团公司接到G567线礼成康公路维修改造工程设计施工总承包中标通知书，项目业主陇南公路管理局。沿线公路拓宽过程中需要对机械不能开挖的部分岩体进行爆破解体，以满足铲装要求。需要爆破的路段起讫桩号见表1：

表1 爆破点路段起讫桩号一览表

1.2 需重点保护对象（兰成石油管线、中贵天然气管线）

G567线礼成康公路维修改造工程项目沿线在河口段附近有兰成石油管线与中贵天然气管线双线并行敷设。根据《石油天然气保护法》相关规定，在油气管道线路中心线两侧各200m和管道附属设施周边500m地域范围内，进行爆破工程挖掘，施工单位应当向管道所在地管道保护工作的部门提出申请，与管道企业协商确定施工作业方案，并签订安全防护协议。该段公路岩体爆破需要编制专项的施工作业方案提交石油天然气管道部门进行论证审核。

兰成石油管线简介，管径Φ610mm、材质X65、D610×15.9、壁厚8～15mm，埋深1.612～7.574m，输送介质原油。中贵天然气管道简介，管线设计输气能力150×108m3/a，设计压力10MPa，管径Φ1016mm，材质为X80，埋深1.612～7.574m，输送介质天然气。各爆破点距石油管道的距离见表2：

表2 各爆破点距石油管道的最近距离一览表

1.3 爆破环境及安全要求

各爆破点分布在管道周围，距离远近不同，但爆破点的岩性主要为白垩系砂砾岩、砂岩，属于中硬岩石，需要爆破清除危石、岩堆，保证公路施工及运营过程的安全。同时要做好爆破地震波的控制与防护，防止对石油管道的破坏。还有对爆破个别飞散物（飞石）的控制防护，防止造成人员伤亡、建筑物和仪器设备等损坏。爆破作业前，必须把通讯电缆线移至爆破飞石的安全距离之外。

2 爆破技术设计

2.1 设计依据

法规方面：《爆破安全规程》（GB 6722-2014）、《石油天然气管道保护法》、《民用爆炸物品管理条例》等其他与爆破相关的法律法规及规定。数据方面：现场勘察数据资料；陇南清管站提供的输油管道具体位置、埋设情况，爆破振动控制标准；G567线礼成康公路维修改造工程石方开挖爆破施工方案。

2.2 设计原则

2.2.1 该段工程中主要施工难点在于需爆破施工的区域200m范围内有输油管道通过。因此，在施工过程中，需严格控制爆破飞石及爆破振动，严格执行中石油相关保护要求，爆破方案必须经过专家论证和石油管道业主的同意。爆破作业过程中，要保证公路正常通行。

2.2.2 在孔底集中装药，有利于降低装药高度、减少单孔装药量，改善爆破效果，控制爆破个别飞散物危害。严格控制装药、填塞高度和质量，做好炮孔覆盖防护及降尘工作。

2.2.3 在正式爆破前，对单孔装药量进行试爆，以确定合理的炮孔深度、孔距、排距等爆破参数。爆破过程中，严格按输油管道保护措施实施安全防护，同时注意对爆破点附近地区的民房及有关设施的防护，施工期间做好爆破振动监测记录。

2.3 技术方案选择

根据施工现场条件及人员、设备配备效率，考虑到爆破点离输油管道、通讯线路、民宅及其他设施很近，人员、车辆流动大，为了保证周围设施、人员和财产的绝对安全，应严格限制炸药量，减少爆破震动，较大土石方爆破采用以中深孔台阶爆破为主，临近边坡地带和距民房25m内爆破时采用浅孔爆破，边坡采用预裂爆破方案，以上爆破方法均采用毫秒延期非电雷管起爆，炸药使用铵油炸药。遵循“多打眼、少装药”的控制爆破原则，采用潜孔钻掘凿中深孔（或5m以下孔径为Ф100mm的浅孔）的爆破方法施工。使用该方法，施工人员少，钻孔方便、安全，成本低。因为孔径大，可以在孔底集中装药，降低炮孔装药高度。

2.4 爆破参数

根据公路设计边坡坡面要求，采用露天台阶爆破方案施工。爆破参数包括孔径、孔深、超深、底盘抵抗线、孔距、排距、堵塞长度和单位炸药消耗量。

2.5 爆破施工工艺

修整钻孔平台→布置炮孔→钻孔→装药→填塞→网路连接→检测网路→警戒→起爆→炮后检查。

3 爆破安全技术设计

3.1 爆破危害控制

本爆破工程安全考虑的主要有爆破地震波、飞石、空气冲击波等对周围的输油管道和天然气管道、输电线路、通讯线路、民房、行人及车辆的影响和破坏。地震波、空气冲击波造成的爆破危害可以通过一次齐发药量来控制；飞石危害可通过合理的装药量（尤其是小抵抗线炮孔的装药量）和适当的防护措施来控制。

3.2 保护石油管道的安全技术措施

爆破震动产生的地振波造成输油管道破裂，民房坍塌是最主要的爆破危害。限制爆破振动源强度，根据爆源至保护对象的距离及管道允许振速，校正爆破装药量是否符合保护对象安全允许距离的要求，作为本次爆破不产生爆破振动危害的装药量。减少一次爆破的装药量，是控制爆破地震及冲击波危害重要技术措施。在现场实际爆破中，根据爆破振动安全允许距、最大一段装药量，核定保护对象允许振速。由最大一段装药量，计算的爆破振动速度小于石油管道安全允许速度，则最大一段装药量合理。

3.3 输油管道对爆破最大安全振速的确定

《爆破安全规程》（GB 6722-2014）中没有明确规定输油管道的安全振速标准，参照其他类似工程参考，鉴于输油管道保护的重要性，根据中石油管道公司在同类管道邻近地段爆破的成熟施工经验，决定对输油管道最大安全振动速度保守取值10cm/s（中石油管道公司取值13～14cm/s），对一般民用建筑物取1.5cm/s。

3.4 爆破点安全允许最大一段装药量的调整

根据石油天然气管道保护法有关规定，距石油天然气管道20m范围内严禁爆破作业；距民房25m范围内需要爆破作业时，采用浅眼爆破法。设计的各爆破点最大一段装药量爆破时引起的爆破振动速度小于石油管道、民房的安全允许速度。例如4#爆破点实际安全距离取25m，即此爆区只允许在距石油管道25m外进行钻孔爆破作业。依据现场数据测量，爆破点设计装药量调整见表3：