油气管道与基础设施之间安全距离的探讨

张俊斌

(安徽省特种设备检测院，安徽 合肥 230051)

随着我国人口的增长和经济的发展，基础设施建设不断加快，以满足人们对铁路、公路、住房等基础设施日益增长的需求。根据国家统计局统计数据，截止2019年，铁路营业里程增长率为13.98万km，公路里程501.25万km，管道里程达到12.66万km。在增长如此快速的情况下，基础设施的规划和建设时，其与油气管道的交叉难以避免。当基础设施建设与管道建设矛盾时，我们应依照法规标准来保证油气管道的安全运行及基础设施的顺利建设。本文将围绕基础设施对油气管道的影响及其与油气管道的安全距离两方面进行阐述。

1 地面建筑物

1.1 地面建筑物对管道的危害

由于城镇人口及工业用地需求的不断增长，原有的建筑用地和工业用地已经不能满足现代人口和企业的发展，导致大批企业和建筑用房向郊区转移，原本荒凉的地区已是高楼林立。建筑物建立在管道上方，会形成占压，产生巨大的安全隐患。占压管道会加大了管道上方载荷，使管道下沉，严重时导致管道破裂。若管道破裂引起燃气泄漏及火灾爆炸，会造成人员伤亡及财产损失。有些企业安全意识薄弱，直接将建筑物建立在管道之上，并且进行危险操作，从而导致管道事故。根据相关调查，2007年北京市天然气管道共存在占压隐患695处，其中建筑物占压占96.5%，为主要占压类型。2014年中石化集团公司的临邑-沧州原油管道，发现全线占压261处，其中正压192处，安全距离不足69处，国家安全生产监督管理总局要求此线停输[1-3]。

1.2 确定管道与地面建筑物之间安全距离的国内外相关标准

为保证管道和周围建筑物的安全，国内外标准对管道与地面建筑物之间的安全距离均做出了规定。国外标准中，美国标准ASME B31.8 《输气和配气管道系统》、加拿大标准CSA Z662-2007《油气管道系统》没有对安全距离提出具体要求，而是将管道沿线分为不同地区等级，针对不同等级的地区采取不同的强度设计系数。国内标准的相关规定见表1。

表1 国内标准关于管道与地面建筑物之间安全距离的规定

2 地下构筑物

2.1 地下构筑物对管道的影响

地下构建物一般包括埋地通信电缆、污水排放管道、自来水管道等其他用途的埋地管道，如果不能保证地下构筑物与管道的安全距离，一旦油气管道泄漏引发火灾爆炸，将带来极其严重的人员伤亡和财产损失[4-5]。同时，还可能导致油气管道的腐蚀加速，从而加大事故发生的概率。2013年11月22日，在山东省青岛的中石化东黄输油管道泄漏原油进入市政排水暗渠，在暗渠的密闭空间内油气积聚遇火花发生爆炸，造成62人死亡、136人受伤，直接经济损失75172万元。事故调查报告指出事故直接原因是输油管道与排水暗渠交汇处的管道腐蚀减薄导致管道破裂，原油泄漏后流入排水暗渠并反冲到路面。原油泄漏后，现场处置人员采用液压破碎锤在暗渠盖板上打孔破碎，撞击产生火花，引发暗渠内油气爆炸。从事故调查报告中还可以了解到事故管段在排水暗渠内悬空架设，为原油泄漏进入排水暗渠带来风险，同时由于排水暗渠内随着潮汐变化海水倒灌，管道长期处于干湿交替的海水及盐雾腐蚀环境中，加快了管道的腐蚀。

2.2 确定管道与地下构筑物之间安全距离的国内外相关标准

针对管道与地下构建物之间的安全距离，国内外相关标准做出了明确规定。国外标准中，美国联邦法规49 CFR《管道安全法天然气部分》的第192.325条明确规定：输气管道与任何其他与本输气管道无关的地下结构之间的间距必须至少达到305 mm，在保持305 mm间距不现实的地方，如果采取适当措施，则该间距也可以进一步缩小。美国ASME B31.8-2007《输气和配气管道系统》的第841.143(a)条规定：任何埋地管线与任何不用于同该管线相接的其他地下构筑物之间，若有可能，至少有152 mm的间距。加拿大CSA Z662-2007《油气管道系统》规定：埋地管道附近铺设有地下电缆、导体、导管、其他管线或其它地下结构时，管线与这些物体的最小间距为300 mm，与排水瓦管最小距离为50 mm。如果采取措施能够避免这些物体对管道造成破坏，可适当减小间距。澳大利亚/新西兰AS/NZS 4853-2000《金属管道上的电危害》规定如果没有相关部门的允许，金属管道与其他管道、电力和通信电缆之间的水平距离至少为600 mm。荷兰NEN 3650-1-A1 《管道系统的要求》中规定：在两条并行的地下管道之间必须保持至少0.4 m的间距。国内标准的相关规定见表2。

表2 国内标准关于管道与地下构筑物之间安全距离的规定

3 架空输电线路和交流接地体

3.1 架空输电线路和交流接地体对管道的影响

随着企业快速发展及对电力需求的不断增加，电力建设工程不断增加，而我国管道建设工程也在快速发展，新建管道或已建成管道与架空输电线路的交叉不可避免。其中，高压输电线路与管道交叉的情况较多，例如忠武输气管道的部分管线与三峡及葛洲坝两座大型水电站外输的多条500 kV高压输电线路在多处地段存在交叉和近距离并行现象。在高交流干扰电压长期作用下，埋地金属管道会发生交流腐蚀，引起管道氢脆、防腐层剥离，从而降低管道阴极保护的保护度，严重时引起阴极保护设备无法正常工作甚至损坏。对于牺牲阳极保护，过高的交流电压会使镁阳极性能下降，甚至极性逆转，从而加速管道腐蚀[6-8]。

3.2 确定架空输电线路、交流接地体与管道之间的安全距离的相关标准

架空输电线路、交流接地体与管道之间的安全距离是保护管道的第一步防护措施。国内外标准均做出了相应安全距离的规定。国外标准中，加拿大标准CAN/CSA-C22.3N06-M91《管道与电力供应线之间协调性原则及做法》中规定: 在管道与电力线共用走廊或相邻时，二者距离应尽可能大，减少管道上的感应电压的最好方法是增加与管道与电力线的距离，除非管道与电力线双方协商一致，建议管道与杆塔接地体以及其他地下排流措施之间的间距大于10 m。澳大利亚/新西兰标准AS/NZS4853:2000《金属管道上的电危害》中规定：架空管线与金属管道之间的最小距离为5 m。德国标准DVGW/VDE《关于在三相高压电力系统和单线铁道牵引系统附近的管道设备和运行标准》中规定：在线路平行的情况下，电压≥110 kV的输电线路边导线的垂直投影与管道中心的距离至少为10 m；在线路平行的情况下，电压<110 kV的输电线路边导线的垂直投影与管道中心的距离至少为4 m；在线路平行的情况下，铁道架空牵引电力导线的垂直投影与管道中心的距离至少为6 m；在线路平行的情况下，引入线的垂直投影与管道中心的距离至少为4 m。国内标准的相关规定见表3。

表3 国内标准关于架空输电线路、交流接地体与管道之间安全距离的规定

4 铁路、公路

4.1 铁路、公路对管道的影响

铁路、公路是我国的主要运输方式，我国铁路及公路的建设近年来发展迅速。根据国家统计局数据，截止2019年铁路营业里程增长率为13.98万km，公路里程为501.25万km。铁路、公路与管道的交叉现象也日益增多。铁路对相邻管道的影响主要为增加管道上方的载荷、加快管道的电化学腐蚀。而管道一旦发生泄漏，会对铁路及公路的通行产生严重影响甚至发生交通事故[9]。

4.2 铁路公路与管道之间安全距离的相关标准

公路、铁路与管道的合理设计，不仅保证了各方面的安全，同时也给维修维护带来方便。国内外标准对相关安全距离均做出了规定。国外标准中，澳大利亚标准AS 4799-2000 《铁路边界内地下共用设施和管道的安装》中规定：设施或者管道至少应当在3 m范围内没有任何铁路结构、拦牛栅栏、管沟、标志桩、架空桥、电线杆、地下电缆、建筑物、穿越点、桥以及涵洞等。国际标准ISO13623《石油和天然气工业—管道输送系统》中规定：管道穿越公路时，与道路并行铺设的管道宜铺设在道路路权边界线以外。穿越铁路时，根据标准中给出的环向应力设计系数和埋深作为最低要求，适用于铁路路权边界以外5 m处，如果边界没有明确，则宜取距铁轨10 m以外。与铁路平行铺设的管道宜铺设在铁路路权带以外。对于开挖无法穿越的铁路管道，其管顶距铁轨顶部垂直距离宜最小为1.4 m，用钻孔法或隧道法穿越时，该距离宜最小为1.8 m。国内标准的相关规定见表4。

表4 国内标准关于铁路公路与管道之间安全距离的规定

5 结论与建议

随着城镇化速度的加快，管道与公共基础设施建设之间的矛盾逐渐凸显，面对此类矛盾，要遵循相关法律法规及标准的规定，确保基础设施与管道的安全距离。在规划建设基础设施时，应提前了解本区域中是否存在油气管道，在设计阶段充分考虑与油气管道的安全距离。在无法保证安全距离情况下，应对区域内的油气管道采取有效的安全保护措施。在建设施工时，应注意机械振动载荷对油气管道的影响，施工方应与及时与管道公司进行沟通，共同确定施工方案，避免施工时管道事故的发生。在公共设施及油气管道的使用阶段，管道使用单位应时刻关注管道周围基础设施的变化情况，一旦发生占压或施工，应及时采取措施防止事故发生。