市政燃气管网设计和施工中的问题分析

刘再冲

（深圳市市政设计研究院有限公司，广东 深圳 518029）

近年来，随着我国社会经济水平的不断提升，市政管网燃气建设规模逐年扩增，据统计，深圳市燃气管道总里程已超过8000km。在这样的发展态势下，政府部门及相关燃气主管单位对燃气管网建设问题进行了统筹推进与合理部署。其中，为全面增强市政燃气管网运行的安全性与质量性，要求项目各参建单位对燃气管网规划设计问题以及施工建设问题进行重点分析。由于市政燃气管网所面临的环境因素相对复杂，且输送的介质具有易燃易爆的特点，国家颁布了许多相关的设计、施工规范及燃气保护条例，市政燃气管网的设计以及施工过程存在一定的复杂性。为确保市政燃气管网能处于安全稳定的运行状态，要求相关参建方加强对市政燃气管网规划设计问题、施工中遇到的重难点进行把关，确保管道安全。

1 市政燃气管网设计重难点问题分析

1.1 燃气主管设计

燃气主管设计基本上可以视为市政燃气管网规划设计中的难点内容之一。从客观角度上来讲，合理设计燃气主管网在一定程度上可增强市政燃气管网运行效果，保证管网用气压力和流量满足用户用气需求。设计人员根据规划用地用气的分布特点，对燃气主管进行合理布置，并且预留远期用气的余量。通过合理的管网水力计算，选定合理的经济流速，确定主管管网的管径。同时，还应考虑近期规划及远期规划的用气要求，结合市政燃气枝状管网或者环状管网的运行特点，结合调压站布置位置及节点压降要求、流量分布最好能够以网格布局形态进行呈现。

燃气主管网的优化设计一直以来是燃气市政管网研究的重难点，目前，国内对于管网优化有一定研究成果及方法，例如，拉格朗日乘子法、遗传算法优化法、动态规划法、减径分析优化法等。其优化的目的是追求造价的目标优化，合理配置系统的管段管径，设计人员应根据项目特点选择优化设计的方法。

1.2 燃气支管设计

燃气支管作为市政燃气管网的重要组成部分，在开展燃气支管设计工作时，设计人员需要协调组织好燃气支管与城市燃气主管之间的衔接工作。燃气支管设计内容需要根据规划用地用气需求，重点针对燃气支管分布与走向问题进行规划设计，其目的在于保障局部管网系统配气效果，增强市政燃气管网运行的稳定性，满足用户用气需求。燃气支管设计起点处应设置阀门，并应根据当地燃气权属部门的要求及习惯做法设计标志桩、警示带，并在燃气支管上设置保护层，延长支管使用寿命。

燃气支管属于城市配气的运输管道，通过细化好各设计步骤，可以提升燃气支管设计效果。例如，道路的管线横断面布置过程中，一般要求燃气管道设计于非机动车道下方，以方便后期检修维护。例如，深圳地区一般要求敷设在道路的西侧、北侧非机动车道下方，分段阀门间距一般不超过1km，以方便分段检修。另外，深圳地区的市政燃气管道埋深一般要求非机动车道下方要大于1.2m的覆土、机动车道要大于1.5m的覆土要求，如不满足则设计时，需考虑采取管沟、套管的保护措施。该设计管道覆土埋深相比《城镇燃气设计规范》6.3.4要求的管道埋深略有提高，主要也是考虑管道的安全维护。所以，在设计的时候，应针对不同城市的设计要求，做好相应的地方习惯调查、分析等工作，以此制定详细、合理的燃气支管设计方案，确保后续工程建设的具体落实。

1.3 燃气管网应力设计

一般来说，燃气管网周围地基沉降以及温度变化均会对燃气道的安全运行构成威胁，其主要原因是管道应力影响。例如，当地基沉降超过允许沉降量时，燃气管道应力将会发生明显变化，随着燃气管道应力变化的不断加剧，管道会相继发生弯曲变形等现象问题，最后可能会导致管道断裂现象。

针对这一问题，建议设计人员在进行市政燃气管网设计工作时，对管道应力设计问题予以高度重视。例如，对于明敷的管道，需要进行应力计算，以便采取必要的补偿措施，消除管道应力影响。其中，中压燃气钢制管道随桥敷设的明敷，应考虑温度变化产出的管道应力影响，通过计算温度补偿量可加设方形补偿器或者金属波纹管补偿器以减少应力对管道的破坏。针对高层建筑的燃气上升立管底部而言，建议设计人员增设管道支墩，以实现承载上升立管自重的目的，并采取立管与埋地引入管分隔的方式，增强补偿作用。

1.4 设计注意事项

开展市政燃气管网设计工作时，设计人员应该根据市政燃气管网周边区域环境地质情况，对市政燃气管网的设计方案进行统筹规划及合理部署。其中，设计人员应该根据市政燃气管网周边构筑物情况以及勘察物探资料，提前预判市政燃气管网施工设计可能存在的问题，并采取针对性防范措施进行处理。除此之外，为保障市政燃气管网设计与施工过程的相互深化，设计人员可运用BIM技术进行建模，通过可视化的技术模拟燃气管网与其他构筑物的关系，复核与其他市政管线的空间联系，检测交叉管线位置及情况，模拟燃气管网施工流程，确定施工过程中的重难点。

2 市政燃气管网施工问题及管理措施分析

市政燃气管网施工现场所面临的不确定因素较多，在施工作业期间，要求现场施工人员具有高度的质量管控意识，加强对细节要点的贯彻落实力度，从根本上保障市政燃气管网运行质量效果。市政燃气管网施工建设期间，容易受环境因素以及操作因素的影响，而出现质量缺陷问题，如管道焊缝的质量优劣或者腐蚀问题。对此，为保障市政燃气管道施工质量安全，建议施工单位方面应该从以下两个方面入手。

2.1 构建科学、合理的市政燃气管网施工管理体系，保障现场施工质量安全

为确保市政燃气管网施工质量效果得以深化加强，建议施工单位方面应该确立高度的质量管控意识，加强对市政燃气管网各施工阶段质量管控点的贯彻落实力度。

一方面，施工单位在开展燃气管网施工作业前，应该做好大量前期准备工作。首先，施工单位方面应该准确把握燃气管网施工环境以及周边地质水文情况，复测物探资料，及时排查不确定因素以及隐患因素，保障现场施工质量安全。根据现场条件对施工方案内容进行适当调整与优化，为以后施工质量安全提供保障。

施工单位、监理单位应该对入场所使用的管道设施以及材料进行质量检测。重点针对管道设施规格以及数量进行合理确定，根据科学合理的质量检测原则，贯彻落实质量检测工作内容，避免质量不达标的管道设施及材料入场。除此之外，在现场施工作业期间，施工管理人员应该始终按照质量管理原则以及安全管理原则，对现场施工工艺内容进行准确梳理与严格把控。对于施工期间所存在的质量缺陷问题，必须结合问题表现及成因，采取针对性措施进行处理，以防止出现施工安全问题。

2.2 高度重视管网设施后期维护管理工作，减少运行隐患问题

市政燃气管网实施后，相关管理单位需要加强对燃气管网维护保养工作的重视程度。在日常维护保养期间，相关负责人员应该重点针对燃气管线防腐工作进行统筹规划与合理部署。一般来说，燃气管道常年埋设于地下，容易受到土壤环境以及相关因素的影响而出现腐蚀问题。当腐蚀速率难以控制时，很容易引发管道泄漏等安全问题。相关负责人员应该定期对燃气管道运行状态进行检测分析，对于燃气管道存在的漏气点问题进行及时修复。需要注意的是，燃气管道权属部门可通过确立巡线护管岗位加强对燃气管线运行情况的排查分析，必要时，可以利用信息化监测等技术内容，重点加强对高风险区域的监测管理。

3 结语

总而言之，为确保市政燃气管网设计与施工能深度加强优化，建议相关人员应该主动承担自身的岗位责任，坚持按照市政燃气管网建设规范要求，对市政燃气管网设计以及施工内容进行统筹规划与合理部署。其中，对于市政管网设计以及施工存在的重难点问题，相关工作人员应该主动结合问题表象及成因，采取针对性措施进行处理。除此之外，市政燃气管网建成后，相关工作人员应该加强对市政燃气管网的维护保养，以避免出现质量缺陷问题。相信在所有相关单位的共同努力下，我国市政燃气管网建设水平将会得到进一步加强。