李政 邢立坤 楊國南

1.中國市政工程東北設(shè)計研究總院有限公司 吉林 長春 130021

2.長春元盛能源實業(yè)發(fā)展有限公司 吉林 長春 130031

1 概述

綜合管廊是建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施，即在城市地下建造一個隧道空間，將天然氣、給水、排水、熱力、通訊、電力等各種城市工程管線集于一體，設(shè)有專門的人員進出口、逃生口、排風(fēng)口、吊裝口以及配套的消防、供電、照明和監(jiān)測系統(tǒng)，實施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一建設(shè)和管理，是城市中重要的市政基礎(chǔ)設(shè)施之一。

城市綜合管廊屬于地下相對密閉的空間，天然氣的火災(zāi)危險特性屬于甲類，且具有易燃、易爆、易擴散等特點。天然氣管線納入綜合管廊后，一旦發(fā)生天然氣泄漏爆炸事件后果很嚴(yán)重，所以天然氣管線安全、經(jīng)濟地納入綜合管廊目前急需解決的問題。

下面筆者將根據(jù)國內(nèi)外天然氣管線入廊發(fā)展情況以及國內(nèi)相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，說明天然氣管線納入綜合管廊的可行性，然后結(jié)合個人在城市地下綜合管廊工程方面的設(shè)計經(jīng)驗和以往參觀過的綜合管廊實地情況，對綜合管廊內(nèi)天然氣管線的設(shè)計發(fā)表一下個人的觀點和意見。

2 國內(nèi)外天然氣管線入廊發(fā)展情況

2.1 國外發(fā)展情況

綜合管廊在國外發(fā)展較早，尤其是英國、德國等歐洲國家，早在1861年，英國倫敦修建了當(dāng)時國內(nèi)第一條城市綜合管廊，綜合管廊內(nèi)容納了天然氣、給水和電力等城市管線，綜合管廊為截面形狀為半圓形，截面尺寸約為3.7m×2.4m（寬×高）；德國在1890年，也修建了國內(nèi)第一條綜合管廊，當(dāng)時天然氣管線也被納入了綜合管廊內(nèi)；日本在20世紀(jì)20年代，在東京市中心的干線道路下也修建了國內(nèi)第一條綜合管廊，綜合管廊容納了煤氣、給水和電力等管線。并在隨后幾年制定了相關(guān)的法律法規(guī)。

2.2 國內(nèi)發(fā)展情況

目前，國內(nèi)僅有北京、上海及深圳等個別大城市建有綜合管廊，由于擔(dān)心天然氣管線的火災(zāi)安全問題，大部分綜合管廊只納入了給水、熱力、電力、通信等管線，而不考慮將天然氣管線納入綜合管廊，僅有個別幾處綜合管廊內(nèi)納入了天然氣管線。

2006年在北京中關(guān)村建成的長度約為2公里的綜合管廊，納入了天然氣、給水、熱力、電力、通信等市政管線。2008年在深圳大梅沙一鹽田坳建成的綜合管廊也納入了天然氣管線。2015年在南寧建成的綜合管廊也納入了天然氣管線。

因此，天然氣管線納入綜合管廊從工程實踐經(jīng)驗上來講是可行的。

3 天然氣管線納入綜合管廊的相關(guān)政策及規(guī)范要求

2015年5月住建部確定了哈爾濱、沈陽等城市為中央財政支持綜合管廊試點建設(shè)城市。

2015年5月22日，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布關(guān)于國家標(biāo)準(zhǔn)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》，規(guī)范中提出綜合管廊內(nèi)天然氣管線的技術(shù)要求，對國內(nèi)綜合管廊的設(shè)計和施工提供了指導(dǎo)作用。

2015年8月，國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見》(國辦發(fā)[2015]61號)指出“已建設(shè)地下綜合管廊的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)的所有管線必須人廊”。

因此，天然氣管線納入綜合管廊從政策和規(guī)范上來講是可行的。

4 綜合管廊內(nèi)天然氣管線的設(shè)計

4.1 防止綜合管廊內(nèi)天然氣管線的自身泄露，做到本質(zhì)安全

4.1.1 管材選擇

目前，埋地中壓天然氣管道管材主要使用鋼管和PE管兩種，且PE管居多，主要原因是PE管的耐腐蝕性強，其使用壽命可達50年；內(nèi)表面光滑，內(nèi)壁粗糙度小，水力條件好；管道安裝施工方便，工期短，工程費用低。相比PE管，鋼管的耐腐蝕性差，使用壽命短，工程費用高，但是鋼管的抗拉強度和抗沖擊性能比較高，管道強度大。

綜合管廊內(nèi)敷設(shè)天然氣管線與地下直埋天然氣管線不同，采用鋼管將優(yōu)于PE管，如施工期間管材由投料口輸送、難免會發(fā)生管道磕碰等情況；管道安裝時PE管的固定也存在問題，一般需要采用鋼制管道支架固定；管道運行期間的檢修巡線以及外來因素等均需要管道具有較高的強度要求。

根據(jù)國家現(xiàn)行《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》GB 50838-2015第6.4.2節(jié)的有關(guān)規(guī)定，天然氣管道應(yīng)采用無縫鋼管。綜上所述綜合管廊內(nèi)天然氣管道管材應(yīng)選用無縫鋼管，例如可以選擇20#或L245NB等，無縫鋼管質(zhì)量應(yīng)符合《輸送流體用無縫鋼管》GB/T 8163-2008、《高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管》GB 6479-2013和《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》GB/T9711-2017相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

4.1.2 連接形式

綜合管廊內(nèi)天然氣管道系統(tǒng)所有接口均應(yīng)采用焊接連接。管道分支管處應(yīng)采用鋼制對焊無縫管件連接，不建議在主管道上直接開孔焊接，這樣可以避免角焊縫帶來的各種不利因素，確保天然氣管道所有焊縫均為環(huán)向?qū)雍缚p，杜絕了天然氣管線連接處泄漏事故的發(fā)生。

4.1.3 焊接檢測

為了保證綜合管廊內(nèi)天然氣管道所有焊縫的可靠性，應(yīng)對所有焊縫進行無損檢測，無損檢測建議采用100%射線照相檢驗，必要時進行100%超聲波復(fù)檢，其質(zhì)量驗收應(yīng)分別符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《承壓設(shè)備無損檢測 第2部分 射線檢測》NB/T 47013.2 -2015規(guī)定的Ⅱ級(AB級)合格和《承壓設(shè)備無損檢測 第3部分 超聲檢測》NB/T 47013.3-2015規(guī)定的Ⅰ級合格。

4.1.4 閥門設(shè)置

建議不要在綜合管廊內(nèi)設(shè)置天然氣管道設(shè)置，所有分段閥、分支閥及進出綜合管廊的緊急切斷閥門均設(shè)置在綜合管廊外，并應(yīng)采用帶雙放散形式的全焊接球閥。

雖然閥門與管道之間采用焊接連接，焊接接頭可以保證不泄露，但是不能確保閥門的閥桿、閥體及填料之間不泄漏，故不建議閥門設(shè)置在管廊內(nèi)。

4.1.5 管道補償

國家現(xiàn)行規(guī)范《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》GB 50838-2015沒有給出綜合管廊內(nèi)天然氣管線補償方面的要求及做法，但是在實際中因綜合管廊自身需要設(shè)置伸縮縫以及冬夏季環(huán)境溫度的變化等均需要使天然氣管線承受一定的伸縮應(yīng)力，所以需要在天然氣管道中設(shè)置補償裝置。

綜合管廊內(nèi)天然氣管線的補償推薦采用π型自然補償器，補償器兩端部各設(shè)置一個導(dǎo)向支架，兩個補償器之間設(shè)置一個固定支架，補償器與管道之間采用焊接連接。

4.1.6 防腐方式

目前，天然氣管線防腐方式主要有噴涂防銹漆和加強級擠壓聚乙烯3層復(fù)合結(jié)構(gòu)（3PE加強級）方式，噴涂防銹漆防腐主要應(yīng)用在室內(nèi)外架空管道，3PE加強級防腐主要應(yīng)用在埋地管道。

因地下綜合管廊內(nèi)空氣環(huán)境比較復(fù)雜，尤其南方地區(qū)，管廊內(nèi)空氣濕度較大，巡線檢修時還需長時間通風(fēng)與照明，所以單純采用3PE加強級防腐或采用管道用防銹漆防腐效果不一定好，建議采用船舶用防銹漆或防銹漆+3PE加強級的防腐方式，并適當(dāng)考慮管道內(nèi)壁的腐蝕余量。

4.2 天然氣管線艙室內(nèi)天然氣一旦泄漏應(yīng)能及時報警和通風(fēng)

根據(jù)國家現(xiàn)行《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》GB 50838-2015第4.3.4節(jié)的規(guī)定，天然氣管線應(yīng)在獨立艙室內(nèi)敷設(shè)，火災(zāi)危險性應(yīng)按甲類艙室考慮，艙室內(nèi)地面應(yīng)采用撞擊時不產(chǎn)生火花的材料，主要是考慮到發(fā)生災(zāi)害時的影響等因素而不與其他管道同艙敷設(shè)，同時也減少了天然氣泄漏檢測的范圍和事故排風(fēng)量，間接的預(yù)防了泄露爆炸事件發(fā)生的幾率，天然氣管道艙室內(nèi)的報警和通風(fēng)應(yīng)從以下幾個方面做好設(shè)計。

（1）天然氣管線艙室內(nèi)的監(jiān)控與報警設(shè)備、事故風(fēng)機應(yīng)按二級負(fù)荷供電，且宜采用兩回線路供電，當(dāng)有困難時應(yīng)另設(shè)備用電源。

（2）天然氣管道艙室應(yīng)按可燃?xì)怏w探測器的探測范圍設(shè)置可燃?xì)怏w探測報警系統(tǒng)，可燃?xì)怏w探測器應(yīng)盡量貼近頂板安裝，報警濃度設(shè)定值建議取爆炸下限的10%（體積分?jǐn)?shù)），當(dāng)天然氣濃度超過設(shè)定值時，集中控制中心應(yīng)及時報警，并關(guān)閉綜合管廊進出口的緊急切斷閥，啟動天然氣管線艙事故段的通風(fēng)設(shè)備。

（3）天然氣艙室通風(fēng)系統(tǒng)要求

天然氣管道艙室通風(fēng)換氣次數(shù)應(yīng)按國家現(xiàn)行《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》GB 50838-2015的規(guī)定，事故時段通風(fēng)換氣次數(shù)不應(yīng)小于每小時12次。

4.3 綜合管廊應(yīng)配備完善的管理與監(jiān)控系統(tǒng)，防止外來“危險源”進入綜合管廊

管理制度應(yīng)包括但不限于日常巡檢及監(jiān)測、出入人員管理、生產(chǎn)作業(yè)管理等內(nèi)容，尤其是人員出入管理，為防止外來“危險源”進入天然氣管線艙室，應(yīng)做到符合下列規(guī)定：

（1）未經(jīng)允許不得擅自進入；

（2）出入人員應(yīng)經(jīng)過安全培訓(xùn)；

（3）進入前先檢測再通風(fēng)，確認(rèn)管廊內(nèi)安全后方可進入；

（4）進入管廊的人員必須配備安全裝備；

（5）禁止單獨進入綜合管廊。

綜合管廊的監(jiān)控系統(tǒng)能實現(xiàn)對綜合管廊全域內(nèi)的環(huán)境、設(shè)備參數(shù)和狀態(tài)實施全程監(jiān)控。

4.4 天然氣管線艙室一旦發(fā)生泄露爆炸事件應(yīng)具有防爆、泄爆、逃生等功能。

綜合管廊天然氣管線艙室應(yīng)設(shè)置防火墻、人員逃生口及泄爆口等。

天然氣管線艙室內(nèi)地面應(yīng)采用不發(fā)火花地面,每個防火區(qū)間內(nèi)應(yīng)設(shè)置不燃性墻體進行防火分隔，且在每個防火分隔內(nèi)設(shè)置燃?xì)庑贡诤吞由凇?/p>

5 結(jié)束語

綜合管廊內(nèi)天然氣管線設(shè)計是一個比較復(fù)雜、需要各專業(yè)相互配合的的過程，隨著國內(nèi)綜合管廊建設(shè)工程的逐步實踐以及相關(guān)法律、法規(guī)及政策的出臺，在設(shè)計和施工上提高綜合管廊的質(zhì)量，在運行管理上制定健全嚴(yán)格的管理制度，相信天然氣管線納入綜合管廊必將得到推廣和應(yīng)用。