關旭輝 李志峰

中國石油天然氣管道工程有限公司上海分公司

 

摘要：近年來，隨著天然氣管道沿線城鄉(xiāng)經(jīng)濟發(fā)展，一些在規(guī)劃建設期處于低地區(qū)等級的管段變?yōu)楦叩貐^(qū)等級，發(fā)展成為高后果區(qū)。針對此類地區(qū)等級升級型高后果區(qū)，從其所處地理位置、升級變化情況、風險評估三個方面分析，總結出距城鎮(zhèn)中心較近、升級變化快、東西部差異大、風險高等特點，提出地區(qū)等級升級型高后果區(qū)判斷方法及預防措施。

關鍵詞：天然氣管道；地區(qū)等級升級；高后果區(qū)；識別；預防措施

 

隨著經(jīng)濟發(fā)展，城市擴張和人口密度增加，天然氣管道地區(qū)等級升級時有發(fā)生。管道與原設計方案不匹配，一旦發(fā)生失效所帶來的后果將更加嚴重[1-3]。GB 50251―2015《輸氣管道工程設計規(guī)范》將輸氣管線通過的地區(qū)，按沿線居民戶數(shù)和(或)建筑物的密集程度，劃分為四個地區(qū)等級，由低地區(qū)等級變?yōu)楦叩貐^(qū)等級時即為地區(qū)等級升級。本文將發(fā)生地區(qū)等級升級演變?yōu)楦吆蠊麉^(qū)的區(qū)段概括為地區(qū)等級升級型高后果區(qū)。選取36處地區(qū)等級升級型高后果區(qū)，從高后果區(qū)所處位置、升級變化情況、風險評估三個方面總結其相較于一般高后果區(qū)的不同特點，并根據(jù)這些特點提出定性判斷方法及預防措施。

1  數(shù)據(jù)來源

選取36處發(fā)生地區(qū)等級升級的高后果區(qū)，主要考慮以下四方面因素：①地理位置差異較大，管道敷設范圍分別位于西部，中部和東部；②地形地貌差異較大，包含山區(qū)，平原，水網(wǎng)區(qū)域等；③建設時間差異性，涉及西一線、西二線等不同建設時期；④管徑差異較大，管徑從DN1000到DN400不等。

2  特點分析

2.1  距城鎮(zhèn)中心較近

通過管道所處地理位置分析，從地圖上測量36處管道與最近的城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心的最小距離，統(tǒng)計結果如圖 1所示。距離最近的接近0 km，這種情況一般發(fā)生在城鎮(zhèn)處于狹長地帶，管道從城鎮(zhèn)中間穿過；距離較遠的達到9 km。分析認為，城鎮(zhèn)規(guī)模越大，城鎮(zhèn)化程度較高，管道距離城鎮(zhèn)中心越遠；反之，城鎮(zhèn)規(guī)模越小，城鎮(zhèn)化程度較低，管道距離城鎮(zhèn)中心越近。正是管道距離城鎮(zhèn)中心較近情況下，城鎮(zhèn)后期發(fā)展影響管道周邊用地，導致發(fā)生地區(qū)等級升級。

圖 1 管道距城鎮(zhèn)中心距離

2.2  升級變化快

36處地區(qū)等級升級前后變化情況如圖 2所示，可以看出，大部分管道從建設時期二級地區(qū)升至四級地區(qū)，最多用十幾年時間。這主要由于新建管道未充分優(yōu)化路由和在役管道周邊土地利用缺乏有效規(guī)劃和管控。

圖 2 地區(qū)等級升級型高后果區(qū)升級變化分布圖

2.3  東西部差異大

36處高后果區(qū)所處東部、中部和西部分類統(tǒng)計結果如圖 3所示。其中東部20例，中部14例，西部2例。東部經(jīng)濟發(fā)展水平高于中西部是造成該現(xiàn)象的主要原因。

2.4  風險較高

對36處高后果區(qū)進行定量風險評價[4-5]，對管道事故發(fā)生頻率和后果進行量化計算，計算結果與風險標準相比較， 其中26處位于風險可接受范圍， 10處位于風險不可接受范圍，需采取更為嚴格的管控措施（圖 4）。

圖 4 某地區(qū)等級升級型高后果區(qū)風險評價示意圖

3  判斷方法

從以上分析，可根據(jù)管道距離城鎮(zhèn)中心遠近及管道周圍城鎮(zhèn)化速度兩個因素，來判斷是否為地區(qū)等級升級型高后果區(qū)。當管道所處位置距離城鎮(zhèn)中心較近且周圍城鎮(zhèn)化發(fā)展速度較快，定性判斷為地區(qū)等級升級型高后果區(qū)。以某管道為例，該管道建設時期處在城鎮(zhèn)邊緣，地區(qū)等級為二級，距離城鎮(zhèn)中心3.2 km。管道周圍建設用地年平均擴張0.66  km2，年均擴張率為3.12%，以同心圓形式向外側(cè)發(fā)展，使管道位于擴展邊緣，據(jù)此定性判斷該處為地區(qū)等級升級型高后果區(qū)。經(jīng)追蹤觀察其變化情況（圖 5），后期該區(qū)段地區(qū)等級由二級地區(qū)升級為四級地區(qū)，結果與真實情況符合。

圖 5 管道周邊不同階段狀況

4  預防措施

4.1  提前收集規(guī)劃信息

加強管道周邊地區(qū)規(guī)劃信息收集，及時掌握管道所經(jīng)過地區(qū)中長期建設規(guī)劃，以便提前采取應對措施。將管道規(guī)劃納入地方中長期發(fā)展規(guī)劃，為管道建設優(yōu)選路由和后期安全運行創(chuàng)造良好條件。

4.2  優(yōu)化路由選線

管道選線要結合地域特點，留足城市發(fā)展空間和管道保護空間。在設計階段即開展高后果區(qū)識別與評價，同時預判是否會產(chǎn)生地區(qū)等級升級型高后果區(qū)。當?shù)貐^(qū)發(fā)展規(guī)劃可能改變現(xiàn)有管道地區(qū)等級時，管道設計應根據(jù)規(guī)劃重新確定地區(qū)等級并采取相關防護措施，以控制可能產(chǎn)生的風險。在施工階段因管道周邊環(huán)境改變導致新增高后果區(qū)時，應及時更新信息，對路由進行優(yōu)化。

4.3  保障新建管道質(zhì)量

設計階段綜合考慮管道地區(qū)等級變化，適當增加管溝開挖深度，減少彎頭彎管的使用，減少特殊焊口的數(shù)量。施工階段避免在高后果區(qū)管段內(nèi)產(chǎn)生過多斷點，連頭口盡量留在普通段施工。提高水工保護設計標準，提高管道焊接質(zhì)量，提升管道本質(zhì)安全。

4.4  加強與政府部門協(xié)調(diào)

管道運營期間應注意搜集當?shù)匕l(fā)展規(guī)劃和建設信息，及時了解掌握管道周圍環(huán)境改變，提前判斷是否存在地區(qū)等級升級型高后果區(qū)。當發(fā)現(xiàn)有可能造成新增高后果區(qū)時，第一時間與地方政府相關部門溝通協(xié)調(diào)，采取有效措施加以防范。

參考文獻：

[1]姚安林，周立國，汪龍，等. 天然氣長輸管道地區(qū)等級升級管理與風險評價[J]. 天然氣工業(yè)，2017，037(001)：124-130.

[2]單克，帥健. 地區(qū)等級升級的天然氣管道風險管理研究[J]. 中國安全科學學報，2016， 26(11)：145-145.

[3]董紹華. 管道完整性管理體系與實踐 [M]. 北京：石油工業(yè)出版社，2009.

[4]馮慶善，李保吉，錢昆，等. 基于完整性管理方案的管道完整性效能評價方法[J]. 油氣儲運，2013，032(004)：360-364.

[5]周亞薇，張振永，田姍姍. 地區(qū)等級升級后的天然氣管道定量風險評價技術[J]. 天然氣工業(yè)，2018，038(002)：112-118.

 

作者簡介：關旭輝，1993年生，2019年碩士畢業(yè)于中國石油大學（華東）油氣井專業(yè)，現(xiàn)工作于中國石油天然氣管道工程有限公司上海分公司，線路設計工程師，從事管道風險評估研究工作。聯(lián)系方式：15763944349，837284066@qq.com。