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經濟發展，一些在規劃建設期處于低地區等級的管段變為高地區等級，發展成為高后果區。針對此類地區等級升級型高后果區，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，提出地區等級升級型高后果區判斷方法及預防措施。

關鍵詞：天然氣管道；地區等級升級；高后果區；識別；預防措施

 

隨著經濟發展，城市擴張和人口密度增加，天然氣管道地區等級升級時有發生。管道與原設計方案不匹配，一旦發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范》將輸氣管線通過的地區，按沿線居民戶數和(或)建筑物的密集程度，劃分為四個地區等級，由低地區等級變為高地區等級時即為地區等級升級。本文將發生地區等級升級演變為高后果區的區段概括為地區等級升級型高后果區。選取36處地區等級升級型高后果區，從高后果區所處位置、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的不同特點，并根據這些特點提出定性判斷方法及預防措施。

1  數據來源

選取36處發生地區等級升級的高后果區，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，平原，水網區域等；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鎮中心的最小距離，統計結果如圖 1所示。距離最近的接近0 km，這種情況一般發生在城鎮處于狹長地帶，管道從城鎮中間穿過；距離較遠的達到9 km。分析認為，城鎮規模越大，城鎮化程度較高，管道距離城鎮中心越遠；反之，城鎮規模越小，城鎮化程度較低，管道距離城鎮中心越近。正是管道距離城鎮中心較近情況下，城鎮后期發展影響管道周邊用地，導致發生地區等級升級。

圖 1 管道距城鎮中心距離

2.2  升級變化快

36處地區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升至四級地區，最多用十幾年時間。這主要由于新建管道未充分優化路由和在役管道周邊土地利用缺乏有效規劃和管控。

圖 2 地區等級升級型高后果區升級變化分布圖

2.3  東西部差異大

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

2.4  風險較高

對36處高后果區進行定量風險評價[4-5]，對管道事故發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 某地區等級升級型高后果區風險評價示意圖

3  判斷方法

從以上分析，可根據管道距離城鎮中心遠近及管道周圍城鎮化速度兩個因素，來判斷是否為地區等級升級型高后果區。當管道所處位置距離城鎮中心較近且周圍城鎮化發展速度較快，定性判斷為地區等級升級型高后果區。以某管道為例，該管道建設時期處在城鎮邊緣，地區等級為二級，距離城鎮中心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發展，使管道位于擴展邊緣，據此定性判斷該處為地區等級升級型高后果區。經追蹤觀察其變化情況（圖 5），后期該區段地區等級由二級地區升級為四級地區，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  提前收集規劃信息

加強管道周邊地區規劃信息收集，及時掌握管道所經過地區中長期建設規劃，以便提前采取應對措施。將管道規劃納入地方中長期發展規劃，為管道建設優選路由和后期安全運行創造良好條件。

4.2  優化路由選線

管道選線要結合地域特點，留足城市發展空間和管道保護空間。在設計階段即開展高后果區識別與評價，同時預判是否會產生地區等級升級型高后果區。當地區發展規劃可能改變現有管道地區等級時，管道設計應根據規劃重新確定地區等級并采取相關防護措施，以控制可能產生的風險。在施工階段因管道周邊環境改變導致新增高后果區時，應及時更新信息，對路由進行優化。

4.3  保障新建管道質量

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

4.4  加強與政府部門協調

管道運營期間應注意搜集當地發展規劃和建設信息，及時了解掌握管道周圍環境改變，提前判斷是否存在地區等級升級型高后果區。當發現有可能造成新增高后果區時，第一時間與地方政府相關部門溝通協調，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等級升級管理與風險評價[J]. 天然氣工業，2017，037(001)：124-130.

[2]單克，帥健. 地區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，2018，038(002)：112-118.

 

作者簡介：關旭輝，1993年生，2019年碩士畢業于中國石油大學（華東）油氣井專業，現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。聯系方式：15763944349，837284066@qq.com。