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專業(yè)技術(shù)

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城市地下綜合管廊“最危險管線”入廊問題的探討

時間:2017/3/14

目前國際上對于燃氣管道入廊問題的觀點并不一致,總的來說,歐美傾向于禁止燃氣管道入廊,日本與臺灣地區(qū)則允許燃氣管道入廊。

        我國現(xiàn)有的各種管線規(guī)范中對于燃氣管道能否進入綜合管廊沒有明確規(guī)定,但國家標準要求燃氣管道納入綜合管廊時,其艙室不得與其他建構(gòu)筑物合建,其孔口不得聯(lián)通其他艙室,艙室與周邊建構(gòu)筑物的距離需要符合設(shè)計規(guī)范等,燃氣管道入廊應(yīng)以獨立于一艙為設(shè)計原則。

         規(guī)范要求燃氣管線不得與電力電纜同艙鋪設(shè),并要符合相應(yīng)的專項技術(shù)要求。在已建綜合管廊中,有燃氣管線敷設(shè)的工程實例。考慮到燃氣管線泄漏、燃氣濃度積聚等因素,如果通風(fēng)不暢,燃氣同空氣混合比例達到爆炸極限限值,遇到高溫或火花極易爆炸,危險性較大,燃氣管線納入綜合管廊需加強通風(fēng)、排煙、監(jiān)測、報警等完善的技術(shù)措施,相應(yīng)會增加工程投資,而且,對運行管理和日常維護的要求更加嚴格。電力管線在輸電的過程中,發(fā)熱易產(chǎn)生火花,與燃氣管線集中設(shè)置易發(fā)生爆炸。在綜合管廊中設(shè)置燃氣管線,所以應(yīng)單獨設(shè)置一室。


 燃氣管道一般采用無縫鋼管,剛性管道易在施工等過程中破裂,而一旦破裂,積蓄于地下空間的大量易燃氣體將成為公共安全的重大危險。遼寧大連、臺灣高雄等地均發(fā)生過燃氣泄漏積蓄于排水等管道中,引發(fā)爆炸的慘劇。


 燃氣管道入廊后,綜合管廊內(nèi)各管線各安其所,各類施工引起的管道破裂事故頻率將大大降低。但也存在兩種危險:一種是燃氣管道泄漏逸出的有毒氣體,會對綜合管廊里的巡查檢修人員造成危害,發(fā)生中毒現(xiàn)象。另一種危害,可燃氣體與空氣混合的體積達到一定程度時,遇到明火或電火花時,會著火引起爆炸,對綜合管廊本體以及其上的道路、周邊活動市民都會造成危險。


 因此,鑒于以上兩種危害,燃氣管道入廊一般需設(shè)相應(yīng)的監(jiān)測、消防和排氣設(shè)備,且燃氣管道的氣密性與其他管線相比有特別嚴格的要求。

燃氣管線入廊爭議大

燃氣管線應(yīng)當采用單艙敷設(shè)(《綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》GB50838-2015);

燃氣管道納入綜合管廊需要考慮的最重要的問題是安全問題;反對燃氣管道納入綜合管廊的人一般以安全問題和投資問題為由阻礙燃氣管線納入綜合管廊;

燃氣管線納入綜合管廊需要一套完整的監(jiān)控設(shè)施、報警設(shè)施、通風(fēng)設(shè)施、特殊的照明設(shè)施、防靜電設(shè)施等;

天然氣管道內(nèi)要監(jiān)控的環(huán)境參數(shù)包括溫度、濕度、水位、氧氣、甲烷氣等;

這些附件的增設(shè)及燃氣管道單艙敷設(shè)會大大增加綜合管廊的投資,但并不會增加管廊的設(shè)計難度

然氣管線納入方式


將天然氣管線納入綜合管廊,相當于將天然氣管線納入一個有安全監(jiān)控等輔助系統(tǒng)的地下構(gòu)筑物中,管線架空敷設(shè)。根據(jù)GB50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《燃規(guī)》)和GB50217—2007《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定,天然氣管線納入綜合管廊時應(yīng)敷設(shè)在獨立管艙內(nèi)。


然氣管線艙火災(zāi)危險性分類


GB50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱《建規(guī)》)規(guī)定,天然氣的火災(zāi)特性為甲類。其生產(chǎn)車間為甲類火災(zāi)危險,儲存?zhèn)}庫為甲類庫房。綜合管廊是位于地下的狹長構(gòu)筑物,其內(nèi)只容納管線、閥門及附件,既不屬于生產(chǎn)廠房,也不屬于庫房,無法按照《建規(guī)》要求設(shè)計泄壓面積。《燃規(guī)》中6.6.12 條關(guān)于地上調(diào)壓站的建筑物設(shè)計要求中提到,“調(diào)壓室應(yīng)有泄壓措施,并應(yīng)符合現(xiàn)行《建規(guī)》的有關(guān)規(guī)定”;而從6.6.14 條關(guān)于地下調(diào)壓站的建筑物設(shè)計要求中所列條目來看,并未對地下調(diào)壓站的設(shè)計提出泄壓要求。參看《建規(guī)》3.6.14條中“有爆炸危險的倉庫…,宜按本規(guī)范第3.6 節(jié)規(guī)定采取防爆措施、設(shè)計泄壓設(shè)施”,并未要求必須設(shè)置泄壓設(shè)施。另參考日本《共同溝設(shè)計指針》中的燃氣管線納入綜合管廊對管廊本體的相關(guān)設(shè)計要求中,也沒有泄壓要求。據(jù)了解,北京中關(guān)村綜合管廊設(shè)計時并未考慮設(shè)置泄壓設(shè)施。由此可見,在采取了充分的預(yù)防措施后,可以避免爆炸的發(fā)生。因此,綜合管廊天然氣管線艙設(shè)計時應(yīng)從防止爆炸發(fā)生的角度(即控制爆炸相關(guān)的各因素),來考慮相關(guān)設(shè)計。


然氣管線艙火災(zāi)危險源辨識


通過對燃氣火災(zāi)爆炸施工危險源辨識及危險性的模擬分析可以發(fā)現(xiàn),燃氣火災(zāi)爆炸事故發(fā)生必須具備2個條件,即燃氣泄漏危險源和火源危險源的存在。由此可知,導(dǎo)致燃氣火災(zāi)爆炸最直接的起因可歸納為燃氣泄漏及存在點火源。因此,天然氣管線納入綜合管廊設(shè)計的要素是對這2個危險源(起因)的消除和控制,對天然氣管線需要控制其本體及附件的泄漏,對綜合管廊是控制火源及天然氣管線泄漏后的應(yīng)對措施。


《燃規(guī)》中對天然氣管線在綜合管廊內(nèi)敷設(shè)沒有作明確的要求,可參照規(guī)范中對地下調(diào)壓站及室內(nèi)管線的設(shè)計要求。


然氣管線防泄漏措施


控制天然氣管線艙內(nèi)的管線泄漏是防止火災(zāi)爆炸事故發(fā)生的基本要求。管網(wǎng)泄漏的因素有腐蝕、人為破壞、自然因素破壞、設(shè)計施工缺陷、材料缺陷、管理因素、操作失誤以及不明因素等。天然氣管線納入綜合管廊后,主要考慮的因素為設(shè)計施工缺陷、材料缺陷、管理因素以及操作失誤,其中設(shè)計施工是控制泄漏的源頭。


控制管線泄漏的措施包括減少泄漏源,嚴格控制材料質(zhì)量等,具體如下:管線材質(zhì)可采用《燃規(guī)》中規(guī)定的除Q235-A 以外的材料;除閥門及設(shè)備處采用法蘭連接外,其他連接均采用焊接形式,不得使用螺紋連接;焊縫應(yīng)進行100%射線照相檢驗,其質(zhì)量不得低于現(xiàn)行焊接工程施工及驗收標準;除管線和分段閥以及必須的配套設(shè)施外,其他設(shè)施均布置在管廊以外;閥門、閥件的設(shè)計壓力按提高一個壓力等級進行設(shè)計等等。通過這些手段可以減少天然氣管線泄漏,降低爆炸事故發(fā)生的幾率。


火源防范及天然氣管線泄漏應(yīng)對措施


在嚴控天然氣管線泄漏的基礎(chǔ)上,還需要從火源防范及天然氣管線泄漏后的應(yīng)對措施兩方面考慮綜合管廊的設(shè)計。


對于天然氣管線艙內(nèi)的天然氣管線,其爆炸危險環(huán)境按GB50058—2014《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《爆規(guī)》)規(guī)定,屬于爆炸性氣體環(huán)境2區(qū),其附屬電氣設(shè)施均應(yīng)符合《爆規(guī)》中2區(qū)的設(shè)計要求。參照《燃規(guī)》附錄D-6“地下調(diào)壓室和地下閥室的爆炸危險等級區(qū)域和范圍劃分”,其爆炸危險區(qū)域?qū)儆?區(qū)。根據(jù)《爆規(guī)》3.2.5 條“爆炸區(qū)域的劃分應(yīng)按釋放源級別及通風(fēng)條件確定…,當通風(fēng)良好時,可降低爆炸危險區(qū)域等級”及3.2.4 條通風(fēng)良好的條件是“對于封閉區(qū)域…,1h換氣6次”,將天然氣管線艙內(nèi)的通風(fēng)設(shè)計為強制排風(fēng),每小時通風(fēng)6次,事故通風(fēng)按每小時12次設(shè)計,則該艙內(nèi)環(huán)境屬于爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)。


天然氣管線艙內(nèi)的火源包括電氣、電信、自控、照明設(shè)備及電纜等,均應(yīng)按照《爆規(guī)》中爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)的相應(yīng)要求設(shè)計。同時將天然氣管線及其附件、天然氣管線艙內(nèi)電氣設(shè)備均可靠防雷、防靜電接地;天然氣管線艙內(nèi)所有孔口均禁止與綜合管廊的其他艙室聯(lián)通,避免含天然氣的空氣進入其他艙室;通風(fēng)井排風(fēng)口不得與其他艙室孔口毗鄰布置。


加強運行管理


管網(wǎng)泄漏管理方面的問題包括管理因素及操作失誤,均屬于人為因素。對天然氣管線艙嚴格管理是保證綜合管廊安全的重點。綜合管廊的日常管理單位應(yīng)會同天然氣管線單位編制管線及管廊運行維護管理辦法和實施細則以及應(yīng)急預(yù)案,明確分工模式,確保責(zé)權(quán)明晰;管理及操作人員經(jīng)過培訓(xùn)后才能上崗,特別是要察覺天然氣泄漏的各種跡象,發(fā)現(xiàn)問題及時解決;嚴格按照規(guī)定落實日常巡檢、檢修制度;對于應(yīng)急預(yù)案應(yīng)定期演習(xí),確保每個人能夠在危險發(fā)生的第一時刻采取正確的措施。



入廊結(jié)論

綜上所述,天然氣管線納入綜合管廊是可行的。在天然氣管線設(shè)計方面采取加強控制泄漏的措施,在天然氣管線艙內(nèi)采取防范火源和應(yīng)對天然氣管線泄漏的措施,加強天然氣綜合管廊內(nèi)的管理工作,從這3個方面著手可保證天然氣管線入廊后的安全。同時,建議各地區(qū)對天然氣管線納入各自綜合管廊做進一步深入研究,并在《燃規(guī)》中補充關(guān)于燃氣管線在綜合管廊內(nèi)的設(shè)計要求。


國內(nèi)最早燃氣管線入廊綜合管廊

上海張楊路共同溝。共同溝即目前大熱的地下管廊。早在設(shè)計之初,張楊路共同溝就確定了燃氣管道入廊,設(shè)置了一系列防火防災(zāi)措施,這也成了新技術(shù)規(guī)范的重要參考。

燃氣管線入廊實例

貴安新區(qū)中心大道綜合管廊試驗段為燃氣管線入廊變成現(xiàn)實!

在貴安新區(qū)中心大道綜合管廊試驗段,分為電力倉、綜合倉和燃氣倉,是國內(nèi)理念最新、斷面最優(yōu)、管理技術(shù)******的新興城市三倉地下綜合管廊,其關(guān)鍵技術(shù)便是燃氣管道入倉。

  施工中,為解決燃氣管道單獨成倉的安全隱患問題,現(xiàn)場每200米設(shè)一個露出地面的通風(fēng)口,在倉底鋪設(shè)2毫米厚的不發(fā)火(防爆)面層,防止金屬物品跌落擦出火花,并配備智慧化監(jiān)控系統(tǒng),對倉內(nèi)溫度、濕度等進行實時監(jiān)測。


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