第三节 城镇燃气管道的布线
一、城镇燃气管道的布线原则
城镇燃气管道的布线是指城镇燃气管网系统在原则上选定之后,决定各管段的具体位置。
(一)布线依据
需要敷设管道的线路,根据燃气管道沿街道或广场的平面布置图来决定。在决定城市中各种不同燃气管道的布线问题时,必须考虑下列基本情况:
1)城镇燃气门站、储配站的位置。
2)管道燃气的压力。高压燃气管道不宜进入城镇四级地区。
3)城镇燃气各级调压站的位置。
4)街道其他地下管道的密集程度与布置情况。
5)街道交通量和路面结构情况,以及运输干线的分布情况。
6)所输送燃气的含湿量,必要的管道坡度,街道地形变化情况。
7)与该管道相连接的用户数量及用气量情况,该管道是主要管道还是次要管道。
8)线路上所遇到的障碍物情况。
9)土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度。
10)该管道在施工、运行和万一发生故障时,对城镇交通和人们生活的影响。
在布线时,要决定燃气管道沿城镇街道的平面位置与纵断面位置。
(二)管线的平面布置
在决定平面布置时,要考虑下列各点:
1)要使主要燃气管道工作可靠,燃气应从管道的两个方向得到供应,为此,管道应逐步连成环形。
2)次高压和中压管道最好不要沿车辆来往频繁的城镇主要交通干线敷设,否则对管道施工和检修造成困难,来往车辆也将使管道承受较大的动荷载。对于低压管道,有时在不可避免的情况下,征得有关方面同意后,可沿交通干线敷设。
3)燃气管道不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面通过,也不宜与给水管、热力管、雨水管、污水管、电力电缆、电信电缆等同沟敷设。在特殊情况下,当地沟内通风良好,且电缆置于套管内时,可允许同沟敷设。
4)燃气管道可以沿街道的一侧敷设,也可以双侧敷设。在有有轨电车通行的街道上,当街道宽度大于20m或管道单位长度内所连接的用户分支管较多时,经过技术经济比较,可以采用双侧敷设。
5)燃气管道布线时,应与街道轴线或建筑物的前沿相平行,管道宜敷设在人行道或绿化地带内,应尽可能避免在高级路面的街道下敷设。
6)燃气管道布线时,应在门站、储配站、调压站进出口、分支管起点、主要河流、主要道路、铁路两侧设置阀门。次高压和中压管道上每2km左右设分段阀门。高压燃气干管上,分段阀门最大间距为:以四级地区为主的管段不应超过8km;以三级地区为主的管段不应超过13km,以二级地区为主的管段不应超过24km;以一级地区为主的管段不应超过32km。
7)在空旷地带敷设燃气管道时,应考虑到城镇发展规划和未来的建筑物布置的情况。
8)为了保证在施工和检修时互不影响,也为了避免由于漏出的燃气影响相邻管道的正常运行,甚至进入建筑物内,地下各级压力燃气管道与建筑物、构筑物基础以及其他各种管道之间应保持的最小水平净距分别列于表2-2a、表2-2b、表2-2c。
表2-2a 地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距(单位:m)
注:1. 如受地形限制无法满足表中要求时,经与有关部门协商,采取有效防护措施后,表中规定的净距可适当缩小,但次高压燃气管道距建筑物外墙不应小于3m,中压管道距建筑物基础不应小于0.5m,且距外墙面不应小于1.0m,低压管道应不影响建、构筑物和相邻管道基础的稳固性。次高压A燃气管道距建筑物外墙面6.5m时,管道壁厚不应小于9.5mm;距外墙面3.0m时,管壁厚度不应小于11.9mm。
2. 表中除地下燃气管道与热力管道的净距不适于聚乙烯燃气管道和钢骨架聚乙烯塑料复合管外,其他规定均适用于聚乙烯燃气管道和钢骨架聚乙烯塑料复合管道。聚乙烯燃气管道与热力管道的净距应按国家现行标准CJJ 63—2018《聚乙烯燃气管道工程技术标准》执行。
表2-2b 一级或二级地区地下燃气管道与建筑物之间的水平净距(单位:m)
注:1. 如果燃气管道强度设计系数不大于0.4时,一级或二级地区地下燃气管道与建筑物之间的水平净距可按表2-2c确定。
2. 水平净距是指管道外壁到建筑物出地面处外墙面的距离。建筑物是指供人使用的建筑物。
3. 当燃气管道压力与表中数不相同时,可采用直线方程内插法确定水平净距。
高压地下燃气管道与构筑物或相邻管道之间的水平净距,不应小于表2-2a次高压A的规定。但高压A和高压B地下燃气管道与铁路路堤坡角的水平净距分别不应小于8m和6m,与有轨电车钢轨的水平净距分别不应小于4m和3m。
高压A和高压B地下燃气管道与建筑物外墙面之间的水平净距不应小于30m和16m(当管道材料钢级不低于GB/T 9711—2017《石油天然气工业 管线输送系统钢管》标准规定的L245,管壁厚度δ≥9.5mm且对燃气管道采取有效保护措施时不应小于20m和10m)。
以上是我国从安全角度考虑的各级压力地下燃气管道与建筑物、构筑物基础以及相邻管道之间的水平净距。
表2-2c 三级地区地下燃气管道与建筑物之间的水平净距(单位:m)
注:1. 如果对燃气管道采取行之有效的保护措施,δ<9.5mm的燃气管道也可采用表中B行的水平净距。
2. 与表2-2b注2相同。
3. 与表2-2b注3相同。
4. 管道材料钢级不低于现行国家标准GB/T 9711—2017规定的L245。
(三)管线的纵断面布置
在决定纵断面布置时,要考虑下列各点:
1)地下燃气管道埋设深度,宜在土壤冰冻线以下,管顶覆土厚度还应满足下列要求:
埋设在车行道下时,不得小于0.9m;
埋设在非车行道下时,不得小于0.6m;
埋设在庭院(指绿化地及载货汽车不能进入之地)内时,不得小于0.3m;
埋设在水田下时不得小于0.8m。
有些国家随着干天然气的广泛使用以及管道材质的改进,埋设在人行道、次要街道、草地和公园的燃气管道采用浅层敷设,分配管道的最小埋深为0.5m。
2)输送湿燃气的管道,不论是干管还是支管,其坡度一般不小0.003。布线时,最好能使管道的坡度和地形相适应。在管道的最低点应设冷凝水缸。
3)燃气管道不得在地下穿过房屋或其他建筑物,不得平行敷设在有轨电车轨道之下,也不得与其他地下设施上下并置。
4)在一般情况下,燃气管道不得穿过其他管道,如因特殊情况需要穿过其他大断面管道(污水干管、雨水干管、热力管沟等)时,需征得有关方面同意,同时燃气管道应安装在钢套管内。
5)高压、次高压、中压、低压燃气管道与其他各种构筑物以及管道相交时,应保持的最小垂直净距见表2-3。在距相交构筑物或管道外壁2m以内的燃气管道上不应有接头、管件和附件。
表2-3 地下燃气管道与构筑物或相邻管道之间的垂直净距(单位:m)
当受条件限制不能按规定的最小净距敷设时,可与有关部门协商在管道不致受机械损伤和燃气中冷凝物不会冻结的前提下,采取有效措施,以上规定可适当放宽。最常采用的措施为将管道敷设在套管内(见图2-5)。套管是比燃气管道稍大的钢管,直径一般比管道直径大100mm,其伸出长度,从套管端至与之交叉的构筑物或管道的外壁不小于表2-2a燃气管道与该构筑物的水平净距。也可采用非金属管道作套管。套管两端有密封填料,在重要套管的端部可装设检漏管,检漏管上端伸入防护罩内,由管口取气样检查套管中的燃气含量,以判明有无漏气及漏气的程度。
图2-5 敷设在套管内的燃气管道
1—燃气管道 2—套管 3—油麻填料 4—沥青密封层 5—检漏管 6—防护罩
二、燃气管道障碍物的穿跨越
城镇燃气管道布线过程中,经常会遇见河流、铁路、公路、城镇道路、电车轨道等障碍物,当燃气管道遇到障碍物时,可采用地上跨越(即架空敷设)和水下、地下穿越两种方法。当燃气管道遇见公路、市区干道、电车轨道等障碍物时,一般采用地下穿越方式。遇见铁路与河流时,可采用地下或水下穿越,也可采用架空跨越,这需根据当地条件进行技术经济比较确定,并需经有关部门同意。工厂企业的燃气管道,为维护管理方便,在遇见障碍物时,一般采用架空敷设。
燃气管道穿越或跨越障碍物时,一般采用钢管。对于埋地穿越管道,应敷设在套管或地沟内。并应在套管上设检漏管,如图2-5所示。
图2-6是燃气管道穿越铁路干线时的示意图。套管两端至路堤坡脚外距离应不小于2m。置于套管内的燃气管段焊口应为最少,并需用射线方法检查,还应采用特加强绝缘层防腐。对埋深的要求是:从轨底到燃气管道保护套管管顶应不小于1.2m。在穿越工厂企业的铁路支线时,燃气管道的埋深有时可略小些。
图2-7是燃气管道在穿越电车轨道和城镇主要交通干线时的图示。燃气管道允许敷设在钢制的、铸铁的、钢筋混凝土的或石棉水泥的套管中。对于穿过城镇非主要干道,并位于地下水位以上的燃气管道,可敷设在过街沟里。
图2-6 燃气管道穿越铁路
1—燃气管道 2—阀门 3—套管 4—密封层 5—检漏管 6—铁道
图2-7 燃气管道的单管过街沟
1—燃气管道 2—原土夯实 3—填砂 4—砖墙沟壁 5—盖板
燃气管道采用穿越河底的敷设方式如图2-8所示。燃气管道应尽可能从直线河段穿越,并与水流轴向垂直,从河床两岸有缓坡而又未受冲刷、河滩宽度最小的地方经过。燃气管道从水下穿越时,宜用双管敷设。每条管道的通过能力是设计流量的75%,但在环形管网可由另侧保证供气,或以枝状管道供气的工业用户在过河管检修期间,可用其他燃料代替的情况下,允许采用单管敷设。在不通航河流和不受冲刷的河流下,双管允许敷设在同一沟槽内。
图2-8 燃气管道穿越河流
1—燃气管道 2—过河管 3—稳管重块 4—闸井
两管的水平净距不应小于0.5m。当双管分别敷设时,平行管道的间距应根据水文地质条件和水下挖沟施工的条件确定,按规定不得小于30~40m。燃气管道在河床下的埋设深度应根据水流冲刷的情况确定,一般不小于0.5m,对通航河流还应考虑疏浚和投锚的深度。在穿越不通航或无浮运的水域,当有关管理机关允许时,可以减少管道的埋深,直至直接敷设在河底上。水下燃气管道的稳管重块应根据计算决定。一般采用钢筋混凝土重块,或中间浇灌混凝土的套管,也允许用铸铁重块。水下燃气管道的每个焊口均应进行射线方法检查,规定采用特加强绝缘层。在加上稳管重块之前,应在管道周围绑扎20mm×60mm的木条,以保护绝缘层不受损坏。
通过水流速度大于2m/s、河床和河岸又不稳定的水域,以及通过较深的峡谷和洼地、铁路车站等障碍物时,建议采用水上(或地上)跨越。跨越可采用析架式、拱式、吊架式、悬索式以及栈桥式,最好采用单跨结构。在得到有关部门同意时,也可利用已建的道路桥梁。架空敷设时,管道支架应采用难燃或不燃材料制成,并在任何可能的荷载情况下,能保证管道的稳定与不受破坏。燃气管道悬索式跨越铁道,如图2-9所示。
图2-9 燃气管道悬索式跨越铁道
1—燃气管道 2—桥柱 3—钢索 4—牵索 5—平面桁架 6—抗风索 7—抗风牵索 8—吊杆 9—抗风连杆 10—桥支座 11—地锚基础 12—工作梯
架空燃气管道的选线与敷设时应征得规划、桥梁、铁路、公路等有关部门的同意,并应符合下列要求。
1)中压和低压燃气管道,可沿建筑耐火等级不低于二级的住宅或公共建筑的外墙敷设;次高压、中压和低压燃气管道,可沿建筑耐火等级不低于二级的丁、戊类生产厂房的外墙敷设。
2)沿建筑物外墙的燃气管道距住宅或公共建筑物门、窗洞口的净距:中压管道不应小于0.5m,低压管道不应小于0.3m。燃气管道距生产厂房建筑物门、窗洞口的净距不限。
3)架空敷设管道与铁路、道路、其他管线交叉时的垂直净距不应小于表2-4的规定。
4)输送湿燃气的管道应采取排水措施,在寒冷地区还应采取保温措施。燃气管道坡向凝水缸的坡度不宜小于0.002。
5)工业企业内燃气管道沿支柱敷设时,尚应符合现行的国家标准GB 6222—2005《工业企业煤气安全规程》的规定。
表2-4 架空燃气管道与铁路、道路、其他管线交叉时的垂直净距
注:1. 厂区内部燃气管道,在保证安全的情况下,管道至道路路面的垂直净距可取4.5m;管底至铁路轨顶的垂直净距,可取5.5m。在车辆和人行道路以外的地区,可在从地面到管底高度不小0.35m的低支柱上敷设燃气管道。
2. 电气机车铁路除外。
3. 架空电力线与燃气管道的交叉垂直净距尚应考虑导线的最大垂度。