關(guān)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(jì)發(fā)展，一些在規(guī)劃建設(shè)期處于低地區(qū)等級(jí)的管段變?yōu)楦叩貐^(qū)等級(jí)，發(fā)展成為高后果區(qū)。針對(duì)此類地區(qū)等級(jí)升級(jí)型高后果區(qū)，從其所處地理位置、升級(jí)變化情況、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估三個(gè)方面分析，總結(jié)出距城鎮(zhèn)中心較近、升級(jí)變化快、東西部差異大、風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)，提出地區(qū)等級(jí)升級(jí)型高后果區(qū)判斷方法及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；地區(qū)等級(jí)升級(jí)；高后果區(qū)；識(shí)別；預(yù)防措施

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市擴(kuò)張和人口密度增加，天然氣管道地區(qū)等級(jí)升級(jí)時(shí)有發(fā)生。管道與原設(shè)計(jì)方案不匹配，一旦發(fā)生失效所帶來的后果將更加嚴(yán)重[1-3]。GB 50251―2015《輸氣管道工程設(shè)計(jì)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(gè)地區(qū)等級(jí)，由低地區(qū)等級(jí)變?yōu)楦叩貐^(qū)等級(jí)時(shí)即為地區(qū)等級(jí)升級(jí)。本文將發(fā)生地區(qū)等級(jí)升級(jí)演變?yōu)楦吆蠊麉^(qū)的區(qū)段概括為地區(qū)等級(jí)升級(jí)型高后果區(qū)。選取36處地區(qū)等級(jí)升級(jí)型高后果區(qū)，從高后果區(qū)所處位置、升級(jí)變化情況、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估三個(gè)方面總結(jié)其相較于一般高后果區(qū)的不同特點(diǎn)，并根據(jù)這些特點(diǎn)提出定性判斷方法及預(yù)防措施。

1  數(shù)據(jù)來源

選取36處發(fā)生地區(qū)等級(jí)升級(jí)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(shè)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(shè)時(shí)間差異性，涉及西一線、西二線等不同建設(shè)時(shí)期；④管徑差異較大，管徑從DN1000到DN400不等。

2  特點(diǎn)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(cè)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(jì)結(jié)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(yuǎn)的達(dá)到9 km。分析認(rèn)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(yuǎn)；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(dǎo)致發(fā)生地區(qū)等級(jí)升級(jí)。

圖 1 管道距城鎮(zhèn)中心距離

2.2  升級(jí)變化快

36處地區(qū)等級(jí)升級(jí)前后變化情況如圖 2所示，可以看出，大部分管道從建設(shè)時(shí)期二級(jí)地區(qū)升至四級(jí)地區(qū)，最多用十幾年時(shí)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(jí)升級(jí)型高后果區(qū)升級(jí)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(jì)結(jié)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(jì)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(fēng)險(xiǎn)較高

對(duì)36處高后果區(qū)進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[4-5]，對(duì)管道事故發(fā)生頻率和后果進(jìn)行量化計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)相比較， 其中26處位于風(fēng)險(xiǎn)可接受范圍， 10處位于風(fēng)險(xiǎn)不可接受范圍，需采取更為嚴(yán)格的管控措施（圖 4）。

圖 4 某地區(qū)等級(jí)升級(jí)型高后果區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)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(yuǎn)近及管道周圍城鎮(zhèn)化速度兩個(gè)因素，來判斷是否為地區(qū)等級(jí)升級(jí)型高后果區(qū)。當(dāng)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(jí)升級(jí)型高后果區(qū)。以某管道為例，該管道建設(shè)時(shí)期處在城鎮(zhèn)邊緣，地區(qū)等級(jí)為二級(jí)，距離城鎮(zhèn)中心3.2 km。管道周圍建設(shè)用地年平均擴(kuò)張0.66  km2，年均擴(kuò)張率為3.12%，以同心圓形式向外側(cè)發(fā)展，使管道位于擴(kuò)展邊緣，據(jù)此定性判斷該處為地區(qū)等級(jí)升級(jí)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(jí)由二級(jí)地區(qū)升級(jí)為四級(jí)地區(qū)，結(jié)果與真實(shí)情況符合。

圖 5 管道周邊不同階段狀況

4  預(yù)防措施

4.1  提前收集規(guī)劃信息

加強(qiáng)管道周邊地區(qū)規(guī)劃信息收集，及時(shí)掌握管道所經(jīng)過地區(qū)中長期建設(shè)規(guī)劃，以便提前采取應(yīng)對(duì)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(shè)優(yōu)選路由和后期安全運(yùn)行創(chuàng)造良好條件。

4.2  優(yōu)化路由選線

管道選線要結(jié)合地域特點(diǎn)，留足城市發(fā)展空間和管道保護(hù)空間。在設(shè)計(jì)階段即開展高后果區(qū)識(shí)別與評(píng)價(jià)，同時(shí)預(yù)判是否會(huì)產(chǎn)生地區(qū)等級(jí)升級(jí)型高后果區(qū)。當(dāng)?shù)貐^(qū)發(fā)展規(guī)劃可能改變現(xiàn)有管道地區(qū)等級(jí)時(shí)，管道設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)規(guī)劃重新確定地區(qū)等級(jí)并采取相關(guān)防護(hù)措施，以控制可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。在施工階段因管道周邊環(huán)境改變導(dǎo)致新增高后果區(qū)時(shí)，應(yīng)及時(shí)更新信息，對(duì)路由進(jìn)行優(yōu)化。

4.3  保障新建管道質(zhì)量

設(shè)計(jì)階段綜合考慮管道地區(qū)等級(jí)變化，適當(dāng)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(diǎn)，連頭口盡量留在普通段施工。提高水工保護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，提高管道焊接質(zhì)量，提升管道本質(zhì)安全。

4.4  加強(qiáng)與政府部門協(xié)調(diào)

管道運(yùn)營期間應(yīng)注意搜集當(dāng)?shù)匕l(fā)展規(guī)劃和建設(shè)信息，及時(shí)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(jí)升級(jí)型高后果區(qū)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有可能造成新增高后果區(qū)時(shí)，第一時(shí)間與地方政府相關(guān)部門溝通協(xié)調(diào)，采取有效措施加以防范。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚安林，周立國，汪龍，等. 天然氣長輸管道地區(qū)等級(jí)升級(jí)管理與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 天然氣工業(yè)，2017，037(001)：124-130.

[2]單克，帥健. 地區(qū)等級(jí)升級(jí)的天然氣管道風(fēng)險(xiǎn)管理研究[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2016， 26(11)：145-145.

[3]董紹華. 管道完整性管理體系與實(shí)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(píng)價(jià)方法[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2013，032(004)：360-364.

[5]周亞薇，張振永，田姍姍. 地區(qū)等級(jí)升級(jí)后的天然氣管道定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)[J]. 天然氣工業(yè)，2018，038(002)：112-118.

作者簡(jiǎn)介：關(guān)旭輝，1993年生，2019年碩士畢業(yè)于中國石油大學(xué)（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(shè)計(jì)工程師，從事管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究工作。聯(lián)系方式：15763944349，837284066@qq.com。