深圳市燃气集团股份有限公司　杨印臣　梁　坚

城镇燃气埋地聚乙烯管道运行安全的探讨

深圳市燃气集团股份有限公司杨印臣梁坚

提要：影响城镇燃气埋地聚乙烯管道安全运行的重要因素，一是管道坐标不准，导致第三方施工破坏；二是绿化植物的根茎包缠管道，存在台风吹倒大树时根茎拉伤管道的风险；三是地表植物影响抢维修作业的展开。结合城镇燃气管道的特点，开展对策研究，对于保证燃气管道安全运行具有特别重要意义。

城镇燃气聚乙烯管道坐标定位植物根茎

0　引言

《城镇燃气设计规范》(GB 50028—2006)推荐中压和低压燃气管道宜用聚乙烯管材。与钢管相比，聚乙烯管材具有耐土壤沉降应力、施工简便、造价便宜和无腐蚀等优点，已成为中压和低压城镇燃气管道的首选。欧美发达国家的市政燃气管道几乎全部使用聚乙烯管材，国内随着聚乙烯管道材质的进步，尤其是PE100的推广，城镇燃气埋地管道越来越多地使用聚乙烯管材。

目前国内城镇燃气管道运行管理，通常参照石油天然气长输钢质管道的行业标准和做法，用于钢质城镇燃气管道有一定借鉴意义，用于聚乙烯管道则会产生巨大偏差。根据实际工作中发现的问题，结合城镇燃气管道的特点，开展对策研究，对于保证燃气管道安全运行具有特别重要意义。

1　聚乙烯管道埋地坐标定位问题

统计资料表明，长输钢质管道事故原因中腐蚀居于首位，但在城镇燃气管道运行过程中，第三方施工导致埋地管道受损是最常见的事故原因，这是因为城镇燃气管道大多位于人口稠密区，其他市政施工频繁容易导致管道受损。预防此类事故最重要的前提是明确燃气管道的准确坐标。虽然有竣工资料，但往往与实际有一定出入，有时甚至很大。正确做法是第三方施工前在现场重新探查埋地燃气管道的路由，并作地面标记。

石油天然气长输管道都是钢管，可以方便地借助管体传输电磁信号，在地面轻而易举地探查到准确的管位坐标，而对于城镇燃气埋地聚乙烯管道查找则困难得多，最常见的办法是借助管道建设时同步敷设的金属示踪线。相对于其他管道或线路(自来水管道、电力电缆等)，示踪线的导电性能没有它们好，因此造成探测信号过于微弱，以至于经常混淆管道位置。

此外，经常发生示踪线因接头腐蚀断开，或被第三方施工弄断，断点后面的管道就无法定位。目前解决此类难题的传统办法是采用探地雷达横断扫描，实际操作中受到诸多限制。雷达发射频率高则探测深度浅，低频信号探测深度大，但分辨率降低，小口径管道基本没有反应。燃气管道埋地后，地表经常发生垫高，定向钻管段埋深更大，对于埋深较大的小口径燃气管道，探地雷达很难定位。即使埋深正常，探地雷达的工作效率极低，在车流较大的道路上，无数次横断扫描地下的燃气管道做剖面，也往往无法实现。

美国3M公司开发的电子标签，犹如地面标志桩一样，紧贴管道埋设，且在每个重要节点都有埋设。电子标签是表面有三组正相交金属线圈的塑料球，其本身无电源，吸收并存储测绘人员手持的探测仪自地面发出的电脉冲信号，之后再反射给探测仪。三组正相交金属线圈受激谐振产生的叠合磁场，可使查找时基本不受埋设方位影响。国内有厂家开发具有单组线圈的圆柱形电子标签，原理与3M电子标签类似，但要求电子标签垂直埋设，也就是线圈呈水平方位。电子标签各自独立工作，无需考虑相互连接问题，但第三方破坏的隐患仍未彻底消除，经常有第三方施工后将电子标签丢弃或随意埋在偏离管道的地方。对此，建议有关仪器生产厂家，研制可以套在管道上的单组线圈作为电子标签，这样就不必担心电子标签与管道分离。此时线圈与地面非水平状态，不便于地面快速查找，但对于第三方施工前必须准确定位，查找速度反而要求不高，还是合适的。

近年来，美国天然气研究所(GRI)开发了磁性聚乙烯管技术，它是在聚乙烯管材中加入磁性粒子，在挤出管材时，通过旋转磁化器对管材施加正弦磁力场，探测管子的磁力场可以对埋地聚乙烯管道准确定位，美国Philips Driscopipe公司1998年已经推出了磁性聚乙烯燃气管成品。中国管道商务网报道，2011年跨国能源公司法国燃气苏伊士集团正在测试一套RFID系统，用手持阅读器来检测埋地聚乙烯燃气管道的位置。该定位解决方案由RYB(法国聚乙烯管道系统生产商)提供，RYB与应用研究所CEA-Leti共同开发。该方案不仅可检测地下管道，而且允许用户将数据写入到地下深达1.5 m的标签中。RYB直接将电子标签植入聚乙烯管壁内，使之不会变松脱落。对于已经安装到地下的管道，则可以将标签附加到管道外壁，该标签可存储2 000个字符的数据，包括坐标位置、埋深、管径、管材、防腐方式、压力等级、建设日期、施工单位、维护记录等。如果测试成功，可以彻底解决聚乙烯埋地管道定位问题。

2　管道地表植物对聚乙烯埋地管道的影响

长输管道大多位于野外，《石油天然气管道保护法》规定在管道线路中心线两侧各五米地域范围内禁止种植深根植物，但同时明确城镇燃气管道不适用该法。城镇燃气管道大多随道路铺设，地表通常种植行道乔木或绿化灌木，二者之间的冲突极为常见。尤其是新建燃气管道，要移除管道路由上的原有树木，不仅大大提高工程造价，敷设后地表禁止种植上述植物，也不符合城镇规划的绿化要求。《城镇燃气设计规范》(GB 50028—2006)规定：中低压管道距离街树中心水平净距不小于0.75 m，同时规定如受地形限制不能满足时，经与有关部门协商，采取有效的安全防护措施后，规定的净距均可适当缩小。

对于城镇燃气管道，地表植物的影响主要有三方面：一是植物的根系(主要为深度)，植物的根系不断深入地下可能逐渐穿透破坏钢管外防腐层；二是发达的植物根系将管道包缠起来，威胁管道运行安全。对于聚乙烯管道，尤其是小口径管道，存在台风吹倒大树时根茎拉伤管道的风险。三是植物的外形(包括根系粗细、分布面积等)，粗壮、高大植物的树干和根茎可能影响管道抢维修作业。聚乙烯管道不存在植物根系的穿透破坏，其影响主要表现在后两个方面。

根据根系在土壤中的分布情况，植物分深根性和浅根性植物。深根性植物为根系垂直向下生长的植物，如牡丹、骆驼刺、红柳等，牡丹的主根可深达2～3 m。管道通常埋地为0.8～1.2 m(管顶至地表高度)，这些植物的根系可以包缠管道，但显然其粗壮程度不足以对管道造成伤害。浅根性植物的根系分布在较浅的土层，且向四周呈水平方向扩展，如美人蕉根系深0.5 m左右，此类根系即使再强壮，由于未达到管道埋深，也不会危及管道本体安全。

植物按茎的质地分为木本植物和草本植物，木本植物的茎木质化，一般坚硬或直立、寿命长，能多年生长，根系发达，包括乔木、灌木等。乔木树体高大，通常高5 m以上，如槐树、杨树、松树等；灌木树体矮小，大都丛生，如丁香、连翘、夹竹桃等。草本植物的茎属草质的，茎、枝柔软，植株较小，多数为一年生、二年生的植物，也有多年生，如菊花、万年青等。对埋地管道本体安全形成威胁的主要是多年生木本植物。

城镇燃气管道抢维修工作的关键在于用尽可能短的时间清除泄漏点周围的障碍物，快速开挖抢修。植物根系，尤其是木质化根茎，影响抢维修时的管道表面清理，粗壮乔木或灌木的树干和根茎则可能影响抢维修设备及作业的展开。

我国地域辽阔，植物种类繁多，不同种类植物根系发育特点差异显著，即使是同种类型的植物，因生长地域和环境不同，根系的生长发育也存在一定差异。因此，有关管道地表限种植物的规定，应根据管道通过区域的环境特点、不同植物的生长发育及根系分布特点，以及不同类型防腐层抗植物根系影响的能力，区别对待。笔者建议城镇燃气企业应与城镇建设管理及绿化部门联手，开展专项研究，确定各地管道地表可种植乔木、灌木的种类，以及其与管道净距的具体规定，编制《城镇燃气管道保护办法》，报各地区政府相关部门审批执行。

3　结语

石油天然气行业标准大都是基于长输钢质管道编写，用于钢质城镇燃气管道有一定借鉴意义，用于聚乙烯管道则会产生巨大偏差。城镇燃气行业应根据实际工作中发现的特性问题，尽快开展对策研究，形成城镇燃气聚乙烯埋地管道行业标准和管理体系。

埋地聚乙烯管道坐标不准导致第三方施工破坏是城镇燃气管道的最大威胁，聚乙烯管材生产商与探测仪器生产商联手是解决问题的最佳方式，应借鉴国外已有成功先例，尽快引进和研发相应的埋地燃气聚乙烯管道定位技术。

地表植物对城镇燃气聚乙烯管道的危害比对长输管道大得多，且难以完全避免。城镇燃气企业应与城镇建设管理及绿化部门联手，确定适合种植在管道地表的景观植物列表。

Discussion on the Safety Operation of Buried PE Gas Pipes

Shenzhen Gas Corporation Ltd.Yang YinchenLiang Jian

There are three prominent problems affecting the safety operation of buried PE gas pipes. First, the locations of pipes are unclear, which causes the third party damage. Second, pipes which are winded by the roots of plants have the risk of being damaged by the roots while typhoon coming. Last, the rosette plants can affect the emergency repair operation. The countermeasures have been put forward combined the characteristics of the city gas, which can benefit the safety operation of the city gas.

city gas, PE pipe, coordinate orientation, root and tuber of plants