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论铁路与油气管道交汇技术要求

2018-03-23

山西建筑 2018年28期
关键词:交汇涵洞设计规范

王 利 锋

(中铁二院工程集团有限责任公司,四川 成都 610031)

0 引言

铁路与油气管道都是我国国民经济大动脉,根据《中长期铁路网规划》和《中长期油气管道网规划》,到2020年,铁路网和油气管道网规模分别达到15万km和16.5万km。铁路工程设计中,不可避免的会遇到铁路和油气管道交汇的情况,主要包括相互交叉或并行情况,如何合理处理两者之间的关系,是设计工程师必须要考虑的问题。

1 规范的演化史

就铁路和油气管道相互关系要求,国家铁路局(铁路总公司或原铁道部)、国家能源局(石油部)等部门发布过多个规定、规范等,相关规定、规范主要经历了三个时期。

1.1 第一时期——联合发布(1990年之前)

1987年铁道部、石油部联合发布了《原油、天然气长输管道与铁路相互关系的若干规定》(油建字[1987]505号铁基[1987]780号)。该规定是我国第一次比较完整的确定了铁路和油气管道的相互关系要求,在交叉角度、设涵保护等方面进行了定量的规定[1]。该规定为处理铁路和油气管道之间的关系乃至后期规范的发布奠定了基础。一直使用到2015年,由《油气输送管道与铁路交汇工程技术及管理规定》(国能油气[2015]392号)废止。

在该时期,由于铁路和油气管道工程建设均比较少,两者之间交汇也少,因此两者相互之间产生的矛盾也少。

1.2 第二时期——单独发布(1990年—2015年)

随着我国铁路和油气管道的大规模建设,特别是电气化铁路和长大输油输气管道的发展,国家对铁路和油气输送管道的安全非常重视,相关部门相继发布了一些法规和条例。

1)国家发布的法规和条例:

这一时期国家相继颁布了《铁路运输安全保护条例》(2004年国务院令第430号)、《铁路安全管理条例》(2013年国务院令第639号)、《石油天然气管道保护条例》(2001年国务院令第313号)、《中华人民共和国石油天然气管道保护法》(2010年主席令(第三十号))等法规和条例。

2)铁路和石油(天然气)等部门发布的规范这一时期主要有:TB/T 2832—1997交流电气化铁道对油(气)管道(含油库)的影响容许值及防护措施,TB 10063—1999,TB 10063—2007,TB 10063—2007(2012年版)铁路工程设计防火规范,GB 50253—1994,GB 50253—2003,GB 50253—2014输油管道工程设计规范,GB 50423—2007,GB 50423—2013油气输送管道穿越工程设计规范,GB 50028—2006城镇燃气设计规范等规范。

以上法规、条例和规范的发布,进一步细化了对铁路和油气输送管道的防护要求,比如对相互间的安全距离、静电防护距离、爆破防护距离要求等。

3)存在问题:

由于部分规范未充分考虑对方行业的规定,存在部分条款对相互关系的要求不尽一致和设计盲区等情况。

a.平行距离要求不一致:

就埋地管道与铁路的平行距离要求而言,TB 10063—2007铁路工程设计防火规范(2012年版)比GB 50253—2014输油管道工程设计规范要求更严格,要求防火距离不应小于50 m[2]。

b.交叉角度要求不一致:

TB 10063—2007铁路工程设计防火规范(2012年版)比GB 50423—2013油气输送管道穿越工程设计规范要求更严格,要求交角不应小于45°。

c.穿越车站要求不一致:

TB 10063—2007铁路工程设计防火规范(2012年版)比GB 50028—2006城镇燃气设计规范更严格,禁止从车站跨越。

d.存在规范盲区:

TB 10063—2007铁路工程设计防火规范(2012年版)不适用于工作压力大于1.6 MPa的油气管道,存在规范盲区。

总体说来,在这个阶段,铁路系统的规范相对严格,部分规范甚至在工程建设中难以执行。比如在铁路穿越城市区域时,由于城市燃气管道一般比较多,且城市土地寸土寸金,因此在铁路工程设计中很多燃气管道很难满足与铁路平行距离不小于50 m的要求。

1.3 第三时期——再次联合发布(2015至今)

2016年3月7日,国家能源局和国家铁路局联合颁布了《油气输送管道与铁路交汇工程技术及管理规定》(国能油气[2015]392号)。根据该规定,国家铁路局也修订了《铁路工程设计防火规范》,发布了新版TB 10063—2016铁路工程设计防火规范。

本次联合颁布的规范更加细化了相互关系要求,比如管道与铁路桥墩的距离、管道上跨铁路隧道顶的要求等。修订了第二时期部分规范存在的问题,统一了相关要求,比如平行距离、交叉角度表述一致,TB 10063—2016铁路工程设计防火规范总则中取消了“不适用于工作压力大于1.6 MPa”[3],本阶段较为系统完整的规定了相互关系。

2 现行有效的规范

关于铁路与油气输送管道关系现行有效的法、条例、规定以及规范主要有以下7个:

1)《中华人民共和国石油天然气管道保护法》(2010年中华人民共和国主席令(第三十号))。

2)《铁路安全管理条例》(2013年中华人民共和国国务院令(第639号))。

3)《油气输送管道与铁路交汇工程技术及管理规定》(国能油气[2015]392号)。

4)GB 50028—2006城镇燃气设计规范。

5)GB 50253—2014输油管道工程设计规范。

6)GB 50423—2013油气输送管道穿越工程设计规范。

7)TB 10063—2016铁路工程设计防火规范。

3 油气管道分类

根据现行有效的规范,在处理油气管道和铁路的相互关系的范畴中,油气管道按照功能分为:城镇燃气管道、油气输送管道、油气田厂内管道三种[4]。由于油气田厂内管道与建(构)筑物设置在一起,与建(构)筑物一并拆除或保留,不用单独研究,主要按照城镇燃气管道、油气输送管道两种类型研究铁路和油气管道的相互关系。

4 技术要求

铁路与油气管道交汇方式主要有两种:平行和交叉。铁路与油气管道平行,主要是指油气管道沿铁路线并行铺设。铁路与油气管道交叉,又可分为管道上跨铁路和管道下穿铁路两种。不管是何种交汇方式,铁路与管道的距离越近干扰越大,因此在满足工程技术和节约土地的条件下,两者应尽量相互远离避让。根据现行有效规范,铁路与油气管道交汇技术要求如下。

4.1 并行要求

1)油气输送管道:

管道与铁路用地界净距不应小于3 m。

埋地管道、地上管道、液化石油气管道分别与铁路净距不应小于25 m,50 m,50 m。

在管道两侧各200 m范围内爆破作业需向县级人民政府主管管道保护工作的部门提出申请[5]。

2)城镇燃气管道:

地下燃气管道与铁路路堤坡脚的水平净距不应小于5 m(Pa≤1.6 MPa),6 m(1.6 MPa

4.2 交叉要求

1)交叉角度:

铁路与油气管道交叉角度不宜小于30°。在采取安全措施的情况下,铁路桥梁与油气管道交叉角度可小于30°。当油气管道采用顶进套管、顶进防护涵穿越既有铁路路基时,交叉角度不宜小于45°。

2)铁路跨越管道:

铁路跨越管道段应设保护涵或桥梁,不应从铁路立交、行洪、灌溉、保护等涵洞内穿越,可从为管道预留的涵洞或原功能废弃但结构完好的涵洞内穿越。涵洞要求:涵洞内宜保留不小于1 m的验收通道,管道与管道间、管道与边墙间、管顶与涵洞顶板间的距离不宜小于0.5 m,涵洞内净空高度不宜小于1.8 m。管道顶在桥梁下方埋深不宜小于1.2 m。管道距离桥梁墩台距离不小于3 m。铁路桥梁底至自然地面的净空高不应小于2 m。

3)管道上跨铁路:

管道不应跨越设计时速200 km及以上的铁路,动车走行线及城际铁路。管道在其他铁路上方跨越时,管道跨越结构底面至铁路轨顶面距离不应小于12.5 m,且距离接触网带电体的距离不应小于4 m,其支承结构的耐火等级应为一级。新建铁路隧道在埋地管道下方采用控制爆破开挖时,隧道顶部与埋地管道底部垂直高度不应小于20 m。管道与铁路不应在旅客车站、编组站两端咽喉区范围内交叉,不应在牵引变电所、动车段(所)、机务段(所)、车辆段(所)围墙内交叉。

5 有待商榷的问题

虽然《油气输送管道与铁路交汇工程技术及管理规定》和《铁路工程设计防火规范》较为完整的规定了相互关系,TB 10063—2016铁路工程设计防火规范取消了“不适用于工作压力大于1.6 MPa”的要求,但目前规范仍存在有待商榷的地方。

5.1 穿越车站要求不一致

GB 50028—2006城镇燃气设计规范和TB 10063—2016铁路工程设计防火规范对管道穿越车站的要求不一致。由于城市管网建设的密集性,常常发生管道与车站交叉情况,若管道采用躲避车站绕行穿越方案,对于较密集的城市建筑很难有穿行通道,且U型布置方案工程量大,布置方案也不合理,建议城镇中低压力管道(P≤0.4 MPa)在采取保护措施后,可以穿越车站咽喉区,为减少影响,穿越地点应选择在站台外侧。

5.2 管道穿越涵洞

对于乡村道路涵洞,通行量较少,在后期建设确需要铺设管道,若远绕的话,工程量太大,建议中低压城镇燃气管道可穿越四级公路涵洞。

6 结语

从规范的演化史可以看出,铁路和油气管道交汇技术要求规范具有以下特点:

1)铁路和管道都至少从行政法规的效力层级规定了交汇技术要求,由此可见其重要性。

2)经过几个阶段的发展,目前规范中的交汇技术要求体现了完整性、系统性、相容性等特点,适应了工程的复杂性,有效的处理交汇避让问题。

3)对规范中有关穿越车站、穿越公路涵洞要求进行商榷,提出建议。

工程设计是以技术集成为核心的,而技术常常以规范为载体展现的[7],本文采用历史和逻辑相结合方法,从规范的演化历史,探究铁路与油气管道交汇技术要求本质,研究结果为合理处理铁路和油气管道交汇问题提供理论依据。

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