输气管道地区等级升级问题与应对措施初探_安全运行

摘要

《输气管道工程设计规范》GB 50251，1994版、2003版、2015版采用并沿用了以居民密度指数来划分地区等级，并规定了相应的强度设计系数。

1 管道地区等级划分

1.1 地区等级由来

在我国早期（20世纪50～70年代）管道建设中，管道的安全保证基本上沿用前苏联大型管线设计模式，埋地管道与居民点、工矿企业和独立建构筑物之间保持一定的安全距离，但在执行过程中，遇到很多矛盾，有些问题难以解决。

从20世纪70年代中期开始参照美国国家标准《输气和配气管道系统》ASME B31.8 按不同地区等级采用不同的设计系数来进行管道设计。实践证明按不同的地区等级，采用不同的设计系数来保证管道周围公众、建（构）筑物及其他设施的安全，这种作法显然比采取安全距离适应性强，线路选择比较灵活，也较经济合理。《输气管道工程设计规范》GB 50251，1994版、2003版、2015版采用并沿用了以居民密度指数来划分地区等级，并规定了相应的强度设计系数。

1.2 新版规范对地区等级的划分和对设计参数的影响

《输气管道工程设计规范》GB 50251规定：沿管线中心线两侧各200 m 范围内，任意划分成长度为2 km 并能包括最大聚居户数的若干地段，按划定地段内的户数应划分为四个等级，2015新版规范在结合国内技术、生产等实际情况和国外标准体系多年的应用情况，将原来一级地区细分为一级一类和一级二类两个地区类别，对应的输气管道强度设计系数分别取0.8和0.72，其他二类、三类、四类三个地区等级要求不变，对应强度设计系数分别为0.6、0.5、0.4。

根据《输气管道工程设计规范》GB 50251，地区等级不同对应的管道强度设计系数和线路截断阀（室）间距要求也不同。2015新版规范对于输气管道线路截断阀（室）设置间距的规定较2003版规范，进行了一定调整，二、三、四级地区间距要求由原来的“不大于”调整为“不宜大于”，对于选址受限区域四个地区等级相应的给予了4 km、3 km、2 km、1 km的调增量。

管道运营后地区等级升级问题

随着我国城市化速度的加快，管道沿线人口密度日渐增高，各种规划和在建的建筑物业随之增多，使得管道沿线由人口稀少地区，发展成为人口密集地区，甚至成为城镇中心区，造成管道地区等级由一级、二级升至三级、四级，这种情况在管道前期规划设计、施工和运营后都有发生，在管道施工完成以前，由于代价相对较小，可以采取换管、改线等措施，使管道满足现行《输气管道工程设计规范》的要求。

管道运营以后，如果全部采取降压、换管或改线措施，耗资巨大，并会带来新的风险和难以解决的问题。

从管道风险出发，对管道地区等级升级问题进行系统研究，借鉴国外管道公司升级管理的法律法规规定，给出我国管道升级的必要条件，提出管道地区等级允许升级后需要采取的措施，并通过案例分析进一步对升级地区进行说明。解决管道地区等级升级问题，对于管道公共安全管理意义重大，经济效益显著。

近年来，随着西部的崛起和东部经济的加快发展，从西到东、从南到北管道沿线，地方经济发展和规划需求与管道地区等级升级之间的矛盾日益凸显。目前影响管道地区等级升级的情况主要有以下几种。

（1）地方发展空间与管道现状路由存在严重矛盾，如西气东输一线蒲县、浮山段，在管道建设时期为一级、二级地区，但由于县城可开发利用土地有限，地方要发展只能在管道周边开发建设，进而导致管道地区等级升级，甚至对管道形成占压。

（2）原管道地区等级为一、二级，由于管道沿线周边新增宅基地、安置小区或者新农村建设（村子合并集中）等，可能导致地区等级升级。

（3）管道周边新建或扩建安置小区、居民小区及配套设施等，使人口密度增加，导致地区等级由二级升至三级。

（4）地方新规划的关于工业开发区、经济开发区等靠近管道，导致管道地区等级升到三级或四级，如淮武联络线潢川段。

（5）地方新规划的镇中心、城中心或商业中心靠近管道，导致管道地区等级升到四级。

（6）由于在管道周边新建或扩建学校、医院等人群聚集场所，导致管道地区等级升级，如西气东输一线镇江高校园区段、长宁管道银川能源学院段、荆襄支线襄阳理工学院段。

（7）由于腐蚀减薄、外力损坏等原因导致管道本体强度降低，不能满足原设计压力或运行压力，导致管道地区等级“相对升级”。

地区等级升级应对措施

3.1 前期应对工作

对于运营期的西气东输管道，面对管道可能存在地区等级升级的情况，前期主要从以下几方面着手应对。

（1）与地方管规划部门、管道主管部门、乡镇政府及村民委员会加强沟通，及时了解地方近远期规划建设情况，提醒地方各主管部门在前期规划阶段充分考虑管道安全保护要求，以相对经济合理的方式解决或减少管道地区等级升级问题。

（2）对于管道周边建设发展较快，可能影响地区等级变化的地区，对管道地区等级余量进行评估。在管道建设时，考虑了管道周边的规划发展后确定的管道地区等级。管道建成后，管道周围建筑物、人口密度虽然有所增加，但按照规范规定，仍符合设计确定的地区等级，且该区域没有较大规模足以改变地区等级的新规划时，管道地区等级不需要升级。

（3）对管道本体定期进行检测，了解内外防腐层、壁厚、缺陷等参数，评估管道的健康状况。

（4）结合高后果区管理和完整性管理，加强巡检、维护、应急保障手段和采取相应的保护措施，减小管道受第三方损坏的风险。

3.2 升级应对措施

经过前期几方面工作，可以确定管道地区等级是否需要升级，如果确定管道地区等级必须升级，常规的应对措施有以下几种。

（1）换管

常规换管有两种方式：①基本在原管道线位上（不需要重新选择路由），更换地区等级升级段管道，提高壁厚，以满足升级后对管道设计强度的要求；②通过改线（重新选择路由）避开地区等级升级段，并根据具体情况确定管道壁厚。

（2）管道降压运行

通过降低管道运行压力来保证地区等级升级后，管道应有的强度储备要求。

采取此种方式目前有一定难度，同时相关规范规定不够明确，难以操作。

（3）地区等级恢复

综合考虑管道换管、改线、降压运行或增设阀室与地方规划调整或拆迁安置两方面的可行性和经济社会影响，若地方规划调整或拆迁安置相对可行且经济社会影响较小，经双方协商保持原来的地区等级不变或恢复到原来的地区等级。

（4）加强管理保障升级后的管道安全