[分享][论文精选]燃气管道纳入地下综合管廊的设计

作者：False虚假时间: 2017-11-22 00:00 阅读: 次大中小

1 概述

地下综合管廊的实施，是解决国内市政工程建设矛盾最有效的方法之一。敷设在地下综合管廊内的燃气管道，其运行环境优于直埋在土壤里，消除了土壤对管道的腐蚀隐患。为了使燃气管道能够纳入地下综合管廊，我们需要解决安全、环境、施工等问题［1］。

2 燃气管道存在的问题

2.1 燃气管道入廊的特定问题

2.1.1 入廊需解决的燃气安全问题

燃气泄漏以后，会发生不同程度的扩散。在管廊的密闭空间内，当燃气含量达到爆炸极限时，极易发生着火、爆炸，严重影响了其他管线和设备的安全运行以及管廊结构、舱内环境和舱内工作人员的安全。

2.1.2 入廊需解决的环境因素问题

①温度应力问题

由于综合管廊内的供热管道、电缆等散热，促使燃气管道沿轴向产生热应力，当达到屈服极限后，温度应力造成失稳，导致管道与设备发生形变，可能造成管道与设备连接处发生泄漏、损坏，或者产生过量变形。

②自然因素问题

洪水或者强降雨灌入管廊或结构严重漏水导致管道外壁腐蚀；雷电、杂散电流等因素导致管道产生电腐蚀；地震、塌陷造成管道严重损坏。

2.2 燃气管道敷设的共性问题

燃气管道入廊也需要解决在直埋和架空敷设过程中出现的以下问题。

2.2.1 设计、施工和运行问题

①设计问题

设计人员存在对综合管廊的设计经验少，对国家标准规范理解不到位等问题；管道系统设计布局不合理，导致管道应力应变问题。

②施工问题

管道组成件在生产制造过程中可能组成件在产生气孔、裂纹、未融合、未焊透、夹渣等焊接缺陷［2］，这些焊接问题可能导致管壁穿透，燃气泄漏。工人在施工过程中，存在偷工减料，专业知识匮乏，没有严格按照图纸与规范要求进行安装，在搬运、安装过程中发生碰撞造成管道破坏等问题，从而产生潜在风险。

③运行问题

管道运行中，如果受到频繁的温度波动、振动等影响，焊缝处稍有细微的缺陷，便易引发裂纹并扩展［3］。综合管廊管道内的燃气一般处于高压、高速状态，夹渣的存在易引发摩擦起火现象。设备及管道老化、人为操作失误也会导致事故发生。

2.2.2 管道内积水问题

新建管道处于投产初期时，管道内可能遗留积水。管道内积水容易造成内壁腐蚀和冰堵问题，管道腐蚀可能引起管道破裂穿孔；冰堵可能造成管道和阀门等设备损坏，从而降低管道的输送效率。

2.3 解决措施

2.3.1 入廊需解决的燃气安全问题

GB 50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》第7.5.8条规定，天然气管道舱应设置可燃气体探测报警系统。可燃气体报警器探头安装在距离地面30 cm或距离舱顶30 cm处，必要时可吸顶。当天然气的浓度超过报警浓度设定值时，应由可燃气体报警器或消防联动控制器联动启动天然气舱事故分区及其相邻分区的事故通风设备。

燃气发生着火、爆炸时由泄爆口进行泄压，紧急关闭防火门，关闭所有管道总阀门，切断其他电力设备和打开防爆风机等消防设施，舱内工作人员应及时撤离。维修人员下舱进行抢修时，应提前测量舱内氧浓度、燃气浓度，避免发生窒息。

2.3.2 入廊需解决的环境问题

①对供热管道提供保温和应力补偿措施。结合舱内温度的变化规律，合理控制燃气管道与供热管道的位置关系，并适当地控制通风换气次数，将供热管道及电缆产生的余热排出舱外，有效地控制地下综合管廊内的温度，从而降低燃气管道温度应力的影响。

②洪涝灾害容易造成洪水或雨水灌入。综合管廊项目应严格按照GB 50208—2015《地下防水工程质量验收规范》进行综合管廊的防洪、防水、排水设计。舱外通风口、投料口、安全通道等位置要进行特殊处理，使水无法进入空间内部。设置排水泵站或集水井，同时应在地下空间设置机械排水系统，用于排出地下空间内无法自流的污水。当排水口低于最高洪水位时也可通过机械方式将水排出，还应设置防洪闸门并采取其他的防止倒灌的措施［4］。对于雷电、杂散电流等因素影响，将燃气管道安装在原有避雷防电装置的保护范围之内，避免被雷击。将燃气管道与避雷防电装置进行等电位连接等措施。发生地震时，舱顶的水平位移最大，因此，管道选择的管材越轻，抗震越有利。还要在燃气管道适当的位置上安装感震器、波纹管补偿器。当感震器受到震动时，能将信号及时传送到控制中心，联动启动燃气事故分区及其相邻分区的事故通风设备进行强制通风。

2.3.3 设计、施工和运行问题

①严格要求相关设计人员，设计初期熟悉掌握综合管廊设计规范并进行专业化培训，对实际工程进行多次现场勘察调研，了解实际情况。通过严格计算支架的间距来使持续荷载产生的一次应力符合要求。

②地下管廊空间狭小，自然通风不良，易造成有毒有害、易燃易爆物质积聚或含氧量不足。将燃气管道纳入综合管廊内，存在地下有限作业空间内布置燃气管道的特殊危险性，需要严格控制每一个环节。

2.3.4 管道内积水问题

采取管道内壁防腐措施，并在水试压之后及时进行清管工作，提高干燥质量监督。

3 燃气管道入廊的3种设计方案

①方案1

方案1见图1。吸取上海浦东张杨路综合管廊的布局模式［5］，将燃气管道单独敷设在综合管廊的盖板涵内，盖板涵可以与综合管廊一起浇筑成一个整体，也可以以预制构件的形式安装于管廊的顶部（构件大小以实际工程中燃气管道的管径来确定）。这种模式使得燃气管道与管廊内的其他管道完全隔离，内部用砂土填实［6］。这种敷设方式不存在在有限空间内布置燃气管道的危险性；同时缩短了施工工期，降低了造价；采用盖板涵形式敷设燃气管道与单舱敷设相比大大减小了断面面积。但是该敷设方式也存在不足：管道维修时仍需要开挖路面，造成交通拥堵；该方式的使用有局限性，只有当综合管廊敷设燃气管道部分位于人行道时才能采用这种敷设方式。