西宁东线环城高压管网及调压站工程高压燃气管道涉路工程专项设计方案
西宁中油城市燃气工程设计咨询有限公司
二○一三年五月
目录
一、工程概述 (1)
二、设计依据 (1)
三、涉路段燃气管道工艺设计 (2)
四、穿越段施工要求 (5)
五、跨越段施工要求 (8)
六、工程施工及安全的对策与措施 (8)
附图：
附图一：燃气管道穿越宁大高速公路平面布置图
附图二：燃气管道顶管法穿越宁大高速公路断面布置图
附图三：燃气管道定向钻穿越宁大高速公路断面布置图
附图四：燃气管道穿越丹拉高速公路祁家城立交桥平面布置图附图五：燃气管道顶管法穿越祁家城立交桥断面图
附图六：兰西高速公路改移段燃气管道平面布置图
附图七：燃气管道套管做法图
附图八：燃气管道外保温防护做法图
一、工程概述
由于西宁市天然气用户的快速发展，现有的供气管网在冬季采暖高峰期已超负荷运行，市区局部街区出现供气压力不足现象，无法满足“十二五”期间的正常供气；西宁市机械装备园区、青海教育园区、北川工业园区及周边区域的规划建设，对北川地区的天然气供给提出了新的要求，为了配合以上园区及周边的天然气工程建设，提高西宁市区的天然气供应保障能力，西宁中油燃气有限责任公司筹划建设西宁东线环城高压管网及调压站工程。本工程主要内容为一条30Km的高压输气管道和3座燃气调压站，其中高压燃气管道走向为：高压燃气管道自城东门站引出——途径贵南路、八一路、互助路——穿越平西高速、兰青铁路——沿北山消防通道——穿越大寺沟至本工程五一路调压站——沿北山消防通道——燃气管道穿越电沟渠——横穿朝阳水电厂——沿电沟渠至穿越祁家城立交桥——沿电沟渠至兰新铁路施工便道——穿越宁大高速公路、北川河、宁大公路——沿宁馨路北侧至设计终点装备制造园区门站。工程中燃气管道穿跨越高速公路的共计三处：1、北山段韵家口泵站处跨越兰西高速公路一次，跨越处管道里程为K6+323.43至K6+378.43，跨越长度为50m。
2、丹拉高速公路祁家城立交桥处穿越路基一次，管道里程为K19+226.05至K19+280.05，穿越长度为57m。
3、双庙村处穿越宁大高速公路一次，管道里程为K25+193.07至K25+248.07，穿越长度为62m。
二、设计依据
1．《西宁东线环城高压管网及调压站工程可行性研究报告》（重庆市川东燃气工程设计研究院）2011年8月
2．《西宁东线环城高压管网及调压站工程地质灾害危险性评估报告》
3．《西宁市东线环城高压管网红线图》
4．《安评报告》
5．西宁中油燃气有限责任公司提供的其它资料
6．《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）
7．《城镇燃气输配工程施工及验收规范》(CJJ33-2005)
8．《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50425-2007）
9．《油气输送管道跨越工程设计规范》（GB50460-2008）
10.《给水排水工程顶管技术工程》（CECS246.2008）
11.《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）
12.《油气输送管道穿越工程施工规范》GB 50424-2007
13.《油气输送管道跨越工程施工规范》GB 50460-2008
14.《石油天然气工业管线输送系统用钢管》GB/T9711-2011
15.《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640-2010
16.《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T3323-2005
17.《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》(SY/T0414-2007)
18.《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY0413-2002
19.《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019-1997
20.《工业金属管道工程施工质量验收规范》（GB50184-2011）
21.《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》（GB50236-2011）
三、涉路段燃气管道工艺设计
1、穿、跨越方式的选择
根据本工程的地勘报告及会同施工单位到现场的勘察情况，燃气管道穿越宁大高速处，可采用顶管方式穿越或定向钻穿越，穿越位置及长度详见附图一至附图五；穿越丹拉高速公路祁家城高架桥处，采用顶管方式穿越；燃气管道与平西高速公路交叉处采用桁架式跨越，跨越越位置及长度详见附图六。
2、管材、管径、壁厚的选择
根据《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）中6.4.4内容，涉路段高压燃气管道采用材质为L360的螺旋缝埋弧焊钢管。钢管制造应符合《《石油天然气工业管线输送系统用钢管》GB/T9711-2011标准。
本工程燃气管道所输送的天然气为净化气，计算温度按管道所处埋地地温为5-15℃，本工程高压燃气管道设计压力为4.0MPa，起点压力按城东门站出站最小工作压力4.0MPa进行计算，经《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）中6.2.6-1和6.2.6-2计算公式进行水力计算高压燃气管道管径采用DN450。
根据《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）第6.4.3条内容规定本案三处涉路段均属于二级地区，在该地区燃气管道的强度设计系数为0.6，在此系数下根据《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）中6.4.6计算公式计算得到
穿越段燃气管道的壁厚为6mm。因考虑高速公路的安全运营三处穿跨越高速公
路处燃气管道均采用壁厚为12mm的管道。
3、管道的强度校核
埋地燃气管道必须进行当量应力校核。埋地直管段轴向应力与环向应力组合的当量应力，应小于管子的最小屈服强度σ
s
的90%。根据《输气管道工程设计规范》GB50251第5.1.2相关内容经过计算校核，管道的最大当量应力值σ
emax＜0.9σ
s
，满足强度要求。具体计算结果见下表。
管道强度校核计算结果一览表
管径D （mm）壁厚δ
(mm)
管材
钢级
设计压力
（MPa）
环向应力
σh
轴向应力
σι
当量应力
σe
比较0.9σs
457 12 L360 4.0 0.075 -61.4775 61.5525 ＜324
4、管道及管件的防腐
燃气管道采用三层加强级PE防腐层加牺牲阳极进行保护。燃气管道焊口经无损检测合格后，进行管道防腐补口，现场补口采用带底漆辐射交联聚乙烯热收缩套。管体及补口处除锈均应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB/T8923-88）中规定的 Sa2.5 级或St3级的要求。对三层 PE 防腐层管段的损伤，对涂层的小面积非穿透性损伤，可采用 PE 补伤棒修补。损伤处直径≤30mm 时，采用辐射交联聚乙烯补伤片；直径>30mm 的损伤，先用补伤片进行补伤，然后采用热收缩带包覆，热收缩带的宽度应比补伤片外缘宽50mm。管道的防腐补口、补伤应严格按图纸要求和相关规范，以及生产厂家的技术说明进行。施工和验收严格执行《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》（SY/T0413—2002）的有关规定。管道回填前应对防腐层及补口处进行100%的电火花检测。检测电压为25KV。
牺牲阳极保护法是由一种比被保护金属电位更低的金属或合金与被保护金属电连接所构成，在电解液中，牺牲阳极因比较活泼而优先溶解，释放出电流供被保护金属阴极极化，进而实现保护。
本工程中牺牲阳极采用高电位棒状镁牺牲阳极，根据《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019－1997相关内容计算得，市区内每300米设一组，其它地段每500米设一组（每组2只14公斤镁阳极，阳极型号MG-14），
