4.3 管道敷设
4.3.1 输气管道应采用埋地方式敷设，特殊地段可采用土堤或地面形式敷设。
4.3.2 埋地管道覆土层最小厚度应符合表4.3.2的规定。在不能满足要求的覆土厚度或外荷载过大、外部作业可能危及管道之处，应采取保护措施。
表4.3.2 最小覆土厚度(m)
注：1 对需平整的地段应按平整后的标高计算。
2 覆土层厚度应从管顶算起。
3 季节性冻土区宜埋设在最大冰冻线以下。
4 旱地和水田轮种的地区或现有旱地规划需要改为水田的地区应按水田确定埋深。
5 穿越鱼塘或沟渠的管线，应埋设在清淤层以下不小于1.0m。
4.3.3 管沟边坡坡度应根据土壤类别、物理力学性质(如黏聚力、内摩擦角、湿度、容重等)、边坡顶部附近载荷情况和管沟开挖深度综合确定。当无上述土壤的物理性质资料时，对土壤构造均匀、无地下水、水文地质条件良好、深度不大于5m且不加支撑的管沟，其边坡坡度值可按表4.3.3确定。深度超过5m的管沟，应根据实际情况可采取将边坡放缓、加筑平台或加设支撑。
表4.3.3 深度在5m以内管沟最陡边垃坡度值
注：1 静载荷系指堆土或料堆等，动载荷系指有机械挖土、吊管机和推土机等动力机械作业。
2 对软土地区，开挖深度不应超过4m。
3 冻土地区，应根据冻土可能的变化趋势及土壤特性经现场试挖确定边坡坡度值。
4.3.4 管沟宽度应符合下列规定：
1 管沟深度小于或等于5m时，沟底宽度应按下式计算：
式中：B——沟底宽度(m)；
Do——钢管的结构外径(m)，包括防腐及保温层的厚度，两条或两条以上的管道同沟敷设时，Do应取各管道结构外径之和加上相邻管道之间的净距之和；
K——沟底加宽裕量(m)，宜按表4.3.4取值。
表4.3.4 沟底加宽裕量(m)
注：1 当采用机械开挖管沟，计算的沟底宽度小于挖斗宽度时，沟底宽度应按挖斗宽度计算。
2 沟下焊接弯头、弯管、碰口及半自动焊接处的管沟加宽范围宜为工作点两边各1m。
2 当管沟需要加支撑，在决定底宽时，应计入支撑结构的厚度。
3 当管沟深度大于5m时，应根据土壤类别及物理力学性质确定沟底宽度。
4.3.5 岩石及砾石区的管沟，沟底比土壤区管沟超挖不应小于0.2m，并用细土或砂将超挖部分压实垫平后方可下管。管沟回填时，应先用细土回填至管顶以上0.3m，方可用原开挖土回填并压实。管沟回填土在不影响土地复耕或水土保持的情况下宜高出地面0.3m。
4.3.6 农耕区及其他植被区的管沟开挖，应将表层耕(腐)质土和下层土分别堆放，管沟回填时应将耕(腐)质土回填到表层。
4.3.7 当管沟纵坡较大时，应根据土壤性质，采取防止回填土下滑或回填细土流失的措施。
4.3.8 在沼泽、水网(含水田)地区的管道，当覆土层不足以克服管浮力时，应采取稳管措施。有积水的管沟，宜排净水后回填，否则应采取防止回填作业造成管道位移的措施。
4.3.9 当输气管道采用土堤埋设时，土堤高度和顶部宽度应根据地形、工程地质、水文地质、土壤类别及性质确定，并应符合下列规定：
1 管道在土堤中的覆土厚度不应小于0.8m，土堤顶部宽度不应小于管道直径的两倍且不得小于1.0m；
2 土堤的边坡坡度值应根据土壤类别和土堤的高度确定，管底以下黏性土土堤，压实系数宜为0.94～0.97，堤高小于2m时，边坡坡度值宜为1:1～1:1.25，堤高为2m～5m时，边坡坡度值宜为1:1.25～1:1.5，土堤受水浸淹没部分的边坡宜采用1:2的边坡坡度值；
3 位于斜坡上的土堤应进行稳定性计算。当自然地面坡度大于20％时，应采取防止填土沿坡面滑动的措施；
4 当土堤阻碍地表水或地下水泄流时，应设置泄水设施。泄水能力应根据地形和汇水量按防洪标准重现期为25年一遇的洪水量设计，并应采取防止水流对土堤冲刷的措施；
5 土堤的回填土，其透水性能宜相近；
6 沿土堤基底表面的植被应清除干净；
7 软弱地基上的土堤应采取防止填土后基础沉陷的措施。
4.3.10 输气管道通过人工或天然障碍物时，应符合现行国家标准《油气输送管道穿越工程设计规范》GB 50423和《油气输送管道跨越工程设计规范》GB 50459的有关规定。
4.3.11 埋地输气管道与其他埋地管道、电力电缆、通信光(电)缆交叉的间距应符合下列规定：
1 输气管道与其他管道交叉时，垂直净距不应小于0.3m，当小于0.3m时，两管间交叉处应设置坚固的绝缘隔离物，交叉点两侧各延伸10m以上的管段，应确保管道防腐层无缺陷；
2 输气管道与电力电缆、通信光(电)缆交叉时，垂直净距不应小于0.5m，交叉点两侧各延伸10m以上的管段，应确保管道防腐层无缺陷。
4.3.12 埋地输气管道与高压交流输电线路杆(塔)和接地体之间的距离宜符合下列规定：
1 在开阔地区，埋地管道与高压交流输电线路杆(塔)基脚间的最小距离不宜小于杆(塔)高；
2 在路由受限地区，埋地管道与交流输电系统的各种接地装置之间的最小水平距离不宜小于表4.3.12的规定。在采取故障屏蔽、接地、隔离等防护措施后，表4.3.12规定的距离可适当减小。
表4.3.12 埋地管道与交流接地体的最小距离(m)
4.3.13 地面敷设的输气管道与架空交流输电线路的距离应符合表4.3.13的规定。
表4.3.13 地面管道与架空输电线路最小距离(m)
注：表中最小水平距离为边导线至管道任何部分的水平距离。
4.3.14 弯管应符合下列规定：
1 线路用热煨弯管的曲率半径不应小于管子外径的5倍，并应满足清管器或检测仪器能顺利通过的要求；
2 热煨弯管的任何部位不得有裂纹和其他机械损伤，其两端部100mm长直管段范围内的圆度不应大于连接管圆度的规定值，其他部位的圆度不应大于2.5％；
3 不应采用有环向焊缝的钢管制作热煨弯管；
4 冷弯弯管的最小曲率半径应符合表4.3.14的规定。
表4.3.14 冷弯弯管最小曲率半径
注：表中的D为钢管外径(mm)。
4.3.15 输气管道采用弹性敷设时应符合下列规定：
1 弹性敷设管道与相邻的反向弹性弯管之间及弹性弯管和人工弯管之间，应采用直管段连接，直管段长度不应小于管子外径值，且不应小于500mm；
2 弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求，且不应小于钢管外径的1000倍，垂直面上弹性敷设管道的曲率半径还应大于管在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径，曲率半径应按下式计算：
式中：R——管道弹性弯曲曲率半径(m)；
α——管道的转角(°)；
D——钢管外径(cm)。
4.3.16 弯管不得使用褶皱弯或虾米弯弯管代替。管子对接偏差不应大于3°。
4.3.17 管道通过较大的陡坡地段以及受温度变化影响，应校核管道的稳定性，并宜根据计算结果确定设置锚固或采取其他管道稳定的措施。当采用锚固墩时，管道与锚固墩之间应有良好的电绝缘。
4.3.18 埋地输气管道与民用炸药储存仓库的最小水平距离应符合下列规定：
1 埋地输气管道与民用炸药储存仓库的最小水平距离应按下式计算：
式中：R——管道与民用炸药储存仓库的最小水平距离(m)；
e——常数，取2.718；
Q——炸药库容量(kg)，1000kg≤Q≤10000kg。
2 当炸药库与管道之间存在下列情况之一时，按本规范式(4.3.18)计算的水平距离值可折减15％～20％：
1)炸药库地面标高大于管道的管顶标高；
2)炸药库与管道间存在深度大于管沟深度的沟渠；
3)炸药库与管道间存在宽度大于50m且高度大于10m的山体。
3 无论现状炸药库的库存药量有多少，本规范式(4.3.18)中的炸药库容量Q应按政府部门批准的建库规模取值。库存药量不足1000kg应按1000kg取值计算。
4.3.1 考虑管道的安全，便于维护，不影响交通和耕作等，本规范要求输气管道为埋地敷设。埋地敷设困难的特殊地段，经设计论证后，亦可采用地上或土堤敷设等形式。
4.3.2 为了保证管道完好，免受外力损伤，不妨碍农业耕作等要求，本规范根据近年工程实践并参考美国国家标准《输气和配气管道系统》ASME B31.8-2012第841.1.11条规定了最小覆土厚度。ASME B31.8规定的最小覆土厚度见表3。
表3 最小覆土厚度(mm)
根据第三方破坏管道失效概率统计，管道埋设越深，第三方破坏导致的事故频率越低，因此在人口密集区和其他工程建设活动频繁地区适当增加管道埋深，对管道安全更有利。
4.3.3 本条是参照现行国家标准《油气长输管道工程施工及验收规范》GB 50369的要求制订的。表4.3.3注2中，对软土地区开挖深度不应超过4m是根据现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002表6.2.3临时性挖方边坡值制订的６惩恋厍谑┕て诩洌赡芑嵊捎诩窘诘谋浠鱿侄橙冢耸蓖寥赖奶匦曰岱⑸浠芄当咂碌钠露戎稻鸵荻橙诤蟮耐寥捞匦岳慈范ǎ虼颂岢霾捎檬酝谌范ū咂缕露戎怠�
4.3.5 回填土的粒径需符合现行国家标准《油气长输管道工程施工及验收规范》GB 50369的要求。
4.3.6 本条所作规定是考虑到土壤肥力恢复，有利于植被的生长，减少水土流失，同时对管道保护有利。
4.3.7 当管沟坡度较大时，管沟内回填物易下滑，细土易流失。为防止回填土下滑或细土流失，根据土壤特性，在管沟内分段设截水墙或采取其他措施是合适的。
4.3.9 土堤埋设管道在最近十年的管道工程中应用很少。土堤的砌筑高度和宽度需要依据管径大小、埋设深度、当地地形、水文地质、工程地质条件及土壤类别与性质来确定。但修筑土堤的高度与宽度，除满足埋深要求外，同时也要起到保护管道安全的作用。
1 有冻土的地区，其埋深还需考虑冻土对管道稳定性的影响。
2 压实系数是参照填土地基质量控制值的要求确定的，作为管道土堤施工及土堤边坡稳定要求是必要的。压实系数的定义是土壤的控制干容重γ d与最大干容重γ max的比值。边坡坡度值的确定主要是根据一般黏性土的物理力学性质，力求土堤边坡在自然环境中有足够的稳定性。但在这方面的实践经验尚少，有待于日后多积累资料进行修订。
3 地面坡度大于20％的自然坡面，根据铁路路基设计要求，是要进行稳定性计算的。虽然管道土堤设计比铁路路基的要求要低一些，但同样要求土堤稳定，所以应进行稳定性计算。
6 从土堤的稳定性出发，沿土堤基底表面植物应清除干净。
4.3.11 埋地输气管道与其他埋地管道、电缆、光缆的交叉，多发生在输气管道后建的情况，交叉通常是输气管道从其下方穿越。本条规定了输气管道与其他埋地管道、电缆、光缆交叉垂直净距，与其他管道交叉垂直净距是从管道安装和维护方面考虑的，与埋地电缆、光缆交叉垂直净距是从电绝缘方面考虑的。考虑到目前的输气管道防腐层性能及施工质量较好，具有较好的电绝缘性，为方便防腐管的现场调运和施工，取消了2003版中交叉点处输气管道两侧各10m以上的管段采用最高绝缘等级的要求。
4.3.12 本条与现行国家标准《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》GB/T 50698一致。开阔地区指管道敷设环境具备满足规划、施工环境条件等的地段，杆(塔)高度的距离可满足相关架空线路保护区、施工机具安全距离要求，兼顾协调和设计的可操作性。但对长距离并行靠近高压交流输电线路的管线，满足杆(塔)高度的距离并不是意味着管道不存在交流干扰影响，干扰防护还需按本规范第4.6.5条执行。
表4.3.12中给出的是一般情况下避免击穿外防腐层的最小净距。管道与杆(塔)接地体之间的合理距离与对地故障电流或雷电流的大小、故障持续时间、土壤电阻率、管道防腐层电气强度、相邻的杆(塔)与变电站的距离等因素有关，对具体工程而言影响参数都是不同的，随地点而变。
目前长输管道建设中，对管道与750kV、1000kV杆(塔)接地极的距离采取适当加大稳妥的做法，一般规定不应小于10m，否则应采取防护措施。但由于影响因素多，情况复杂，本规范尚不能给出一个合理的值。
4.3.13 表4.3.13的规定引自现行国家标准《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB 50061、《110kV～750kV架空输电线路设计规范》GB 50545和《1000kV架空输电线路设计规范》GB 50665。
4.3.14 输气管线除采用感应加热弯管外，还使用冷弯弯管。降低弯管热胀应力最经济、最有效的措施是加大弯管的曲率半径，对温差较大的埋地管道尽量采用曲率半径大的弯管。
1 热煨弯管曲率半径的规定与现行行业标准《油气输送用钢制感应加热弯管》SY/T 5257的要求一致。
2 热煨弯管端部圆度及其他部位的圆度要求与现行行业标准《油气输送用钢制感应加热弯管》SY/T 5257的要求一致。
3 本款规定与现行行业标准《油气输送用钢制感应加热弯管》SY/T 5257-2012第7.3.6条的要求一致。
4 本规范2003版冷弯弯管曲率半径见表4，其曲率半径与美国国家标准ASME B31.8一致。
表4 冷弯弯管曲率半径
本次修订是在本规范2003版的基础上，结合近年国内管道工程实际应用情况对冷弯弯管的最小曲率半径进行了明确和调整。对于无实际工程应用的大口径、高钢级管道，冷弯弯管的最小曲率半径在满足本条规定的前提下宜通过试弯验证确定。冷弯管的制作及验收尚应符合现行行业标准《钢质管道冷弯管制作及验收规范》SY/T 4127的规定。
4.3.15 本条中的式(4.3.15)是考虑管道连续敷设，支承条件介于简支梁和两端嵌固的中间状态，挠度系数取3/384推导来的。
4.3.18 为了确定埋地输气管道与民用炸药储存仓库的最小水平距离，受中国石油西南管道分公司委托，中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司与解放军理工大学野战工程学院联合开展了《油气管道与炸药库安全距离专题研究》(2014年7月24日，由中国石油天然气与管道分公司在北京组织验收)，根据专题研究报告，说明如下：
(1)工业炸药起爆感度均不敏感。近几年发生的几起地面炸药库爆炸事件中，炸药受热燃烧是发生炸药库爆炸的主要诱因。
(2)根据对爆炸与冲击荷载下金属管道动力响应数值模拟计算方法的深入研究，本次专题研究成功解决了多物质流固耦合算法、管道-介质相互作用接触处理技术、本构关系和材料参数、“沙漏”模式控制、应力波与人工体积黏性、时间积分和时步长等关键技术难题，构建了相应的流固耦合有限元数值计算模型，通过一系列模型爆炸实验数据的校核，形成一套完整的计算参数。
(3)炸药库爆炸产生的地面空气冲击波不会影响埋地管道的安全。炸药库爆炸时，库房的结构体大多已粉碎或成为小块飞溅物，库房最多只有两块大的飞溅物(砖混结构的库房，库房顶部的两个角上的未被爆炸粉碎的混凝土块，可能形成大块飞溅物)可能击中飞行距离内的埋地管道，对管道安全不利。经计算，10吨库爆炸大块飞溅物最远飞行距离为357m(5吨库为307m)，但这种飞溅物击中线性工程的埋地输气管道的概率很小(无合适的方法建模量化计算准确的概率值)，不作重点考虑。炸药库爆炸的地震动波是埋地管道的主要危害因素，本研究通过大量爆炸实验数据和5种岩土特性(硬岩、中硬岩、软土、硬土、普通土)特征，针对爆炸地震波作用下埋地管道安全标准问题，研究确定了客观合适的振动速度14cm/s为安全判据，该判据具有科学性、安全性。针对炸药库爆炸地震波危害效应对管道的影响，拟合出炸药库与管道的安全距离的关系式，该计算式简单实用，计算精度满足实际工程需要，本规范予以采纳。
(4)关于埋地管道对炸药库的影响。
1980年，美国机械工程师协会(ASME)调查了1953年～1971年间输气管道的失效事故率，设计系数在0.72及以下的输气管线，管道事故率的平均值为2.5×10-4/(千米·年)，设计系数为0.72以上的输气管线，管道事故率的平均值为3.1×10-4/(千米·年)。ASME对1984年～2001年事故数据库进行分析，管道事故率的平均值为1.8×10-4/(千米·年)，这期间管道事故率明显降低，其根本原因是完整性管理的应用及管理水平的提高。
ASME根据1984年～2001年美国管道事故数据库，分析了诱发管道事故的主要原因，其结果是外力损伤是诱发管道事故的主要原因，占所有管道事故的39％，腐蚀导致的管道事故占24％，建造和制管缺陷导致的管道事故占14％，其他原因造成的管道事故占23％。
1954年至2004年间，加拿大天然气管道的事故率大约为2.0×10-4/(千米·年)，与美国的天然气管道事故率基本相当。
根据中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司《输气管道放空系统设计专题研究报告》(2012年9月)，中国石油2000年以后建设的47条输气管道，总长为21144.14km，管道事故率为1.14×10-4/(千米·年)(报告编制时的近5年数据统计)，说明我国2000年以后建设的管道事故率比北美地区的管道事故率低，这与管道较新、管道建设技术水平及管理水平提高等因素有关。
2000年以来，由西气东输管道建设引领，我国输气管道步入了快速发展期。目前，我国输气管道建设技术已接近或达到世界先进水平。根据北美地区和我国中国石油的管道失效数据统计和分析，输气管道的事故率很低。我国管道事故多发生于第三方破坏(如挖掘使管道穿孔)或焊口质量问题的小泄漏，这种小泄漏天然气释放量小、影响范围小且泄漏的天然气会向上空迅速扩散，即使意外点燃其影响范围也较小。输气管道发生全断裂或爆裂产生危害范围大，但这种事故在全球的案例都比较少见。输气管道设计作为技术安全型，按照本规范设计建设的输气管道是安全的。
输气管道失效的主要外因是第三方破坏泄漏和土体移动造成管道位移，这些因素均可采取设计、施工和加强管理等措施消除风险。气体质量符合现行国家标准《天然气》GB 17820中二类气指标，且管道采用了外防腐层及阴极保护时，可消除内外腐蚀对管道的影响。输气管道选择岩土稳定地段通过，可消除土体位移对管道的危害。炸药库一般处于山地和人员活动稀少地区，输气管道经过炸药库附近地区也能有效避开第三方活动对管道的安全影响。
输气管道沿线按地区等级设置了线路截断阀并在阀室设置了放空设施，发生管道事故时可截断主管线并从阀室放空事故管段内的天然气，进而可减少天然气在泄漏点的释放量，降低危害程度。输气管道事故率本身很低，管道断裂或因强度问题而爆裂才可能会对邻近的炸药库造成影响，这种事故又要发生在特定的炸药库附近，其概率会更低。按本规范设计输气管道，并采取工程措施和加强管理，输气管道的本质安全是可以保证的。
综上所述，输气管道和炸药库的设计均属技术安全型，事故发生概率均很低，按本条规定计算确定安全距离，能保证炸药库和输气管道的相互安全。
(5)输气管道作为线性的埋地管道，被炸药库爆炸的大块飞溅物击中并损坏的概率极小，本规范不予考虑。如果要考虑大块飞溅物击中并损坏埋地管道这种小概率因素，可采取适当增加埋深的措施，可参考表5确定安全埋深(在距小型炸药库310m和大型炸药库360m范围内的管道)。
表5 典型输气管道的最小安全埋深
- 上一节：4.2 地区等级划分及设计系数确定
- 下一节：4.4 并行管道敷设
