1 埋地PE燃氣管道運行情況
 

　　PE燃氣管道由于具備良好耐腐蝕性，柔韌性好、抗震等優(yōu)良性能優(yōu)勢在國內(nèi)外城鎮(zhèn)燃氣輸配管道系統(tǒng)已得到普遍應(yīng)用，特別是中低壓燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)。但PE燃氣管道的絕緣性使得埋地PE燃氣管道在運行管理中不易被識別，容易遭受第三方破壞導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。此外埋地PE燃氣管道受到運行壓力、環(huán)境等因素的影響，在管道突然受到外力沖擊能的作用會發(fā)生脆性破壞，因此做好埋地PE燃氣管道的保護工作是必須要的。

　　在國內(nèi)標準《城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收規(guī)范》CJJ33與《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ63都有對埋地PE燃氣管道上方300mm~500mm處設(shè)置警示帶的要求，加設(shè)管道附屬保護設(shè)施對埋地PE燃氣管起到警示保護的作用。例如，在施工方挖掘發(fā)現(xiàn)警示帶后可以起到警示作用。但由于在施工過程不易控制管理，而警示帶強度較低，在施工人員沒感知的情況下就被破壞了，警示的防護作用不明顯。雖然警示帶能夠起到一定的警示保護作用，但近年來埋地聚乙烯燃氣管道被破壞的事故仍然層出不窮，說明目前的保護措施不夠，需要改進現(xiàn)有保護措施或增加其它保護措施。截止2017年7月北京地區(qū)就有十幾次類似事故發(fā)生。

　　國內(nèi)其他地區(qū)，如港華燃氣公司為了保護運行埋地PE燃氣管線安全采取了在管道上方設(shè)置混凝土板或混凝土槽的措施，通過調(diào)研該種保護措施對運行管道起到一定的保護作用，但在工程建設(shè)時期，鋼筋混凝土蓋板的敷設(shè)難度加大以及其投資成本增加等方面的問題，導(dǎo)致該種措施沒有被廣泛應(yīng)用。此外這種保護措施也給管道搶修造成困難，導(dǎo)致?lián)屝奕藛T不能及時處理受損管道，延誤搶修時間，因此這種埋地PE燃氣管道的保護措施還需進一步改進。

　　在歐美國家埋地PE燃氣管道應(yīng)用管理系統(tǒng)相對比較成熟，調(diào)研了解到他們對埋地PE燃氣管道沒有做保護措施。根據(jù)美標B31.4-2014GasTransmissionandDistributionPipingSystems對埋地聚乙烯燃氣管道的警示保護也沒有明確要求，而運行維護中也出現(xiàn)被第三方外力破壞的案例，可見國內(nèi)外燃氣行業(yè)對埋地PE燃氣管道防護的技術(shù)有待研究。

2 分析影響埋地PE燃氣管道安全運行的因素

　　2.1 埋地PE燃氣管道遭受第三方破壞分析

　　管線遭受第三方破壞的案例中，以挖掘與鉆探為主要破壞原因。某些施工單位在明知施工地點有地下燃氣管線的情況下實行野蠻施工，使用大型機械進行開挖作業(yè)，不報建相關(guān)手續(xù)，心存僥幸在隱蔽地點偷偷施工；安全意識單薄，在未進行地下管線查詢的情況下盲目施工，違章作業(yè)；作業(yè)前沒有對施工人員進行安全交底，監(jiān)管不到位導(dǎo)致施工單位雖明知地下燃氣管線走向情況下，未對施工人員進行相關(guān)告知，從而造成事故發(fā)生。

　　破壞過程具體為當某物體以一定的速度撞擊另一靜止的物體時，后者在瞬間使前者停止運動，因而引起了兩者間的沖擊作用。運動的物體稱為沖擊物，受到撞擊的物體成為被沖擊物，它們之間產(chǎn)生的作用力稱為沖擊載荷或沖擊力，工程中的打樁、鍛造是典型的沖擊過程。在埋地燃氣管道保護過程中，保護措施即為被沖擊物，施加破壞的物體，如機械挖頭等即為沖擊物。當最大沖擊應(yīng)力不超過材料的強度極限時，材料的抗沖擊性能可以根據(jù)其在靜載荷下的許用應(yīng)力與動荷系數(shù)計算。但考慮搭配管道保護措施的經(jīng)濟性、第三方破壞沖擊能較大等因素，所選用的材料強度僅能起到一定阻止作用，但不具備完全阻止沖擊物的能力。

　　因此，埋地PE燃氣管道保護措施必須具備一定強度，迫使第三方施工操作時發(fā)現(xiàn)埋地燃氣管道保護措施，進而起到對燃氣管道的保護作用。通過模擬人工鎬錘的破壞試驗，測試并計算出人工破壞沖擊的能量約沖擊能150J。

　　2.2 埋地PE燃氣管道運行環(huán)境

　　埋地PE燃氣管道本身具備較好的耐腐蝕性，滿足長期埋地應(yīng)用的條件。為了增加管線保護強度，其保護措施也需具備與管道相同的防腐性。在非金屬材料中PE的材質(zhì)性能以及強度均優(yōu)于PVC材料，且具備與PE燃氣管道相同的材質(zhì)。

　　另外埋地管道敷設(shè)時平面、縱向位置都會有變化，保護措施要能跟隨管道位置變化持續(xù)為管道提供保護。要求保護措施的結(jié)構(gòu)輕便、靈活滿足管道敷設(shè)特點的要求。

　　2.3 埋地PE燃氣管道運行管理

　　埋地PE燃氣管道在運行期間會遇到緊急搶修的情況，因此管道保護措施要易于拆卸，其形式不能影響搶修操作的時間。在拆除保護措施的過程中也不能使用帶火花切割的工具，因此保護措施雖然要求連續(xù)保護要保證能分段安裝，且長度不宜超過普通搶修坑大概3m的長度。

　　此外埋設(shè)在地下的PE燃氣管道受到地下空間的與其他相鄰管線距離限制，保護措施結(jié)構(gòu)尺寸以滿足管道上方垂直投影面的保護范圍為準，即保護的寬度需大于被保護管道的管徑。為了做到全面的管道防護，防止破壞力以傾斜角度傷害管道，需要保護措施距離被保護管道的間距大于300mm，即單側(cè)鎬錘的長度。

　　由此可見，管道保護措施要從材料性能、結(jié)構(gòu)尺寸、敷設(shè)位置等多因素考慮才能對埋地PE管道起到全面保護的作用。

3 保護措施

　?。?）保護措施應(yīng)選用耐土壤環(huán)境腐蝕的材料；材料的抗沖擊性能宜參考埋地鋼制管道管材性能指標，沖擊韌性的臨界溫度應(yīng)低于當?shù)囟咀畹屯寥罍囟?；材料的撕裂強度宜參考埋地聚乙烯管道管材高密度聚乙烯的性能指標。建議選用高密度聚乙烯材料作為保護措施。

　　（2）保護措施結(jié)構(gòu)宜均勻分布的板狀結(jié)構(gòu)，且

分段成型，每段長度不宜大于3m以方便現(xiàn)場施工安裝。根據(jù)城鎮(zhèn)工程建設(shè)條件，保護措施的寬度應(yīng)大于被保護管道的直徑，且不宜大于0.5m。保護措施厚度應(yīng)根據(jù)測試人工鎬錘及小型機械開挖試驗確定，且兼顧保護材料成本綜合考慮。

　　（3）保護措施的敷設(shè)宜滿足下列要求：

　　a.保護措施應(yīng)敷設(shè)在管頂上方、距地面0.3m~0.5m處，但不得敷設(shè)于路基或路面里；

　　b.公稱尺寸小于等于de110的聚乙烯管道的保護措施寬度為200mm；大于de110且小于de315的聚乙烯管道的保護板寬度為300mm；大于等于de315的聚乙烯管道的保護措施寬度為500mm。

　　c.保護措施緊密連接，中間不得撕裂或扭曲等現(xiàn)象上述埋地PE燃氣管道的技術(shù)條件還需結(jié)合工程應(yīng)用情況，進行試驗或測試，以確定最有效的方案。