天然气长输管道与城际铁路建设交叉改线施工案例分析及思考建议

摘 要：本文以靖西一线与西安北至机场城际铁路交叉点保护及改线项目为例，介绍了项目实施的程序及应注意的事项，提出应重视天然气长输管道迁改项目的合法性手续办理及电气化铁路对油气管道电磁干扰防护。

关键词：城际铁路；长输天然气管道；交叉；改线；电磁防护

1 概述

根据《关中城市群城际铁路规划》，预计到2030年，以西安为核心的关中城际铁路网线网规模达到1484km。同时，陕西省天然气公司先后建成投运天然气长输管道近3000km，形成了全省“一张网”输配体系。对于城际铁路建设引起的管道迁改项目，既要确保铁路施工和运营安全，又要充分考虑电气化铁路电磁干扰对管道运行安全的影响。

2 具体案例

本文以西安北至机场城际铁路（以下简称机场线）与靖边至西安输气管道一线（以下简称靖西一线）交叉点管道保护及改线工程为例，对天然气长输管道与城际铁路交叉改线项目实施过程中的程序及技术要点进行分析总结。

机场线又称西安地铁13号线，于2014年9月5日获得陕西省发改委正式核准，是关中城际铁路网规划的首条城际铁路，设计时速100km/h，车辆选择B型车。线路全长29.31km，设车站10座。

靖西一线1997年建成，是陕西省第一条长输天然气管道，全长488.5km，担负着延安、铜川、西安等地区的天然气供气任务。铜川以北设计压力5.8MPa，铜川以南设计压力4.0MPa。

机场线闫家村南段高架铁路桥（净空6.5m）与靖西一线交叉角为26°，桥墩位于管线之上。闫家村北段艺术中心车辆段临时停车轨道与靖西一线也有1处占压。该段靖西一线设计压力 4.0MPa，管径规格D426×7.1，管材 L360，采用煤焦油磁漆特加强级外防腐和强制电流阴极保护，设计输气能力1.0×108m3/a。

根据国家能源局、国家铁路局联合下发的《油气输送管道与铁路交汇工程技术及管理规定》（国能油气〔2015〕392号）规定：“管道和铁路不应在车辆段交叉，以及管道与铁路交叉宜采用垂直交叉或大角度斜交，交叉角度不宜小于30°”之要求，经双方协商确定实施靖西一线与城际铁路交叉点保护及改线工程，以满足管道与铁路交叉的各项规定，管道改线长度 1970m。

3 项目实施程序

①改线路由规划报批。根据设计方案拟选路由，取得了西咸新区空港新城建设规划局路由批复意见；

②环境影响评价。委托有资质的单位编制了《靖西一线与城际铁路交叉点保护及改线工程环境影响评价表》，并取得了陕西省西咸新区环保局的同意批复；

③项目立项。根据陕西省发改委《关于西安北至机场城际轨道项目调整可形性研究的批复》意见，本项目不另在属地市级政府投资主管部门核准；

④初步设计。委托有资质的油气管道设计单位进行了改线项目岩土工程勘察及初步设计；

⑤安全预评价编制及报批。委托有资质的单位编制了《靖西一线与城际铁路交叉点保护及改线工程安全评价报告》，向立项同级主管部门陕西省安监局提交了《危险化学品建设项目安全条件审查申请书》并取得了批复；

⑥安全设施设计编制及报批。委托设计单位编制了项目安全设施设计，向立项同级主管部门陕西省安监局提交了《危险化学品建设项目安全安全设施设计审查申请书》并取得批复；

⑦施工图设计。结合环评意见，设计单位完成了项目施工图设计并通过了评审；

⑧项目施工。本项目严格按照油气管道施工规范进行施工；

⑨安全设施竣工验收。由安监部门进行建设项目安全设施竣工验收，验收合格后核发《建设项目安全设施验收合格证》；

⑩竣工投运。本项目完成后，双方对项目进行了竣工验收，合格后投入运行。

4 项目实施注意事项

①要严格落实输气管道改线项目建設过程中各项合法性手续的办理；

②应充分考虑电气化铁路运行后对油气管道电磁干扰的检测及防护。

从勘察及现场调研情况看，本工程改线管道沿线无交流干扰源，沿线城际铁路（在建）为直流干扰源，造成管道直流杂散电流腐蚀。直流干扰的影响在设计阶段难以预测，因此需待电气化铁路投运后，持续进行电位测试，根据测试结果确定合理有效的排流措施。本次管道改线时在此处设置了测试桩，用来检测铁路投运后管地电位变化并确定是否采取防护。

5 城际铁路基本知识

城际轨道交通（又叫城际铁路），是指在人口稠密的经济发达地区城市间，采用公交化便捷、快速、大运量的客运轨道交通系统。在规划一个地区或城市群的区域轨道交通网时，往往会按高速客专（高铁）、城际轨道交通（狭义的城际铁路）、城市轨道交通（地铁、轻轨）三种层次考虑构建铁路网络。城际轨道交通既是干线铁路服务的补充和完善，又是城市轨道交通服务的延伸和提高。

根据《高速铁路设计规范》（TB10621-2014），高铁设计时速为250-350km/h；《城际铁路设计规范》（TB 10623-2014），列车设计时速为200km/h及以下快速、便捷、高密度客运专线铁路。《地铁设计规范》GB50157-2013，地铁最高运行时速不超过100km/h。

电气化铁路从供电类型分为直流供电和交流供电两种。中国电气化铁路采用单相工频25kV交流制和直流750V（600V）、1500V供电制式，并已形成国家标准。

5.1 单相工频25kV交流制

单相工频25kV交流制一般适用于运量大、负荷重、速度高、运输距离长的干线电气化铁路，如普速客货共线铁路、200-250km/h客货共线铁路或客运专线、300km/h及以上高速铁路或客运专线。

5.2 直流牵引供电制式

直流牵引供电制式适用于列车功率不大、供电半径较小、列车密度高且启动频繁的城市轨道交通，供电电压等级是采用750V或者1500V供电。如：北京市轨道交通首都机场线采用750V供电。

国内城际轨道交通应用现状（见表1）。

广义上以上各线均属城际轨道交通。可以看出，地铁采用直流供电，城际铁路、高速铁路普遍采用交流供电。

6 关中城际铁路网拟建铁路简介

①西安-韩城城际铁路长度176.3km，时速：250km/h；

②新西安南-法门寺、法门寺-机场城际铁路长度235.4km，时速：200km/h；

③阎良-机场城际铁路长度：58.1km；时速：200km/h（预留250km/h）。

7 管道干扰防护对策

根据《油气输送管道与铁路交汇工程技术及管理规定》（国能油气〔2015〕392号）第十九条 ： 电气化铁路与管道并行间距在100m以内、并行长度在1000m以上时，在建设期间应预设必要的排流措施，铁路运行初期应按《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》GB/T 50698對排流效果进行检测、复核。

杂散电流分为交流杂散电流和直流杂散电流。直流杂散电流的干扰源以地铁和城市轨道交通最具代表性。交流杂散电流主要来源包含交流电气化铁路，他们通过阻性、感性耦合对临近管道造成干扰，引起管道腐蚀。判断杂散电流存在的主要方法都基于电气判别法，即测试目标管段的管地电位和大地电位梯度。

根据GB/T 50698-2011《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》，交流干扰电压<4V时，不采取防护措施；>4V时，采用交流电流密度评估。存在交流干扰的埋地管道，应加大管道与铁路接地体间的距离，并采取措施防止雷电或故障电流对管道的有害影响，降低阻性耦合干扰。对管道本身采取接地排流，降低感性耦合引起的管道腐蚀。固态去耦合器是一款具有“阻直通交”功能的交流干扰防防护产品，使用范围广，能有效隔离阴极保护电流，启动电压低，可将感应交流电流降到允许的极限电压内，减轻干扰效果好，可以安装在管道与高压输电线路、电气化铁路并行交叉位置，为埋地管道提供交流干扰防护，避免阴保电流流失。

根据GB50991-2014 《埋地钢质管道直流干扰防护技术标准》，对于投运阴极保护的管道，当干扰导致管道不满足最低保护电位时，应及时采取干扰防护措施。对于在建铁路引起的管道迁改项目，直流干扰应待铁路运行后进行电位测试，根据测试结果确定是否进行防护。根据不同干扰情况常用的排流保护方式有接地排流、直流排流、极性排流、强制排流。在完成排流后，应进行效果评定测试。

8 结语

城际铁路建设与天然气长输管道交叉并行问题日益增多，必须引起各方高度重视，应按照《石油天然气管道保护法》、《油气输送管道与铁路交汇工程技术及管理规定》等相关法律法规要求处理好彼此间的关系。在设计和运行中要按照相关规范做好电气化铁路对油气管道电磁干扰的防护设计及运行中的管道电位测试工作。对于已经与管道交叉运行的电气化铁路，应进行排查测试，确认有干扰腐蚀的，应增设干扰防护设施。

参考文献：

[1]惠海军，史后凡，曹国飞.固态去耦合器在某管道交流干扰防护中的应用[J].石油机械，2003（9）.

[2]阎顺.交流电气化铁路杂散电流对油气管道的腐蚀与防护[J].铁道勘测与设计，2011（3）.

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