1、石油管道保护施工方案杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程石油管线保护施工方案一、编制依据1.省发改委关于杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程项目建议书批复的函（浙发改函2010252号）；2.杭州市交通规划设计研究院编制的杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程石油管线方案设计；3.杭州市勘测设计研究院出具的杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程萧油管线探测管线点成果表；4.管道企业提供的相关资料；5.工程区域现场勘查资料；6.杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程建设管理处委托浙江省安全生产科学研究院进行的杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程与萧山油库输油管线的安全影响评估。二、概述1.
2、项目简介杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程起点位于杭州绕城下沙互通，终点拟定为江东大桥东桥头，接江东大桥东接线。线路全长约6.432公里，其中新建高速公路里程约2.782公里，新建复合互通1处, K2+782-K6+432段利用已建的江东大桥及接线。工程按双向六车道高速公路标准建设，设计速度80公里/小时，路基宽度32米，桥梁宽度31.5米。目前，江东大桥以西侧杭州绕城高速公路下沙互通收费站出口拥堵情况严重，通行能力极不顺畅，且下沙互通进出口匝道、文汇路、德胜快速路形成多路交叉，道路拥堵、交通组织混乱，容易发生交通事故。本项目的实施将从根本上改变该区域道路拥堵的现状，将钱塘江两岸的杭州经济
3、技术开发区、大江东新城区块紧密联系在一起。项目地理位置示意图2.萧山油库输油管道概况萧山油库为省内储油量最大的一座油库，也是杭州萧山机场的配套设施。油库石油管线连接镇海炼化厂和萧山南阳，途经6个县、市、区，总长1534公里。其中石油管线在下沙互通区域，管位为东西走向，管线在穿越下沙互通区后，沿着现状下沙收费站边线往西至文汇路。石油管线在穿越文汇路后，沿德胜东路往东至江东大桥，同时部分石油管道已埋设在德胜东路行车道下。萧山油库输油管道是2001年3月开工建设，于2002年7月完成全线辅设，全长42Km，年最大输送量为105万吨，采用目前国际通用的常温、顺序、密闭输送工艺，2003年6月4日正式投
4、用一次成功。管道直径273mm，壁厚5.6 mm，设计压力2.5MPa，管线材质为高频直缝电阻焊钢管，管道防腐采用加强级溶结环氧粉末涂层。现状石油管线走向示意图3.石油管线保护措施设计本项目主线部分桥墩及C匝道部分桥墩在今后实施时，对现状石油管有一定的影响。本项目管道保护方案由杭州市交通规划设计研究院设计，根据工程实际情况，对石油管线提出以下方案：保证现状管线不变，通过对桥梁桩基位置进行调整。调整后管道与拟建桥梁桩基最小距离不小于5米。1)保护管段一（现状下沙收费站至文汇路（文海路）段）该路段涉及主线总长约200米，涉及工程主线桥0号台、15号墩。由于该路段现状石油管道覆土深度较浅为1.33.
5、5m(SY3SY6)。该路段采用对主线桩基进行调整，确保桩基与石油管线有5米净距，同时根据桥面标高情况，对该路段采用承台接盖梁的形式。桥墩与输油管道关系（保护管段一）名称管道与临近左侧桥墩净距（m）管道与临近右侧桥墩净距（m）管道埋深（ m）主线桥1号墩5.28.6531.30主线桥2号墩6.75.23.10主线桥3号墩5.25.3372.96主线桥4号墩5.26.0373.56主线桥5号墩5.2无3.56图2-6石油管线保护平面图（管段一）2)保护管段二（文汇路（文海路）至互通收费站段）该路段涉及E匝道总长约190米。该路段现状石油管道覆土深度较浅为3.03.5m(SY14SY17)。而E匝
6、道为路基段，因而对于该路段的油管采用钢筋砼盖板型式进行保护处理（保护方案图纸见附图）。该段管道部分原已位于德胜东路路基下方，是否已有做过保护。 图2-7保护管段二所在位置照片图2-8石油管线保护平面图（管段二）3.4.3保护管段三（文淙路至文澜路（云涛路）段）该路段涉及C匝道总长约100米，涉及本工程C匝道1号桥69号墩。该路段现状石油管道覆土深度较深为7.59.4m(SY23SY25)。而C匝道1号桥承台地梁高为3.5米，因而该段地梁可埋置于地下。保护方案设计考虑到挖机对石油管线的影响，建议对地梁最下层的0.5米采用人工挖掘，以避免对石油造成扰动。表3-2 桥墩与输油管道关系（保护管段三）名
7、称管道与临近左侧桥墩净距（m）管道与临近右侧桥墩净距（m）管道埋深（ m）C匝道1号桥5号墩5.2无7.50C匝道1号桥6号墩5.25.27.50C匝道1号桥7号墩5.25.27.85C匝道1号桥8号墩5.25.27.85C匝道1号桥9号墩5.25.27.85图2-9保护管段三所在位置照片图210石油管线保护平面图（管段三）3)交通情况4)石油管道保护施工特点及难点三、施工组织及施工准备1.目标2.组织机构3.施工便道4.施工用水、用电四、施工总体计划五、主要工程的施工方案方法、措施1.管线测量定位2.结构物测量定位3.承台接盖梁保护路段施工方法4.盖板涵保护路段施工方法5.地梁保护路段施工方
8、法六、安全措施七、应急措施图2-1 地理位置图1)杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程实施前现状图2-2 区域现状图（一）图2-3 区域现状图（二）2) 高速公路建设规模本项目“高速公路”推荐方案主线总长6.432km，工程总造价为130902.85万元（含贷款利息6811.30万元）。含已建江东大桥费用18.96亿元后本工程总造价为320502.85万元，平均每公里造价为49844.92万元。图2-4 规划高速公路位置示意图3.2萧山油库输油管道概况萧山油库为省内储油量最大的一座油库，也是杭州萧山机场的配套设施。油库石油管线连接镇海炼化厂和萧山南阳，途经6个县、市、区，总长1534公里。其
9、中石油管线在下沙互通区域，管位为东西走向，管线在穿越下沙互通区后，沿着现状下沙收费站边线往西至文汇路。石油管线在穿越文汇路后，沿德胜东路往东至江东大桥，同时部分石油管道已埋设在德胜东路行车道下。萧山油库输油管道是2001年3月开工建设，于2002年7月完成全线辅设，全长42Km，年最大输送量为105万吨，采用目前国际通用的常温、顺序、密闭输送工艺，2003年6月4日正式投用一次成功。管道直径273mm，壁厚5.6 mm，设计压力2.5MPa，管线材质为高频直缝电阻焊钢管，管道防腐采用加强级溶结环氧粉末涂层。成品油管道取得了浙江省安全生产监督管理局核发的安全生产许可证：证号原管道设计时，地区等级
10、：三级地区还是四级地区？区域影响段管道所处两端阀室情况：两个阀室间的间距？输送油品种类：油品输送工艺：3.4管道保护设计方案3.5管道保护施工方案3.5.1组织管理和调查项目部成立石油、天然气等管线保护领导小组，由项目经理担任组长，总工和副经理担任副组长，安全员、测量员、施工员等与管线附近施工有关的人员为成员，全方位全过程监控管线的安全情况，及时汇报与汇总，随时掌握管线附近的施工情况及土体的扰动情况，对管线埋设较浅而施工影响相对较大的地方埋设位移观测点，动态观测土体的变形情况，以便采取相应的施工对策。工程开工前，针对设计提供的管线探测坐标，用人工开挖探沟，核对管线坐标的真实误差情况，若误差较大
11、，且不满足最小保护距离时，及时向业主和有关部门报告。3.5.2挖掘机、压路机施工保护措施石油管线位于路基内清表时，先用警示桩和灰线标出管线的位置，距管线5米范围内采用人工清表，压路机碾压时若管顶填土厚度不足规定保护层厚度时，不准碾压，当达到保护层厚度后采用静压，避免振动压路机对土体的扰动。石油管线位于桩基附近，首先用警示桩和灰线标出管线的具体位置，承台开挖时，挖掘机作业尽量离开管线，当开挖深度低于管线不多时，靠管线一侧采用打设钢板桩支挡，当开挖深度低于管线较多时，采用钢板套箱围防，防止土体坍陷而扰动石油管道。基坑开挖的土方不要放置在管道的上方及附近，施工后基坑及时回填，尽量保持原来的地基应力状
12、态。3.5.3钻机、吊机施工保护措施本工程采用旋挖钻和回旋钻成孔，钻机摆放时背离管道方向，管道附近钻孔时稍微加大孔内的泥浆比重，防止坍孔对管道的影响。旋挖钻机自身较重，施工时需要跨越石油管线时，当埋深较浅的采用铺设钢板通过。吊机吊装工作时，轮胎和支腿作用点远离管线部位。3.5.4盖板式保护施工措施石油管线位于路基采用盖板式保护的路段，施工时需开挖二侧的墙身基坑，距石油管顶50cm以上的土体采用挖掘机开挖，剩下的采用人工开挖，保证施工时不扰动管道周围的土体。3.5.5管线破坏事故的应急预案项目部专门成立安全事故应急预案小组，提前进行演练。一旦施工期间发生石油管线的破坏事故，立即启动应急预案系统，
13、有关人员立即在破裂管线周围构筑临时性围堰，以限制和缩小油料泄漏可能对周围环境的影响，尽可能地减小损失，同时立即向业主、管线监护人员等有关部门报告，及时抢修。在抢修队伍赶到前，施工现场停止可能继续造成石油管线安全的作业活动，现场禁止明火的使用，指派专人保护好现场，避免由于事故发生而影响周围社区的正常生活及道路交通安全。3.6沿线自然条件1）地理位置工程区域全部位杭州市下沙经济开发区。2）气象条件工程所在区域属于亚热带季风区，气候温暖湿润，四季分明。多年平均气温15.5，平均降水量1411.2mm，一年中有两个多雨期，一般是6月上旬至7月上旬的梅雨期和8-9月份的台风雨期。平均蒸发量1278mm，
14、相对湿度78%，常年主导风向为东风，年平均风速为2.7m/s。全年无霜期为245天左右，初雪一般出现在12月下旬，终雪在次年三月下旬，雾季多发生在深秋初冬时节。3）地形地貌工程地区为滨海相沉积平原地貌， 沿线主要为现有道路（德胜东路）和绿化用地。4）交通条件工程地区有德胜东路、文汇路等众多市政道路，交通条件比较便利。4危险性分析4.1 物质的危险有害特性该输油管道输送货种主要为成品油（汽油和柴油）。表41列出了这种物质的主要理化特性。详细理化特性见附表。表41 主要储运货种的理化特性名称熔 点沸 点闪点自燃点爆炸极限(%)水溶性比重汽油-6040200-50 -434154301.36.0不易
15、溶0.70.79柴油-18282338553503800.55.0不易溶0.870.9根据以上物质特性、危险危害性质的分析，可以发现危险特性主要表现在以下几方面：1)易燃性根据石油化工企业设计防火规范（GB5016092）（1999年版）关于可燃液体火灾危险性的划分（见表42），该输油管道输送货种具有较高的火灾危险性，其等级见表43。该输油管道输送油品均属于易燃、可燃性物质，同时又都有易蒸发的特点，其蒸发的气体常常在作业场所或仓储场地弥漫、扩散或在低洼处聚积，在空气中只需较小的点燃能量就会闪光燃烧，因此油品的火灾危险性不容忽视。表42 液化烃、可燃液体的火灾危险性分类类 别名 称特 征甲A液化
16、烃15时的蒸气压力0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体B可燃液体甲A类以外，闪点28乙A闪点28至45B闪点45至60丙A闪点60至120B闪点120表43 主要储运货种火灾危险性等级主要储运货种0#轻柴油汽油危险性等级乙B甲B2)易爆性油品的蒸气与空气组成混合气体，其浓度处于一定范围时，遇火即发生爆炸。爆炸浓度极限范围愈宽，爆炸下限浓度越低，该物质爆炸危险性越大。从表41可以看到，油品爆炸范围较宽，爆炸下限浓度值较低，泄漏或蒸发出的油品蒸气很容易达到爆炸下限浓度，因此，该项目须重视油品的泄漏和爆炸性蒸气的产生与积聚，以防止火灾爆炸事故的发生。3)挥发性输油管道输送的油品都具有较大的蒸气压，
17、蒸气压越大，挥发性越大，表明该物质较容易产生燃烧或爆炸所需要的蒸气浓度，因而火灾爆炸危险性也越大。此外，蒸气压大的物质，对温度变化更为敏感，温度升高，蒸气压迅速增大，因此，盛装该类物品的容器，较容易发生胀裂。4)静电荷积聚性当油品沿着管道流动时，与管壁的摩擦会产生静电，且不易消除。静电的危害主要是静电放电，如果静电放电产生的电火花能量达到或大于油品蒸气的最小点火能量，且油品蒸气浓度正处在爆炸极限范围内时，就会立即引起燃烧和爆炸。5)易扩散、流淌性输油管道输送的油品粘度较小,泄漏后很易流淌扩散。随着流淌面积的扩大，油品蒸发速度加快，油品蒸气与空气混合后，遇点火源，极易发生燃烧与爆炸事故。输油管道
18、输送的油品的蒸气密度比空气大，泄漏物质挥发的蒸气容易滞留在地表、水沟、下水道及凹坑等低洼处，并且贴地面流向远处，往往在预想不到的地方遇火而引起火灾。国内外均发生过泄漏液体沿排水沟扩散遇明火燃烧爆炸的恶性事故。6)热膨胀性油品的体积是随着温度的增高而膨胀的，所以输油管道如果靠近高温源，油品受热膨胀造成容器的膨胀。若在着火现场附近，油品受到火焰辐射的高热时，如不及时冷却，可能因膨胀爆裂增加火势，扩大灾害范围。7）毒害性输油管道输送的油品容易挥发出对人体有害的气体，如发生泄漏，人员吸入挥发气体均会造成对人体的损害，甚至发生急性中毒。作业场所容许浓度见表4-4。表4-4 作业场所容许浓度mg/m3物料
19、名称时间加权平均容许浓度短时间接触容许浓度汽油300450柴油3004508）忌接触氧化剂、强酸可燃液体遇强酸(如浓硫酸等)和氧化剂（如铬酸、高锰酸钾等）会剧烈反应而自行燃烧。因此，在涉及相关油品区域，应注意与强酸或氧化剂的有效隔离。4.2输油管道泄漏事故分析对在役输油管道由于历史、技术、建设和运行等诸多原因，加之城镇发展建设活动对输油管道的侵扰，使得输送成品油的压力管道发生泄漏、爆管等危险事故的几率增大。在成品油的输送过程中若发生泄漏，当成品油蒸汽与空气混合达到燃烧爆炸极限时，一旦遇到火源，就会发生火灾甚至爆炸，造成人员伤亡和严重的财产损失。管线外部腐蚀、第三方活动、管道缺陷、焊缝缺陷、各种
20、机械失效、建造原因、地层变化为管道失效事故的主要原因，其中最主要的原因是管线外部腐蚀、第三方活动、管道缺陷、焊缝缺陷。第三方活动造成的国内管道失效占较大比例。 4.3区域危险有害因素识别事故是危险源与隐患共同作用的结果，从这一点出发，可以从事故分析来识别引起事故发生的危险源与能量载体。国家标准企业职工伤亡事故分类（GB6441-1986）中明确了20种事故类别，即物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触电、淹溺、灼烫、火灾、高处坠落、坍塌、冒顶片帮、透水、放炮、火药爆炸、瓦斯爆炸、锅炉爆炸、容器爆炸、其他爆炸、中毒窒息和其他伤害。4.4.1火灾爆炸火灾、爆炸必须同时具备三个条件或要素，即可燃
21、物、助燃剂（空气中的氧气等）、引燃或引爆能量。拟建的杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程（含管道保护施工）安全管理不规范，管道保护措施不到位等情况下，已导致输油管道破裂，引起成品油泄漏； 易燃易爆物质泄漏遇引燃引爆能(明火、电气火花、车辆排气管喷出的火星、静电火花等)就会产生火灾爆炸事故，而且会以泄漏处为源头，迅速扩大影响至周边区域。4.4.1.1输油管道管道泄漏因素分析1）在管道上方筑路在管道上方筑路不征求输油管道部门的意见，对输油管道未采取任何保护措施，就将输油管道压在公路下面或紧靠管道修建公路，不断酿成事故。拟建的杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程（含管道保护施工）建设和运行过程中
22、施工区域人员、车辆等活动频繁，如果原有管道强度不能满足增加承压载荷、交叉关系区域输油管道不采取保护措施，易发生输油管道受压破裂泄漏。2）区域管道走向勘查不清拟建的杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程（含管道保护施工）施工前未对工程区域的地下输油管道探测及地形勘测，未对地下输油管道精确定位；施工单位不具备施工资质，野蛮开挖、野蛮实施管道保护等，易发生输油管道破损事故。工程施工前应根据地下输油管道的初步走向基础上进行精确探测定位；管道保护施工单位应具备管道施工资质，有条件的情况下宜选择原管道施工单位。3）施工质量问题施工单位技术水平较低、管理又混乱、没有建设经验，或者施工单位违章施工、违规分包、
23、不按设计图纸和施工方案要求施工，都会对施工质量造成严重问题。尤其是施工过程中未严格落实安全检查和协调；未明确已建地下输油管道位置野蛮开挖作业。4）疲劳失效工程与地下输油管道交叉关系区域道路处由于重型车辆（施工车辆、运输车辆等）通过引起共振，导致地基振动产生管道振动，从而引起交变应力。5）管道腐蚀拟建的杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程（含管道保护施工）的废水排污系统不良，导致废水（可能存在酸性物质）渗透至地下，引起地下输油管道腐蚀，从而引发地下输油管道破损事故。管道保护施工作业过程中野蛮开挖，损坏管道的外防腐层，进而导致管道运行工程的腐蚀破损。6）安全管理不规范区域施工和运行过程中（尤其是
24、交叉作业）未指定专职安全管理人员进行安全检查和协调；输油管道安全巡检及隐患治理不及时。7）其他因素在管道附近进行取土，在管道未做保护的前提下，在其上通行方施工车辆，将直接破坏管道，引起管道弯曲、变形甚至断裂。在管道附近空地甚至管道上种植深根植物，深根植物的树系很容易过达到管道处。因此深根植物的根系将缠绕、挤压，损坏管道的防腐覆盖层，造成管道防腐失效。同时，植物的根系实际是一个复杂的微生态系统，地下植物的根际生物体以根分泌物为媒介与周边土壤、其它植物根系等相互作用，将有可能影响土壤类型，从而影响管道的防腐性。4.4.1.2火源分析火灾、爆炸必须同时具备三个条件或要素，即可燃物、助燃剂、引燃或引爆
25、能量。因此，控制点火源的产生意义重大。项目区域内可能产生的火源有：1）明火施工过程中电气割、焊火花、人员吸烟、明火取暖等。区域车辆排气管喷出的火星。其他未经审批的违章作业动火等。2）静电火花油品在管道中流动。人体带的静电。穿、脱化纤衣服。形成孤立导体等。3）碰撞和摩擦火花用铁制工具开启孔口、取样或搬运时相互撞击产生火花；外来飞射物打击或交通工具碰撞产生火花。4）电气火花主要电气设备如输电设备、线路、照明设备发生短路、漏电、接地、过负荷等故障，产生电弧、电火花、高热。防爆区域内电气设备防爆等级不足，设备极地不良等。5）违规操作4.4.2坍塌坍塌事故是指物体在外力的作用下，超过自身的强度极限或因结
26、构稳定性破坏而造成的事故。拟建工程如果桩基不牢固、违章操作、地质灾害、自然灾害等原因，超过桩基自身强度或因结构稳定性破坏，堆载超载，均有可能造成坍塌事故。4.4.3车辆伤害车辆伤害是由动能引起的，而促发这一能量非正常释放的因素主要有人、车辆、道路及其它因素条件。拟建程施工及运行过程中涉及使用较多工程机械车辆、运输车辆、维修车辆等，区域易产生交通拥堵现象，若道路未设置明显的限速标志、道路通行标志、安全警告、警示标志，则施工及运行过程中易发生各类车辆伤害事故。4.4.4机械伤害拟建工程施工和运行过程中运转设备若存在安全管理方面的缺陷，若缺乏良好的防护设施，若没有配备和正确穿戴必需的劳动防护用品，也
27、可能造成机械伤害。4.4.5起重伤害施工过程中涉及到起重作业，若遇起重机械故障、防护设施失效，人员若没有配备和正确穿戴必需的劳动防护用品，起重作业人员未经培训上岗或未严格落实起重作业规程作业等原因，也可能造成起重伤害。拟建工程在起重作业过程中导致起重伤害的主要原因有： 1）超负荷起吊重物、斜拉斜吊、吊重下站人或有人穿越、吊重捆扎不可靠或未使用专用吊具、起吊重物超距离导致力矩超限等；2）缓冲器损坏、吊钩损坏、各限位开关损坏、制动器损坏、力矩限制器损坏、起重量限制器损坏等；3）指挥失误、操作失误、作业人员未经培训上岗、通讯器材损坏导致通讯不清或中断导致司机误操作、吊物移动未控制好，发生碰撞；4）起
28、重机钢丝绳维护不良，磨损超限未及时更换；5）日常检查不到位或检查过程中存在缺漏项，未及时按要求报监督检验机构进行检验；6）检修作业时无安全监护人员或无警示牌。操作及维修人员未按规定穿戴安全防护用品；7）起重机的基础设计不合理或施工不当造成基础不牢固，起重机运行一段时间后因基础坍塌而使得起重机倾覆；8）起重机长期过载运行，基础结构稳定性被破坏导致起重机倾覆。4.4.6高处坠落按照有关规定，凡是高度在2m以上的作业均属高处作业。高处作业如果防护栏杆、平台的设计、制造、保养有缺陷、容易在走动或攀登时清倒造成高处坠落等伤害；作业人员的位置或姿势不对，由于重力势能差引起的坠落事故；高空作业人员未按规定佩
29、戴安全带，违反作业操作规程，高空作业用长梯、跳板不用绳索固定，跳板的规格、质地不符合规范要求，高空作业人员思想麻痹等个人行为因素也易造成高处坠落事故的发生。4.4.7触电拟建工程施工运行过程中涉及电源接电（含临时电源）、电气设备接线安装等电气作业，若因电气作业人员未具备电工作业资质、电气设备开关本体缺陷、接地缺陷、防护设施缺陷、操作失误、违章作业等有可能发生触电事故。4.4.8中毒窒息GB6441-86企业伤亡事故分类中的中毒指的是急性中毒或中毒性窒息。输油管道输送的油品容易挥发出对人体有害的气体，如发生泄漏，人员吸入挥发气体均会造成对人体的损害，甚至发生急性中毒。4.4.9小结根据上述分析，
30、杭州绕城下沙互通至江东大桥高速公路工程可能发生的各类伤亡事故的能量源和能量载体见下表。表45 可能发生的伤亡事故类型与能量源事故类型能量源能量载体备注火灾爆炸输油管道泄漏的油蒸汽； 火焰、冲击波、烟气施工过程中运行过程中坍塌边坡势能边坡施工过程中运行过程中车辆伤害项目施工和运行过程中的工程机械车辆、运输车辆、维修车辆等运动的车辆施工过程中运行过程中机械伤害施工和运行中的机械驱动装置机械的运动部分、人体施工过程中运行过程中起重伤害施工中起重设备和被吊起的重物起重设备、落下的重物施工过程中运行过程中高处坠落2m以上人体势能人体施工过程中运行过程中触电电源装置（电焊机、照明灯具等电气设备的连接、接地不良）带电体、跨步电压区域施工过程中运行过程中中毒窒息输油管道泄漏的成品油挥发气体成品油蒸汽施工过程中运行过程中注：拟建工程施工和运行中
