关于《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424的修订建议

关于《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424的修订建议

张俊卿1，丁爱华2*，许军1

1.唐山市中宇科技发展有限公司/唐山市地下管道定位检测技术创新中心 河北 唐山063000；2.唐山学院智能与信息工程学院 河北 唐山 063000

摘  要：针对现行国家标准GB 50424-2015《油气输送管道穿越工程施工规范》存在的不足，提出增加和修改建议。建议更改规范名称和适用范围，增加关于定向钻进法敷设管线进行竣工测量和第三方检测的要求，执行PE管穿越弹性敷设曲率半径的施工规范，目标管段回拖处理方式的描述。同时建议修改穿越管段曲线长度计算法，出土角的范围，导向孔的第一孔段及最终孔段长度的要求，导向孔钻进、钻杆折角的规定和式样，其中部分修改建议辅以案例。8点建议在规范再次修订工作中具有参考价值。

关键词：管道穿越工程；GB50424；定向钻进法敷设管；穿越管段曲线长度计算

前言

现行国家标准《油气输送管道穿越工程施工规范》（GB 50424-2015），是根据住房和城乡建设部的要求[1]，在《油气输送管道穿越工程施工规范》GB 50424-2007 的基础上修订而成，至今已5年有余。结合市政建设工程对定向钻穿越施工依赖程度的大幅增加及定向钻施工市场的无序发展现状，在普遍遵从国家标准《油气输送管道穿越工程施工规范》GB-50424和建设方、监理方及政府质量监督部门的监管下，依然出现了诸多触目惊心的安全事故和事故隐患，造成了人民生命财产的重大损失及社会不稳定。

唐山中宇科技公司从事城市市政管线高技术行业-定向钻管线敷设施工20余年，凭借10余年对国家标准《油气输送管道穿越工程施工规范》GB-50424使用理解，在总结多年的施工和技术创新经验的基础上，就《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424在指导施工过程中存在的不足，提出了修订工作的一些建设性意见和建议，供商榷。

1 增加条款

1.1 现有规范名称的修改

扩大规范使用范围，建议将《油气输送管道穿越工程施工规范》名称更名为《油气及市政输送管道穿越工程施工规范》，并在标准第1章总则 1.0条第1款中明确本标准适用市政各种管道穿越工程的描述。

1.2增加竣工测量和第三方检测工序

建议在第十四章工程交工验收部分增加使用最新技术手段对定向钻进法敷设管线进行竣工测量和第三方检测的描述，目的是既便于检测检验工程验收，又同时为国家大力提倡的智慧城市智慧管道管理提供精准的地理坐标信息。

随着定向钻施工市场的膨胀发展，这部单一针对油气输送管道的法律条文因只是参照执行和标准条文，缺乏有效检测验收手段，致使定向钻施工市场有效监管严重缺失，致使一些不法建筑商家使用造假导向记录数据作为竣工验收依据和建设档案存档，造成城市地下管线建设与管理滞后于城市建设的总体水平。地下管线施工、运营和维护过程中各类事故时有发生，造成了严重的经济损失。据《2020年全国地下管线事故分析报告》[7]显示，2019年10月至2020年9月，共收集到地下管线相关事故1008起，较2018年10月至2019年9月增加570起，增长率为130.14%。面对全国地下管道惊人的事故统计数据和暗藏的无数事故隐患，国务院办公厅《指导意见》和住建部等五部局部署反复强调：建立地下管线综合管理信息系统应与数字化城市管理系统、智慧城市相融合。

2 修改条款

2.1 修改定向钻施工弹性敷设管道曲率半径重要指标规定为强制指标

不合格工程是绝对要杜绝的，弹性敷设地下管道曲率半径指标涉及质量合格与否，此指标超标必然会产生严重的应力腐蚀，使得地下管道焊口在寿命周期内提前不定时断裂泄漏，尤其是传输高危天然气管道的泄漏爆炸，严重涉及人民生命财产安全；原国家标准GB50424规定的弹性敷设管道曲率半径1200D指标本身就是属于红线指标，故此应该规定为强制指标；国家全文强制标准《管道穿越跨越通用规范》（征求意见稿）已经纳入强制指标。

2.2将导向曲线设计方法由原有的两段弧管道穿越修改为三段弧管道穿越

穿越管段曲线长度计算及定向钻穿越路曲线设计，由原规范第6章定向钻法穿越施工6.1条第7款导向孔穿越长度公式 中的2段曲线设计法（如图1）建议改为3段曲线设计法（如图b）。

（1）原传统的两段弧设计管道穿越段曲线示意图及公式：

图1　管道穿越段曲线示意图

Fig. 1 Curve diagram of pipeline crossing section

A、B、D、E、G、H—各节点； C、F—曲线段两端切线交点。

L=L1+A1+L2+A2+L3         (6.1.7-1)

A1=π×R×β/180             (6.1.7-2)

A2=π×R×α/180             (6.1.7-3)

式中：

L—穿越管段曲线长度（m)；

L1—出土端直线段长度（m)；

L2—底部直线段长度（m)；

L3—入土端直线段长度（m）；

R—曲率半径（m);

α—入土角（°）；

β—出土角（°）；

A1 —出土端曲线段长度（m)；

A2—入土端曲线段长度（m)；

（2）建议使用三段弧管道穿越段曲线示意图（如图2）及公式：

图2管道穿越段曲线示意图

Fig. 2 Curve diagram of pipeline crossing section

A、B、C、D、E、F、G、H—各节点；I、J、K—曲线段两端切线交点。

L=L1+A1+L2+A2+L3+A3+L4； 

A1=π·R1·α/180；        

A2=π·R2·β/180；      

A3=π·R3·β1/180；      

β2=β-β1；              

式中：

L—穿越管段曲线长度（m）；

L1—入土端直线段长度（m）；

A1—入土端曲线段长度（m）；

L2—直线水平段长度（m）；

A2—出土端第一曲线段长度（m）；

L3—出土端第一段直线段长度（m）；

A3—出土端第二曲线段长度（m）；

L4—出土端第二段直线段长度（m）；

R1、R2、R3—曲率半径＞1200D（宜≥1500D）；

α—入土角（°）；

β2—出土角（°）；

β—出土端第一段曲线钻杆角度（°）；

β1—出土端第二段曲线钻杆角度（°）。

（3）三段弧管道穿越段设计导向曲线案例及核算

案例：某部队燃气工程穿越机场快速路工程中，穿越管径DN200，要求管道设计埋深4.5 m，最大设计埋深9m。使用三段弧管道穿越段曲线计算公式，曲率半径1500D、出钻角度4.15°最为经济合理且可操作性强（如图3所示）。

图3 某部队燃气工程穿越机场快速路工程示意图

Fig.3 Schematic diagram of a military gas project crossing the airport expressway

核算：以DN500钢管定向钻穿越为例。拉管管头埋深2米，在满足弹性敷设曲率半径不小于1200D、出钻角度不小于4°的条件下，当穿越埋深20米时，采用三段弧管道穿越法可实现最小极限穿越距离333m，而使用传统的两段弧设计法最小极限施工穿越距离增加了96m，两段弧设计法比三段弧管道穿越法穿越工程量增加29%。当穿越埋深12米时，用三段弧管道穿越法可实现最小极限穿越距离243米，而使用传统的两段弧设计法最小极限施工穿越距离277米，两段弧设法比三段弧管道穿越法穿越工程量增加14%。当在定向钻法穿越较大管径或较大埋深或较复杂地下管线和构筑物时的某些特定情况下，使用传统的两段弧设计法更是无法保证出土角度，无法确保管线敷设施工质量。由此可见，采用三段弧管道穿越法可大大提高经济性和可操作性（如图4所示）。

参考文献：

[1] 关于印发 2013 年工程建设标准规范制订修订计划的通知. 中华人民共和国住房和城乡建设部. http://www.mohurd.gov.cn/wjfb/201301/t20130130_212728.html . 2021

Notice on printing and distributing the revision plan for the formulation of engineering construction standards and specifications in 2013. Ministry of housing and urban rural development of the people's Republic of China http://www.mohurd.gov.cn/wjfb/201301/t20130130_ 212728.html . 2021

[2]国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见. 国务院办公厅. http://www.gov.cn/zhengce/content/2014-06/14/content_8883.htm. 2021

Guidance of the general office of the State Council on strengthening the construction and management of urban underground pipelines. General Office of the State Council http://www.gov.cn/zhengce/content/2014-06/14/content_ 8883.htm. 2021

[3]孙彬. 打造保障城市运行的安全"生命线"——国务院有关部门负责人及专家解读《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》[J]. 中国勘察设计, 2014(7):13-15.

SUN Bin. Building a safe "lifeline" to ensure urban operation -- Interpretation of the guiding opinions on strengthening the construction and management of urban underground pipelines by heads of relevant departments of the State Council and experts [J]. China Engineering Consulting 2014 (7): 13-15

[4] 吴学明, 高才坤, 姚伟,等. 城市三维管网运维管理与预警智能系统研发与应用[J]. 云南大学学报(自然科学版), 2017, v.39(S2):355-361.

WU Xueming, GAO Caikun, YAO Wei et al. Development and application of the three dimensional operation and maintenance management and early warning intelligent system for urban pipe network[J]. Journal of Yunnan University, 2017, v.39(S2):355-361.

[5] GB 50424-2015, 油气输送管道穿越工程施工规范[S].北京:中国计划出版社 ,2015.

GB 50424-2015,Code for construction of oil and gas transmission pipeline crossing engineering[S].Beijing: China Planning Press, 2015.

基金项目：河北省建设科技研究计划项目（编号：2019-05-12）“非开挖地下管道惯性定位检测测量网络平台软件”。唐山市科技局2019 研发平台培育项目“唐山市地下管道定位检测技术创新中心”（编号：2019TC0017A）。唐山市智能传感与测控技术基础创新团队（20130208D ）。

作者简介：张俊卿，男，1959年生，工程师，1982年毕业于河北机电学院学校机械制造工艺及设备专业，现从事非开挖管道施工专业方向的研究工作。地址：唐山市路北区清科园311楼14号，邮编063000。

通讯作者：丁爱华，女，1978年生，教授，主要研究方向为检测技术与自动化装置。地址：唐山市大学西道9号，邮编063000。