許田田

中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院 湖北 武漢 43000

石油化工埋地給排水管道設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際需求，在確保用水體系穩(wěn)定性的同時(shí)控制各種安全質(zhì)量問題，還要保證管道系統(tǒng)布設(shè)的科學(xué)性，盡可能避免管道碰撞等問題，從源頭上規(guī)避安全事故的發(fā)生。

1 設(shè)計(jì)中的常見問題

1.1 設(shè)計(jì)成本的過度壓縮

初期立項(xiàng)時(shí)，很多企業(yè)會(huì)優(yōu)先考慮經(jīng)濟(jì)效益及時(shí)間需求，進(jìn)而控制項(xiàng)目投資，壓縮成本。也有部分企業(yè)會(huì)聘請(qǐng)非專業(yè)的設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)埋地給排水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這一做法不僅無法保障給排水管線的設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且會(huì)給后續(xù)的施工、維護(hù)保養(yǎng)等工作帶來種種隱患，甚至發(fā)生事故，不利于企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

1.2 管材及型號(hào)的選擇不合理

在埋地給排水設(shè)計(jì)期間，應(yīng)根據(jù)具體實(shí)際情況進(jìn)行管材及管道型號(hào)的選擇。若對(duì)管道的型號(hào)不夠了解，在管道材料的選擇方面沒能考慮到石油化工的加工標(biāo)準(zhǔn)，可能造成后續(xù)管道連接密封性不足等質(zhì)量問題。在管道焊接期間，若管徑和壁厚兩種參數(shù)不相符，可能造成后續(xù)運(yùn)行中管道過渡存在阻塞、液體泄露等問題。

1.3 施工現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)措施不到位

結(jié)合石油化工埋地給排水管道的施工過程來看，部分施工人員存在現(xiàn)場(chǎng)安全意識(shí)薄弱的問題，有的施工現(xiàn)場(chǎng)沒有設(shè)立有效的警示標(biāo)語。部分已初步完成的施工段，管道的附屬構(gòu)筑物也經(jīng)常出現(xiàn)檢查井缺失井蓋、雨水口未設(shè)置遮擋等問題。在實(shí)際施工中，有的施工單位忽視設(shè)計(jì)要求，擅自對(duì)管道基礎(chǔ)偷工減料，以次充好；放坡開挖時(shí)未采用設(shè)計(jì)坡度，以及無周邊保護(hù)措施等問題，可能導(dǎo)致管道標(biāo)高與設(shè)計(jì)相差較大，排水水力條件差等問題。在后期運(yùn)維中，更是極易出現(xiàn)管道堵塞、滲漏等問題[1]。

2 應(yīng)對(duì)策略

2.1 管道布設(shè)

埋地管道布設(shè)是給排水管道設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵內(nèi)容之一，科學(xué)合理的管道平面布設(shè)能夠保證整體的有序性，規(guī)避管道間的碰撞問題。在設(shè)計(jì)期間需要把控好平面布設(shè)距離、管道間距、埋地鋪設(shè)深度等，確保埋地給排水管道設(shè)計(jì)的規(guī)范性。在管道設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況以及管道結(jié)構(gòu)特征設(shè)計(jì)好管道綜合布設(shè)方案。還要盡量降低施工過程對(duì)環(huán)境及地表建筑帶來的不利影響，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地理?xiàng)l件調(diào)整管道布局，盡量降低占地面積，提高土地資源利用率。一般來說，管道的縱向敷設(shè)需要采取一定的加固措施，通常在管線檢查井中增設(shè)重型鑄鐵井蓋，避免管道結(jié)構(gòu)受外部因素的影響。

2.2 給排水檢測(cè)表設(shè)計(jì)

在石油化工生產(chǎn)期間，石油和天然氣等都是主要原料，但這些原料本身都具有一定的危險(xiǎn)性，所以生產(chǎn)過程必須要控制好各項(xiàng)安全隱患。同時(shí)，石油化工生產(chǎn)具有明顯的連續(xù)性特征，不同環(huán)節(jié)采取的工藝與裝置又存在明顯差別，對(duì)供水量和水壓等都有不同要求。所以給排水系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)檢測(cè)表等裝置，為工作人員提供水量和水壓信息，減少供水不足對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來的影響。期間需要根據(jù)石油化工裝置的給排水特性，利用檢測(cè)表對(duì)管道的供水運(yùn)行過程實(shí)施監(jiān)控，以及時(shí)定位異常管段，快速、準(zhǔn)確地排除問題，以最快速度恢復(fù)管道的正常運(yùn)作。

2.3 管道覆土高度設(shè)計(jì)

埋地給排水管道的覆土高度也是影響管道設(shè)計(jì)效果的一大因素，在沒有其他要求的情況下，一般覆土高度不應(yīng)大于1m。若管道埋地過深，管道表面可能被地下水腐蝕，降低使用壽命。而如果管道埋深過淺，路面行駛重型車輛時(shí)管道可能會(huì)被破壞。但也要根據(jù)埋地給排水管道工程的現(xiàn)場(chǎng)情況來選擇具體的埋地深度，結(jié)合特殊要求進(jìn)行調(diào)整，減少后續(xù)管道維護(hù)的頻率[2]。

2.4 管道綜合布局控制

為保證管道設(shè)計(jì)能夠達(dá)到石油化工生產(chǎn)需求，管道綜合布局應(yīng)當(dāng)把控好以下幾點(diǎn)：

（1）管廊附加量的控制：根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)和施工基本要求確定附加余量，確保前后施工工序的有效連接；

（2）做好安全設(shè)置：根據(jù)已經(jīng)確定好的給排水管道設(shè)計(jì)方案，全方位考量系統(tǒng)后續(xù)運(yùn)行的要求，例如安全閥設(shè)計(jì)安裝位置的規(guī)范性等。

（3）夾套管設(shè)計(jì)：夾套管設(shè)計(jì)與施工決定了管道對(duì)接焊縫、管件彎頭間距等參數(shù)，所以做好夾套管設(shè)計(jì)至關(guān)重要。需要將質(zhì)量控制工作延伸到前期，包括夾套管的材料控制、工藝控制等，從根源上提高夾套管設(shè)計(jì)的規(guī)范性。

（4）消防管線設(shè)計(jì)：為保證管線綜合布局方案的可操作性，需要盡可能降低施工難度與返工次數(shù)，設(shè)計(jì)期間需要關(guān)注給排水管線中的消防管線。這些特殊的管線結(jié)構(gòu)需要做好防滲漏處理，提高管道綜合布局的穩(wěn)定性。

（5）管架設(shè)計(jì)：管架設(shè)計(jì)是否科學(xué)也會(huì)影響埋地給排水管道的運(yùn)行質(zhì)量。管架設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)盡量降低彈簧夾的設(shè)計(jì)數(shù)量，沿管道的走向進(jìn)行管線敷設(shè)，這樣不僅能有效控制管道安裝故障問題，而且可以控制成本投入。

2.5 控制閥的選擇

在選擇控制閥時(shí)，應(yīng)當(dāng)貫徹清污分流、污污分流的基本原則，裝置污染區(qū)和罐區(qū)都需要設(shè)計(jì)切換閥門，利用閥門切換實(shí)現(xiàn)前后期的雨水分流。一般來說，蝶閥的特征是尺寸小、重量輕、操作便利等。但在石油化工給排水管道設(shè)計(jì)中一般都選擇閘閥，原因在于流體中可能伴隨一些雜質(zhì)，若采用蝶閥可能會(huì)導(dǎo)致閥門關(guān)閉不嚴(yán)等問題。若廠中沒有獨(dú)立的后期雨水系統(tǒng)，裝置污染區(qū)的后期雨水可以作為清潔雨水。前15min 的初期雨水在進(jìn)入含油污水系統(tǒng)之后會(huì)關(guān)閉控制閥，打開圍堰中設(shè)計(jì)的插板閥門，后期雨水沿地表漫流到道路雨水邊溝。廠內(nèi)雨水總排出口要設(shè)計(jì)控制閥門，倘若發(fā)生石油泄漏問題，污染排水進(jìn)入廠內(nèi)清潔外排雨水溝后，可以及時(shí)關(guān)閉閥門，避免污染的進(jìn)一步擴(kuò)散[3]。

2.6 管道與井溝的防腐設(shè)計(jì)

結(jié)合《石油化工設(shè)備和管道涂料防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》（SHT 3022- 2019）中的要求，埋地管道外防腐可以選擇環(huán)氧煤瀝青漆、聚乙烯膠粘帶、石油瀝青漆等涂料。其中石油瀝青漆的成本較低，但需要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行加熱，可能會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境帶來污染，所以在很多場(chǎng)景下不再適用。聚乙烯膠粘帶防腐層的整體效果較好，但施工過程較為復(fù)雜、成本投入較大、補(bǔ)口操作難度高，因此沒有得到廣泛運(yùn)用。環(huán)氧煤瀝青防腐涂層的結(jié)構(gòu)成本相對(duì)較低，而且可以實(shí)現(xiàn)一次成膜，抗酸堿腐蝕效果好，施工過程也較為便利，所以石油化工企業(yè)在埋地給排水管道的防腐設(shè)計(jì)中一般會(huì)選擇環(huán)氧煤瀝青漆材料。另外，裝置和罐區(qū)污染區(qū)中設(shè)計(jì)的井、溝都要選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工，并且做好抗?jié)B處理；混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)當(dāng)大于等于P8，井溝表面刷水泥或滲透結(jié)晶型防水涂料，厚度需要達(dá)到1mm 以上。

2.7 管道接口設(shè)計(jì)

2.7.1 重力自流管道設(shè)計(jì)

首先，利用灰口鑄鐵材料，接口方法選擇承插接口，填料需要選擇不耐油橡膠圈，管道本身需要具備較強(qiáng)的耐腐蝕性；其次，盡可能避免應(yīng)用混凝土管道，因?yàn)榛炷凉艿缽?qiáng)度較差，埋地敷設(shè)后更容易被腐蝕；最后，在設(shè)計(jì)大口徑重力自流管道時(shí)，可以采用重型鋼筋混凝土作為排水管道材料，接口位置選擇鋼制套環(huán)[4]。

2.7.2 初后期雨水分流排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在石油化工生產(chǎn)中，對(duì)于水資源的需求量較大，污水排放或送到污水處理廠時(shí)，排水管道會(huì)承載較大的污水量，其中還會(huì)存在各種有毒有害的高污染物質(zhì)，所以需要特別關(guān)注運(yùn)輸安全問題。運(yùn)輸期間需要規(guī)避易燃易爆混合氣體進(jìn)入下水道，生產(chǎn)裝置區(qū)的污水管道需要在排水管網(wǎng)間增設(shè)水封井。因?yàn)樯a(chǎn)裝置區(qū)若在降雨環(huán)境下，地面沖洗的沖洗排水、初期雨水系統(tǒng)可能會(huì)遭受污染，這些污水若直接留到雨水管網(wǎng)中可能造成大規(guī)模環(huán)境污染問題。因此，初期污染雨水和后期清潔雨水需要進(jìn)行分流，被污染的雨水需要立即分流到污水處理系統(tǒng)中。分流排放初期污染雨水和后期清潔雨水可以按照生產(chǎn)裝置區(qū)的布設(shè)情況劃分為兩種模式：其一，若生產(chǎn)裝置污染區(qū)的分布較為零散，而且污染區(qū)域面積不大，可以通過手動(dòng)閥門切換來進(jìn)行分流；其二，若初期污染雨水量較大，那么設(shè)計(jì)期間可以加入雨水調(diào)節(jié)池，對(duì)初期和后期雨水進(jìn)行分流處理。為保證調(diào)節(jié)池可以正確分流，還需對(duì)調(diào)節(jié)池的容積進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算好初期降水量、污染雨水濃度、廢水排放水質(zhì)等參數(shù)。很多城市5min 的降水量可能達(dá)到15～30mm，因此在埋地給排水管道設(shè)計(jì)期間需要計(jì)算好調(diào)節(jié)池容積，包括溢流堰和調(diào)節(jié)池布設(shè)等[5]。

2.8 設(shè)計(jì)與施工的監(jiān)督檢測(cè)

在埋地給排水管道施工前，為提高設(shè)計(jì)效果，需要制定完善的質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)機(jī)制，針對(duì)給排水管道設(shè)計(jì)全過程實(shí)施監(jiān)督管理。在質(zhì)量監(jiān)督中，檢測(cè)人員需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況及管道設(shè)計(jì)方案檢測(cè)是否存在質(zhì)量或安全隱患。在正式施工作業(yè)期間，需要全方位落實(shí)質(zhì)量檢查工作，預(yù)估埋地給排水管道設(shè)計(jì)中可能存在的問題并制定對(duì)應(yīng)的預(yù)防方案，確保給排水管道設(shè)計(jì)質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

3 結(jié)語

埋地給排水管道是石油化工產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)谋匾浇椋ぎa(chǎn)業(yè)的發(fā)展也需要管道鋪設(shè)的支持，因此埋地給排水管道設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)全方位考量各項(xiàng)因素，不能漏掉任何細(xì)節(jié)，各方面設(shè)計(jì)都需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，在保證給排水管道設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)避免安全隱患，減少不必要的損失。