城市燃气管道更新改造工程常见问题及措施

赵越超, 李春德

(1.哈尔滨市燃气工程设计研究院有限责任公司, 黑龙江 哈尔滨 150016;2.哈尔滨中庆燃气有限责任公司, 黑龙江 哈尔滨 150016)

1 概述

作为城市基础设施的燃气管网,其安全稳定运行关系着千家万户的生命财产安全和城市生命线的平稳安定。一些大中型城市燃气管网运行多年后老化严重,原有设施配置水平不符合现行安全规定。为消除老旧燃气管网安全隐患、防范燃气事故发生,2022年国家密集出台老旧管道更新改造的要求。2022年5月10日国务院办公厅发布《城市燃气管道等老化更新改造实施方案(2022—2025年)》,2022年9月30日住房和城乡建设部办公厅、国家发展改革委办公厅联合发布《关于进一步明确城市燃气管道等老化更新改造工作要求的通知》。

《城市燃气管道等老化更新改造实施方案(2022—2025年)》(简称《方案》)提出了工作目标“在全面摸清城市燃气、供水、排水、供热等管道老化更新改造底数的基础上,马上规划部署,抓紧健全适应更新改造需要的政策体系和工作机制,加快开展城市燃气管道等老化更新改造工作,彻底消除安全隐患”。《方案》明确了更新改造对象,应为材质落后、使用年限较长、运行环境存在安全隐患、不符合相关标准规范的老化设施。

2022年7月12日黑龙江省人民政府办公厅发布《黑龙江省城市燃气管道等老化更新改造工作方案(2022—2025年)》,进一步明确了改造范围和责任分工等重点工作要求,结合2022年1月14日哈尔滨市住房和城乡建设局发布的《城镇燃气安全排查整治工作实施方案》,哈尔滨市开展了大规模的城市燃气更新改造工作。

哈尔滨市有逾80 a的管道燃气运行经历,1942年开始使用焦炉煤气,1990年开始局部地区使用天然气,1993年大面积使用鲁齐炉气化煤气,2009年全市燃气管网置换为天然气。现有城镇燃气输配管道3 233 km,居民用户191×104户,虽然每年逐步进行更新改造,但仍存在大量20 a以上老化管网,存在燃气设施超期服役、安全装置配置不全等问题。本文以哈尔滨市燃气改造为例,对中低压输配管网、室内管道、用户设施改造工程中存在的问题、面临的困难、技术方案进行探讨,提出实施中需关注的其他问题及控制措施。

2 改造工程存在问题、面临困难和技术方案

2.1 中低压输配管网

2.1.1存在问题

部分管道进行泄漏抢险后仍存在安全隐患,部分钢管及附件腐蚀严重,部分PE管因为质量问题出现砂眼现象(见图1),存在泄漏隐患。建、构筑物占压燃气管道,业主不配合进行拆除。

图1 PE管的砂眼

多年来陆续零散建设的工程,缺少统筹规划,管道设置及调压箱配置不合理,调压箱被圈占,不满足安全距离要求。管道阀门失灵、损坏、泄漏或阀井结构坍塌。

钢质管道阴极保护设施配置不全或者阴极保护系统已失效。线路标志信息不完善,路由不准确,给维修和抢险带来不便。

2.1.2面临困难

城镇地下管道经历多年分期建设与改造、路桥建设及管道迁移,在役管道与废弃管道并存,管线错综复杂,且基础资料不完善、不准确。有些区域由于地下水位高,无法满足埋深要求。

管道审批、会签涉及部门多,施工工期和进度受公安交警、城市管理、临街商户等多方面限制。燃气改造与老旧小区改造工程的墙体立面保温工程、其他专业管线改造工程、小区地面工程交叉作业,需协调工序。部分老旧小区改造工程已完工,而老旧燃气管道改造需再次进场,恢复费用高。

现有管网环状与枝状分布相结合,同时为改造区域和非改造区域供气,因此部分管道不能停气或只能夜间短暂停气。北方冬季严寒、土壤冻结,适宜的施工期短,因此增大了施工成本和难度。

2.1.3技术方案

做好前期调查工作,精细排查摸清基础信息,尽量利用原有路由,将新管道贴近或在原有管道上方直埋敷设,原有管道吹扫后拆除或两侧封堵废除;无法拆除占压管道的建构筑物时,新设部分管道连接原有管网。优化管网设置,原有管网输送人工煤气时管径大,随着城市逐步发展,很多分期建设的设施配置不合理,根据管网负荷重新进行水力计算,确定适宜走向及管径。选择适合的管材和阀门,DN 300 mm及以下规格采用PE管,DN 300 mm以上规格采用3层PE防腐结构焊接钢管。需改造的DN 300 mm及以下规格阀门的阀井,由钢制阀井改为PE直埋阀井;DN 300 mm以上规格阀门的阀井内,采用全通径、法兰连接的钢制球阀。

与相邻建构筑物以及其他管道无法满足安全距离时,采用增设套管、增加管壁厚度和提高防腐等级等技术措施,可以适当缩小安全距离。当地下无管位或地下水位高不具备浅埋条件时,无法埋地敷设的管道可沿邻近建筑外墙架空敷设,与门窗洞口保持安全距离,采用20#无缝钢管焊接连接。

根据用户的分布,重新整合配置调压设施。悬挂式调压箱内设置超压切断装置,不设安全放散装置;落地式调压箱内设置超压切断装置和安全放散装置;保证调压箱距门窗洞口和建筑物的安全距离;调压箱进、出口埋地管道采用20#无缝钢管。

为缺失阴极保护装置的中压钢质管道加装牺牲阳极。改造后的调压箱、架空敷设燃气管道设置防雷防静电接地装置。设置警示带、示踪线、路面标志等,与电子管网系统相结合定位地下管道。

尽量减少对现有用户停气影响的同时控制工程投资,结合实际采用带压不停输接支线或带压不停输封堵作业(见图2)。

图2 带压不停输封堵作业

2.2 室内管道

2.2.1存在问题

引入管钢塑转换接头检漏管缺失,防雷防静电设施安装不规范,引入管出现腐蚀,部分地下引入管腐蚀严重(见图3),引入管阀门设在不易操作的地下室、一层居民用户或商业用户室内。引入管敷设在密闭地下室时,地下室内没有任何安全监控措施。管道在穿楼板、灶台处腐蚀严重,出现分层起皮或腐蚀穿孔现象。

图3 地下引入管腐蚀严重

部分用户装修时私自改造房屋结构和管道位置,将管道迁移至卫生间等不应敷设的场所,或者在燃气管道上悬挂物品,个别用户在使用燃气的房间内居住。

随着近年来各项规范的更新和完善,部分原有管道的设置不符合现行规范的要求。

2.2.2面临困难

改造工程对用户装修会有一定破坏,管道在橱柜或吊棚内,绝大部分用户不配合拆除,或要求管道更换完毕后必须恢复装修原貌。

立管在灶台后、穿楼板处有橱柜,或与其他管道距离小等情况造成没有施工作业面,更换难度大。部分用户私改房屋结构和用途,厨房改成卫生间,导致燃气立管或支管位于卫生间内,用户不同意整改至卫生间外。地下室、一楼有燃气管道但不使用燃气,房主提出把燃气管道整体迁移至室外,个别底层商业用户不同意燃气管道施工,影响整个单元无法改造。少数用户家中长期无人居住,联系不上,无法施工。

2.2.3技术方案

引入管采用20#无缝钢管焊接连接,引入管阀门尽量从室内改至室外,引入处为地下室、非用气场所的,协调后具备条件的可沿建筑外墙敷设管道,引入管室外地上设球阀,设置阀门保护箱。引入管钢塑转换接头正上方设置燃气检漏管,检漏管与引入管贴邻敷设共用PE套管,端部引至地上固定于建筑物外墙上。改造后的引入管、架空敷设燃气管道设置防雷防静电接地装置。

最大限度减少对室内的破坏,原位更换立管、水平管及燃气表前后管道。为加快施工进度,立管、水平管采用焊接钢管焊接连接,燃气表前后管道采用焊接钢管螺纹连接,燃气表前设置螺纹铜球阀。穿墙及楼板处设套管,穿楼板和灶台处管道外加装热缩防腐套,延长燃气管的使用寿命。

燃气引入管、立管、水平干管不应设置在卫生间内,水平穿越卫生间的支管敷设在钢套管中且不应有接口,支管和钢套管均采用水性环氧底漆加水性环氧高强度防腐银粉漆。

对于用户自行改变房屋结构、私改燃气管道,造成燃气引入管、立管、水平干管穿越卧室、卫生间等情形,需要更改燃气管道布置,对于用气房间内有人居住的坚决要求整改。

2.3 用户设施

对于室内管道状况良好的用户,仅进行燃气表、报警切断装置、自闭阀、灶具连接软管等设施的更新改造。

2.3.1存在问题

部分燃气表超期服役,存在老化漏气风险。用户家中没有报警切断装置,燃气泄漏报警器(简称报警器)过期失效或报警器低位安装,报警器与燃具不在同一房间。灶前软管过长或老化,超过使用期限或没有合格标志。灶具破旧、超期使用,没有熄火保护装置。

2.3.2面临困难

安装设施需要一定操作空间,部分用户的橱柜存在障碍,需用户同意拆除,用户不愿配合。

部分用户持观望态度,想看看邻居改造报警切断装置、自闭阀、灶前软管后是否能提高安全性能,担心更换的燃气表比旧燃气表计量更准确、计费多,拒绝安装。部分用户对入户更换燃气设施比较排斥,并煽动邻居不配合更换。

2.3.3技术方案

① 燃气表

改造前使用的普通膜式燃气表或IC卡燃气表,在交费、数据上传、异常报警、远程监控等方面落后于现在普遍采用的NB-IoT物联网燃气表,该燃气表充值更方便,远程控制更安全便捷,预期用户会有良好的使用体验。燃气表安装在厨房内自然通风良好的位置,表底距地面不小于1.8 m,若安装在橱柜中,应不影响检修和更换,橱柜应具有自然通风的功能。

② 报警切断装置

《城镇燃气管理条例》和GB 55009—2021《燃气工程项目规范》对非超高层的普通居民用户没有强制安装报警装置的要求,应结合工程所在地相关管理部门的规定进行设置。2017年1月1日实施的《黑龙江省城镇燃气管理条例》明确要求“新建民用建筑配套建设的管道燃气设施应当包括燃气泄漏报警和自动切断装置”。因此2017年及以后新建住宅已安装燃气泄漏报警和自动切断装置。本次改造工程均针对2017年之前建成并通气用户,统一安装报警器,在燃气表前安装自动切断阀,自动切断阀与报警器联锁,报警器检测到燃气泄漏浓度达到设置值时发出报警信号或关闭自动切断阀。报警切断装置与燃具在同一房间,报警器安装在自然通风良好的位置,与顶棚距离小于0.3 m。

③ 自闭阀

GB 55009—2021第6.1.9条要求“家庭用户管道应设置当管道压力低于限定值或连接灶具管道的流量高于限定值时能够切断向灶具供气的安全装置”,即燃气表前或灶前应具有欠压或过流切断装置。本次改造在每户灶前支管末端设置灶前型管道燃气自闭阀,具有超压、欠压及过流切断功能,执行CJ/T 447—2014《管道燃气自闭阀》。自闭阀与管道之间螺纹连接,与灶前软管之间的连接方式与软管相匹配。

④ 灶前软管

灶前软管有不锈钢波纹软管、金属包覆软管和橡胶复合软管,GB 55009—2021第6.1.7条要求软管的使用年限不应低于燃具的判废年限。GB 17905-2008《家用燃气燃烧器具安全管理规则》第7.3.1条规定,燃气灶具的判废年限应为8 a。本次改造选用使用年限不低于8 a的燃具连接用不锈钢波纹软管或金属包覆软管,结合现有灶具安装位置、接口连接形式等因素尽量采用不锈钢波纹软管,仅有插入式接口的移动式灶具可以使用金属包覆软管。软管长度小于2 m且中间不应有接头。灶具连接软管选用见表1。

表1 灶具连接软管选用

⑤ 燃气灶具

燃气灶具不在本次改造范围内,改造中告知用户应在判废年限内使用灶具,将超过判废年限、临近判废年限的灶具和不正规灶具更新为带熄火保护装置的合格燃气灶具。

3 实施中需关注的其他问题及控制措施

工程前期注意详细摸排实际情况,掌握管网和用户的全面、准确资料。建设方的工程管理、运营管理等部门与设计单位、施工单位相结合,明确改造范围和内容,共同确定技术合规、经济合理、切实可行的技术方案。设计阶段由专业人员对方案及施工图进行评审,各方掌握工程的具体内容和要求,达成一致意见,才能有效控制项目的进度、质量和投资。

通过招标选择业绩好、有经验的设计单位、施工单位和监理单位。设计单位编制可行性研究报告和进行方案设计时,充分考虑工程中可能存在的困难和隐蔽工程的不确定性,准确编制投资估算,审批后的投资估算一般作为项目投资的控制上限。施工单位和监理单位人员应充分了解燃气专业的知识和改造工程特点,熟悉设计图纸,具有本专业工作的良好业绩和丰富经验。

通过招标选择物资供应商,保证物资质量和数量,安排供货批量与工程进度计划相匹配,避免造成停工等料现象。同类物资供应单位不宜过多过杂,给后期运行管理带来不便。

合理安排工程计划,克服北方施工期短的缺点,把施工前准备工作做充足,输配管道与室内管道、设施改造协同进行,协同考虑管道封堵位置的设置,尽量减少封堵数量,降低工程投资,缩短用户的停气时间。做好各区域管网之间、室内外工程之间的衔接和信息互通,避免延误工期,避免造成安全事故。

施工阶段控制设计变更,控制变更方案不对投资造成大的影响,现场签证的工程量要准确,避免合同中或定额中包括的工程内容重复签证。

重视项目全过程投资控制,在项目决策阶段、设计阶段、招投标阶段、施工阶段及结算阶段贯穿投资控制理念,尤其是前期阶段技术方案的确定起着至关重要的作用。

重视审批和协调工作,工程审批涉及财政、规划、住建、城管、公安等多部门,还需与其他专业原有和新建管道单位会签及协调工期,建议政府相关部门统筹管理,提高站位,简化手续,优化流程。

利用主流媒体和基层社区提前做好正面宣传工作,大力宣传城市燃气管道等老化更新改造的重要意义,正面引导社会舆论,增强用户安全用气、规范用气意识,配合改造工程。改造现场设置醒目的文明施工标语和工程信息公示牌,停气提前告知,取得用户的理解支持,接受用户的监督,对保证质量、控制工期有重要作用。

4 结语

城市燃气管道等更新改造工程是一项重要的民生工程,对加强市政基础设施体系化建设,保障燃气设施安全运行具有重要意义,应结合工程所在地实际特点,确定工程范围和改造内容,摸排掌握准确基础资料,确定技术可行经济合理的技术方案,统筹协调安排工程计划,全过程控制工程投资,严把工程质量关, 切实提升燃气工程本质安全水平,实现防控风险、消除隐患、杜绝事故、安全供气的目标。