1. 前 言
石油化工给水排水管道必须满足生产、消防和生活的给水排水要求，力争技术先进、经济合理、安全适用和保护环境。
石油化工给水排水管道通常沿着道路两侧或在道路下埋地敷设，工程属于安装施工，在施工程序中居前列，仅次于场地整平。工程投用后，具有使用年限长（通常30～50年）、检修和改造难度大（影响生产运行和道路畅通）、事故不易察觉（隐蔽工程）的特点，因此，在满足设计规范的前提下，设计和施工的合理性、可靠性尤为重要。
本文综合石油化工埋地敷设给水排水管道工程的设计和施工的经验，一一列举，供参考及批评指正。
2. 管道布置
关于管道的平面布置、埋设深度、管道平行净距和交叉净距，设计规范有明确规定。需要补充的是，设计时给水排水、总图、结构三个专业应密切配合，避免管道布置在建构筑物、管架（廊）基础的压力传递范围内。否则，其一，危及建构筑物、管架（廊）的安全，同时也危及管道的安全；其二，按照施工程序，管道安装施工完毕，再施工建构筑物、管架（廊）基础时，将扰动甚至破坏管道及管道基础。
《石油化工给水排水管道设计规范》（SH3034－1999）第3.1.7条规定：给水排水管道不宜在车行道下纵向敷设。在工程设计中，此规定往往难以执行。布置紧凑、缩小占地面积，是石油化工企业总平面布置的趋势，管廊带的宽度因此受到限制，管位缩减。根据经验，除生产污水管道外，其余的如重力自流的生活污水管道、清净雨水管道、清净废水管道，可以在车行道下纵向敷设，并采取加固措施。
工程实例：“扬子巴斯夫苯乙烯合资工厂”，埋地敷设给水排水管道有十一个系统，设计将生活污水管道、清净雨水管道、清净废水管道布置在车行道下纵向敷设，并采取了管道基础处理、选用重型铸铁井盖等加固措施。这样，不仅大大缩小了管廊带的宽度，而且使用状况良好。
3. 管道材质和管道接口
管道材质有碳钢、球墨铸铁、灰口铸铁、混凝土、钢筋混凝土、塑料、塑料复合材料、玻璃钢、有衬里的金属、不锈钢。
(1) 压力流管道
要求供水可靠、水质一般的压力流给水管道，如生产给水管道、消防给水管道、泡沫混合液管道、循环冷却水管道，宜选用碳钢管道，焊接接口。碳钢管道供水可靠，而且连接、开口接出支管、安装阀门的施工方便快捷。例如循环冷却水管道，由于石油化工生产装置要求其供水可靠，因此，《石油化工给水排水管道设计规范》（SH3034－1999）第3.1.3条规定：主要装置（单元）的循环冷却水管道采用灰口铸铁管时，应环状布置。但是，由于总平面布置和工程投资的原因，环状布置往往难以实施。
供水可靠性不高、水质很高的生活给水管道，宜选用球墨铸铁管道，承插接口，密封材料选用橡胶圈或膨胀水泥。
(2) 重力自流管道
重力自流排水管道宜选用灰口铸铁管道，承插接口，密封材料避免选用不耐油的橡胶圈。原因之一，管道具备较强的耐腐蚀性能，管壁较厚，使用年限长；之二，对管道基础的要求较低，施工费用低；之三，管道漏水的可能性较小，保护环境。
重力自流管道避免选用混凝土管道。原因之一，管道强度低、易破损，在石油化工生产区埋地敷设更易腐蚀，不仅漏水污染环境，而且可能导致管道全线报废；之二，对管道基础的要求较高，施工费用高。
大口径的重力自流管道（DN≥1200mm），宜选用重型钢筋混凝土排水管道，钢制套环接口。
(3) 输送含有腐蚀介质的管道
输送含有腐蚀介质的管道，分为压力流管道和重力自流管道。管道材质应根据管道压力等级（压力流管道）、介质成分、使用年限、投资控制的要求，合理选用管道材质或进行管道内壁防腐。
(4) 钢骨架增强塑料复合管简介
钢骨架增强塑料复合管作为新型材质管道，除生活给水管道外，几乎适用于所有石油化工埋地敷设给水排水管道，应用前景十分广阔，其具有如下优点：
● 机械强度高: 塑料的许用应力及承压能力较低，与网状钢骨架复合后，钢骨架可有效地约束塑料形变，使管道机械强度高。
● 耐温性能好: 在使用温度范围内，塑料的强度随温度升高而降低。由于管道强度的2/3由钢骨架承担，所以其强度随使用温度的升高而降低的程度低于任何纯塑料管道。
● 刚、柔结合: 由于钢骨架的增强作用使管道的刚性、耐冲击性及尺寸稳定性优于任何纯塑料管道。网状钢骨架的柔性结构，使管道在轴向上有一定柔韧性。
● 热膨胀系数小: 网状钢骨架的约束，使管道的热膨胀系数小。
● 不会发生快速开裂: 低碳钢不会脆性断裂，网状钢骨架使塑料的变形及应力均不会达到使其快速开裂的临界点。
● 材料复合均匀可靠: 网状钢骨架与塑料互相交织浑然一体，复合表面积大而不规则，两种材料互相约束力大而均匀，应力集中小。
● 双面防腐: 网状钢骨架复合在塑料之中，管道内外表面具有相同防腐性能，非常适用于埋地敷设和输送含有腐蚀介质。
● 节能: 管道内壁光滑，阻力小，不结垢，耐磨，节能效果明显。
● 自示踪性好: 由于网状钢骨架的存在，埋地敷设管道可以用磁性探测的方法寻找及定位，避免挖掘而破坏。
4. 阀 门
阀门安装在压力流管道上，其作用是控制流体通断、调节流量与压力、防止倒流。压力流管道中最常用的阀门是闸阀和蝶阀。蝶阀具有耗用材料少、重量轻、体积和安装尺寸小、操作灵活省力、价格较低的优点，但目前国内厂商制造的蝶阀往往也有关闭不严的缺点。根据经验，控制流体通断的阀门选用闸阀较为可靠，调节流量与压力的阀门宜选用蝶阀。
消防给水管道的闸阀宜选用明杆式，以清晰地表明开关状态。如果是暗杆式闸阀或蝶阀，应配套开度指示表。
在金属密封闸阀的基础上，近年来国内厂商开发制造了软密封闸阀。由于加工简单，使用功能优越，在中小口径（DN≤600mm）的阀门中，软密封闸阀有取代传统金属密封闸阀的趋势。其优点：
（1）阀体底部流道内无凹槽，阀体过流截面呈直线，流体中杂质不会沉积在阀内。
（2）闸板密封面是压在阀体上密封，关闭力矩小。
（3）阀门不因管道的弯曲和拉伸而影响密封性能。
（4）闸板包封橡胶，防腐效果好。
（5）密封结构特殊，可在流体过流、阀门全开时更换阀杆密封圈。
5. 闸 门
闸门安装在重力自流管道上，其作用是控制流体通断，最常用的闸门是圆形铸铁镶铜闸门。
根据经验，在重力自流管道上不宜安装阀门，因为流体中往往有许多尺寸较大的各类杂物会损坏阀门的密封面。
6. 管沟开挖
在地质条件良好、土质均匀、地下水位较低的地段，当管沟深度在地下水位以上时，是否设置管沟边坡和坡度（不加支撑），设计规范有规定。
在地质条件较差、土质松软、地下水位较高且富含地下水的地段，或者在雨季，设计应充分考虑开挖管沟所必须采取的施工措施，并且在编制概算时注明为此增加的施工费用，否则无法控制工程投资。施工措施之一，加大管沟边坡坡度；之二，采用钢板桩支撑管沟。
工程实例：“扬子石化己烷切割装置工厂”的厂区位于厚度达8m深的粉煤灰吹填地段，地质条件恶劣，粉煤灰极其松软呈流动性，地下水位很高且富含地下水，必须采用钢板桩支撑管沟，否则无限度地加大管沟边坡坡度而形成大开挖的施工局面，同时导致施工费用大量增加。
7. 管道基础
在地质条件良好、土质均匀并且为未经扰动的原状土、地下水位较低的地段，可以仅进行地基处理而不做管道基础。地基处理方法：原状土夯实，密实度不小于95％，承载力不小于10t/m2，敷设100mm厚砂砾石（粒径不大于10mm）找平。
在地质条件较差、土质松软并且为流砂或淤泥、地下水位较高且富含地下水的地段，设计应充分考虑必须进行地基处理和做管道基础，并且在编制概算时注明为此增加的施工费用，否则无法控制工程投资。地基处理和做管道基础的施工程序是采取降水措施，排除基槽积水；清除流砂、淤泥；参照国家建筑标准设计《给水排水标准图集》中《排水管道基础及接口》（95S516），做180°混凝土带形基础。如果流砂或淤泥较深难以清除，在采取降水措施前由下而上分层敷设500mm厚块石、200mm厚砂砾石（粒径不大于10mm）。
8. 金属管道外壁防腐
非金属管道无需外壁防腐。
石油化工生产区的地下土壤中往往含有各类无机及有机酸、碱、盐，因此，考虑适当提高金属管道外壁防腐等级，从而保证使用年限。
碳钢管道外壁防腐普遍采用石油沥青防腐涂层结构、环氧煤沥青防腐涂层结构、聚乙烯（PE）胶粘带防腐层。石油沥青防腐涂层结构成本较低，缺点是在施工现场加热石油沥青既不方便又污染环境。环氧煤沥青防腐涂层结构比石油沥青防腐涂层结构更先进，施工简便但费用稍高。
根据经验，在管道上缠绕玻璃布往往不易紧密、贴服，防腐施工完毕在吊装中往往损坏防腐涂层结构，管道对焊接口处的防腐也不易做好，从而留下隐患。对此，在施工技术要求中和施工交底中应着重说明，督促施工单位认真负责地消除隐患。
聚乙烯（PE）胶粘带防腐层的防腐性能优异，施工简便无污染，使用寿命长，综合成本低，已经逐渐取代环氧煤沥青防腐涂层结构。
9. 附属构筑物
附属构筑物有仪表井、阀门井、闸门井、排水检查井、水封井、跌水井、雨水口。
《石油化工给水排水管道设计规范》（SH3034－1999）第4.1.1条规定：生产污水管道的检查井、水封井、跌水井应选用混凝土井或钢筋混凝土井，管道穿井壁处设防水套管。以往，除生产污水管道的各类井外，其余的附属构筑物通常采用砖砌结构。根据经验，砖砌结构往往存在两个问题。其一，使用年限较短。砖砌结构强度较低，整体性亦较差，经内存积水和地下水长期浸泡后易侵蚀、破损直至造成整体坍塌而报废。其二，防水性能较差，易渗漏。特别是在多雨、地下水位较高且富含地下水的地区，砖砌结构的仪表井和阀门井往往井内积水情况严重，运行管理和系统检修困难。
根据经验，附属构筑物除雨水检查井及雨水口采用砖砌外，其余宜采用现浇的钢筋混凝土结构或混凝土结构。另外，为避免仪表井和阀门井积水，还应在井内、外壁涂刷氰凝防腐涂料，既防腐又防水；管道穿过井壁设置防水套管；井顶标高高于地坪标高100mm以上；盖板采用整体倒扣形状的防水钢制盖板，如果盖板平面尺寸较大，在盖板上设置人孔。腐蚀性生产污水管道的各类井，还应在井外壁涂刷氰凝防腐涂料，再根据污水介质成分确定井内壁防腐措施，通常是涂刷防腐涂料；管道穿过井壁设置防水套管。
工程实例：“扬子石化己烷切割装置工厂”，由于设计明确了对附属构筑物采取上述措施，实践证明效果良好。
10. 计算机应用
作为工程设计的辅助手段之一，计算机是工程设计人员必不可少的工具。根据经验，计算机绘图的优越性：其一，精确，不会由于比例关系的失当致使图面产生误差甚至变形；其二，计算机可分图层、分颜色，内容和层次丰富，通过打开或关闭某些图层，一张图纸可以分别呈现不同的内容；其三，修改方便，每次修改都作为版次留存，最终版设计图纸等同于工程竣工图纸，作为竣工资料存档，用于运行管理和系统检修，体现版次设计的必要性和完整性。
11. 结束语
精心布置埋地敷设给水排水管道，能够缩小石油化工工厂占地面积，从而节约土地资源和降低工程投资。优选管道材质和管道接口、阀门、闸门、金属管道外壁防腐，同时充分考虑施工措施，合理设计管道基础、附属构筑物，能够提高工程质量，延长使用年限，降低运行管理费用，确保安全生产。
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